12位A/D轉(zhuǎn)換器ADS7832及其應(yīng)用

ADS7832芯片具有以下一些特點：

引腳與ADC7802和ADS7803兼容；單向參考電壓：+5V或+3.3V，電壓分辨率為4.88mV；低功耗：ADS7832采用CMOS工藝制造，轉(zhuǎn)換期間耗電7.5mW，節(jié)電模式下僅為50mW；高轉(zhuǎn)換速度： 8.5ms，能采樣50KHz的信號；具有四通道多路開關(guān)；自動校正，不需加偏置或增益調(diào)整；芯片內(nèi)部含有采樣保持、電壓基準(zhǔn)和時鐘等電路，可簡化用戶的電路設(shè)計和硬件開鎖，并可提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。ADS7832的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖1所示。

ADS7832BP為雙列直插式（DIP）28腳封裝，其引腳排列和接線如圖2所示，它輸出標(biāo)準(zhǔn)的, 信號，因此非常適合于微處理器系統(tǒng)，當(dāng)引腳上的電平由高變低時，啟動一次A/D轉(zhuǎn)換，因此，當(dāng)它與單片機的引腳相連時，執(zhí)行一條MOVX @DPTR，A就啟動A/D轉(zhuǎn)換；當(dāng)ADS7832的引腳上的電平為低電平時，A/D轉(zhuǎn)換的結(jié)果送到數(shù)據(jù)輸出口上，可隨時取走。ADS7832是12位A/D轉(zhuǎn)換器，但它只有8條數(shù)據(jù)輸出線，即D0—D7，在A/D轉(zhuǎn)換完畢，HBE引腳為低電平時，D0—D7輸出數(shù)字量低八位，而當(dāng)HBE引腳為高電平時，D0—D3輸出數(shù)字量高四位，這種設(shè)計可減少管腳數(shù)，同時與常用單片機的8位數(shù)據(jù)線相對應(yīng)，簡化了軟硬件設(shè)計。

ADS7832采用單5V電源供電，內(nèi)部有一個8位特殊功能寄存器，指示ADS7832的工作狀態(tài)，如是否忙、是否掉電等，當(dāng)SFR引腳為高電平(同時HBE引腳也為高電平)時D0-D7引腳輸出這些狀態(tài)信息，這使應(yīng)用ADS7832非常方便。

圖2是ADS7832的基本接線圖，+5V通過100KΩ的電阻接CLK引腳，通過內(nèi)部振蕩電路產(chǎn)生頻率為0.5MHz的時鐘信號。A0、A1是通道選擇地址線，當(dāng)只使用一個模擬信號輸入端口AIN0時，A0、A1接低電平。給芯片提供電源和參考電壓的電源的紋波要小，否則影響A/D轉(zhuǎn)換的精度，在電源端和參考電壓輸入端接濾波電容，減小電源的干擾。

輸入模擬電壓的絕對值不能超過參考電壓0.3V，在ADS7832內(nèi)部已把輸入模擬電壓箝位在模擬電源VA上，模擬輸入電流必須限制在20mA以下，在信號輸入端口串聯(lián)一個1kΩ的電阻即可在輸入20V電壓時不會損壞芯片。

利用差分放大器INA105可以把一個雙極性信號(-5V～+5V）轉(zhuǎn)換為一個單極性信號，送入ADS7832的模擬輸入端，如圖3，從而擴大了ADS7832的轉(zhuǎn)換信號范圍。

我們研制的動態(tài)稱重系統(tǒng)的主要功能是測量行駛的動態(tài)車輛輪胎受力，并計算相應(yīng)靜態(tài)車輛重量，它主要由稱重傳感器、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、微處理器系統(tǒng)及LCD、打印機等構(gòu)成，用來測量在特定地點、特定時間行駛車輛的輪胎受力，計算車輛的軸重，從而實現(xiàn)全自動、不停車計量。與靜態(tài)稱重系統(tǒng)相比較，動態(tài)稱重系統(tǒng)可獲得較高的檢測效率，并可節(jié)約大量的人工費用。

信號放大與偏置電路如圖4所示，由于壓力傳感器出來的電信號為負(fù)值，首先將此信號通過反相器變?yōu)檎?，再?jīng)信號放大與偏置電路送入A/D轉(zhuǎn)換器的模擬輸入端，通過調(diào)整可變電阻器的阻值改變信號的零點和線性度，在模擬輸入端加兩個二極管分別接到+5V和-5V，使送入A/D轉(zhuǎn)換器的信號的絕對值不大于5.3V，保護A/D轉(zhuǎn)換器不受損壞。

我們的設(shè)計目標(biāo)是，當(dāng)車輛以低于15km/h的速度通過時，誤差小于靜態(tài)時稱重值的±2%(軸載荷和總重)，ADS7832是12位A/D轉(zhuǎn)換器，分辨率較高，能滿足精度要求。由于采集的重量值波形抖動較大，需要足夠多的采樣值進行處理才能得到比較精確的結(jié)果，而當(dāng)汽車以10km/h的速度通過稱重板時，一只輪胎通過稱重板的時間為0.1s，時間很短，這就需要快速的采樣速度和A/D轉(zhuǎn)換速度，ADS7832進行一次A/D轉(zhuǎn)換僅8.5ms，能滿足要求。

ADS7832輸出標(biāo)準(zhǔn)的RD，WR，CS信號，它轉(zhuǎn)換出的數(shù)字量是12位，但它只有8條數(shù)據(jù)輸出線，因此非常適合于與微處理器系統(tǒng)的接口。ADS7832是12位A/D轉(zhuǎn)換器，分辨率較高，同時它有很高轉(zhuǎn)換速度，能滿足動態(tài)稱重的要求?！?/font>