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1、ADS1271与TMS320F2812的数据采集模块数据的采样在工业控制中有着重要的应用，精度的要求也越来越高，于是高精度的ADC越来越多的被用到。ADS1271是高带宽的24位工业用模/数转换器(ADC),他实现了DC精度与AC性能的突破性结合ADS1271拥有50kHz的带宽，105kSPS的转换速率，1.8卩V/C的失调漂移以及高达109dB的信噪比(SNR),进一步将工业、医疗及汽车应用中的高精度测量提升到了新的水平。传统上讲,漂移性能较高的工业用-ADC采用具有较大带通固定偏差的数字滤波器，这就导致信号带宽有限，正好适用于DC测量。而音频应用的高分辨率ADC能够提供更大的可用带宽，但
2、偏移和漂移规范则比工业用ADC差得多(常常无规范)。ADS1271将两种转换器的优势相结合，实现了高精度测量，同时符合DC与AC规范，并确保可在-40+105C的温度范围内工作。此外，诸如OPA2227与OPA1632等一系列放大器正好适合与ADS1271协同工作，从而实现最高性能。由于OPA1632不是轨到轨的运放，性能比较差。所以改用THS4521对输入信号进行调理。ADS1271主要特性表现在:高阶限幅自稳调制器利用专有设计技术，实现了非常低的偏移(不足1.8pV/C),带内噪声也很低(6.5pVrms)。板上线性相位抽取滤波器可抑制调制器与信号带外噪声，实现了90%奈奎斯特速率的信号带
3、通，而波纹不足0.005dBADS1271具有3种可选的工作模式,可实现高速度(105kSPS的数据速率)、高分辨率(109dBSNR)以及低功耗(35mW)的优化。可选帧同步或SPI串行接口能够提供至DSP与微控制器的方便连接。所有操作(包括内部偏移校验)都由引脚直接控制，不必对寄存器进行编程。ADS1271具有级联输出引脚及同步功能，因此可方便地用于多通道的系统中。ADS1271具有3种工作模式:高速度、高分辨率以及低功耗模式，可由引脚MODE来选择:当MODE引脚为低电平(DGND)时,工作在高速度模式;当MODE引脚浮空时，工作在高分辨率模式;当MODE引脚为高电平(DVDD)时,工作
4、在低功耗模式。ADS1271内部具有1个厶-乂调制器，后面连接1个数字滤波器。调制器基于差分参考电压VREF=(VREFP-VREFN)来测量差分输入信号VIN=(AINP-AINN)。数字滤波器接收调制器送来的信号并进行低噪声的数字输出。数据采集模块的设计原理信号调理模块的功能由railtorail运放THS4521完成，驱动24位模数转换ADS1271，具体的外围电路设计如图二示，VIN+,VIN-是差分模拟信号输入，AINN、AINP是调理后的信号。yiM-|AdNIpXijNIpVIN+123VOUT+图二信号调理模块参考电压模块由REF3125提供2.5V的参考电压，具体的外围电路如
5、图三所示:VREFPVIN-VOCMA1VDD5VDlLED4PQ11kLJ4C60.4*7ufflU31IN342UU1REF3125R丸GNTIEr7O.hJf4414I1,rr-i3jujJRLI100fljf100dU4AGHTR13、f1NCNC8C1!)11-rC1810rif2-INVi-74O.lufI1.TTT|1TPlLJJ13+INfi亠-4/4订4VR.EFUUJ.F图参考电压央nil由于f-,DS的；PI接口的可编程1的紡;据字长二为1-161立而LUUDS1271I是24位的IAL-1)r1丿l-L41IADC而1且,它:只支持SPI以及【帧瓦同传-输,不不支并*口
6、。这样可以节约2812的数据gl口的资源，可以在工业Ik控制1中完丿成其他的】工作。故采用DSP的McBSP来完成SPI接口的功能。TMS320F2812的McBSP在时钟停止模式下工作时与串行外围接口（SPI）相兼容，这便于与SPI器件连接。当McBSP配置为时钟停止模式时,发送器和接收器内部同步,这样McBSP可以作为一个SPI主设备或从设备。在此模式下,McBSP的发送时钟信号CLKX相当于SPI总线的SCLK信号,输出信号DX作为SPI主设备的MOSI信号,接收输入信号DR作为SPI主设备的MISO信号。将McBSP配置为SPI主设备时,需要配置相应的寄存器,在时钟停止模式中,由于采用内部同步模式,因此不使用时钟信号CLKR和接收帧同步信号FSK。ADS1271与TMS320F2812的通信模块如图四所示：图四ADS1271与2812的连接原理图图五ADS1271的时序图总之结合相关数据手册，特别是TMS320F2812的多通道缓冲串行口的应用以及图五所示的时序图，可以完成24位模数转换的硬件设计。
