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AD7714在压力测量中的应用
2014-12-23

  一、引 言
  压力传感器输出一般是毫伏级的微弱信号传统的测量方法是在A/D转换之前增加一级高精度的测量放大器因而系统较为复杂。AD7714是美国Analog Devices公司(AD)推出的24-Bit (-( ADC家族AD771X系列中的新品,有毒气体检测仪适用于低频、高精度工业级转换。该器件具有完整的模拟前端可以直接测量传感器输出的直流微弱信号转换精度达到24位无误码。采用三线串行口与微控制器或DSP系统联接通过软件编程可以对增益、信号极性、输入通道作出设置。该芯片具有自校准、系统校准和背景校准功能可以消除零点误差、满量程误差及温度漂移的影响。该器件适用于便携式工业仪表便携式重量计循环供电系统和压力传感器。

  二、主要特性
  *24位无误码 0.0015%非线性度
  *3个完全差分输入或5个准差分输入端口 增益1~128
  *3V或5V工作电压
  *低噪声(<150nVrms)
  *低电流(350μA)待机(5μA) 低通滤液器具有可编程截止频率功能
  *具有读写校准系数能力
  AD7714的功能框图如图1所示。

  DIP/SOIC封装的AD7714具有24个引脚分述如下:(1)SCLK外部串行时钟输入端;(2)MCLKIN;(3)MCLKOUT主时钟信号端;(4)POL时钟极性控制端;(5)同步控制端;(6)RESET复位端;(7)、(8)、(9)、(10)、(16)、(17)分别为AIN1~AIN6模拟信号输入端;(11)待机控制端;(12)A;(13)BUFER控制端;(14)、(15)REFIN端;(18)AGND;(19)端;(20)端;(21)DOUT数据输出端;(22)DIN数据输入端;(23)D;(24)DGND。

  三、压力测量的典型应用
  AD7714只需要极少的外部元件便可以构成一个高精度的测量仪表利用串行接口可以和68HC11、8xC51等各种微处理器联接。本文根据笔者的实际应用介绍AD7714与最常用的80C31联接组成一个压力测量系统。具体电路见图2。
  


  图中可以看出AD7714除了晶振和微调电容以外几乎无需其他元件。参考电压由电桥激励电源通过分压电阻R1、R2提供、可以消除因激励电压变化引起的测量误差。
  AD7714工作电源有模拟电源(AVDD)和数字电源(DVDD)之分不需要特定的加电顺序可以先加AVDD或DVDD电源。需要注意在REFIN、AIN和其他逻辑输入引脚加入信号之前、应给AD7714电源接通以免发生闭锁(Latch-up)。
  安装AD7714的印刷线路板应将模拟和数字部分分隔开,照度计限制在特定的区域内。AGND和DGND应当一点连接为星形接地点尽量靠近AD7714的位置。另外应将模拟地布置在器件的下面而不要将数字地布置在下面地线和电源线尽可能粗些。

  四、编程要点
  AD7714具有八个片内寄存器,烟气分析仪通过对片内寄存器的编程可以实现通道选择、增益选择、滤波频率选择、转换周期选择、自动校准和AD转换等功能。对AD7714的任何一种操作必须首先对通信寄存器写入相应代码然后才能对其他寄存器读写。
  AD7714的大多数寄存器是8位寄存器只有数据寄存器、零点校准寄存器和满量程校准寄存器是16位或24位寄存器。对于8xC51或68HC11等8位微处理器来说16位或24位寄存器数据需要分2个字节或3个字节进行读写操作。
  图3示出一个AD7714自校准操作的程序流程图。
  因篇幅有限有关AD7714的各种工作模式、校准操作等未能详细介绍请参阅Analog Devices 公司的AD7714数据手册。

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