- 2 - 《国外电子元器件》1999 年第 8 期 1999 年 8 月
●新特器件应用
新型 16 位模数转换器 AD7715
吉林化学工业公司仪表厂 孙海
摘要 : AD7715 是以 ∑- △原理工作的 16 位模数转换器 , 采用单一 5V (AD7715 - 5) 或 3V
(AD7715 - 3)电源供电 ,可用最少数量的口线与单片机或微处理器相接 ,适用于单通道低速小信号
采样的应用场合。
关键词 :模数转换器 寄存器 自校验 系统校验 AD7715
1. 概述
AD7715 是美国 AD I 公司生产的 16 位模数转
换器。它具有 0. 0015 %的非线性、片内可编程增益
放大器、差动输入、三线串行接口、缓冲输入、输出更
新速度可编程等特点。适用于单通道低速小信号的
采样应用 ,其功能框图如图 1 所示。
2. AD7715 的引脚
AD7715 的引脚排列如图 2 所示 , 各引脚的功
能如下 :
SCL K :串行时钟 ,逻辑输入 ;
MCL K IN : 器件的主时钟信号。可由晶振提
供 ,也可由与 CMOS 兼容的时钟驱动 ,此时 MCL K
OU T 引脚悬空。无论采用哪一种时钟 ,其频率必须
是 1M Hz 或 2. 4576M Hz ;
MCL K OU T : 当器件的主时钟信号由晶振提
供时 , 此引脚与 MCL K IN 引脚和晶振两引脚相
连。如果 MCL K IN 为外部时钟引脚 ,MCL K OU T
引脚能提供一个反向的时钟信号 ,供外电路使用 ;
CS :片选信号 ,逻辑低有效 ;
R ESET :逻辑输入 ,低电平有效。有效时 ,可将
片内的控制逻辑、接口逻辑、校准系数、数字滤波器
以及模拟调制器复位到上电状态 ;
AV DD : 模拟正电源 , AD7715 - 3 为 3V ,
AD7715 - 5 为 5V ;
A IN + , A IN - : 模拟输入 , 分别为片内可编程
增益放大器差动模拟输入的正、负端 ;
R EF IN ( + ) : 参考输入 , AD7715 参考差动输
入的正端 , 该端电位必须大于 R EF IN ( - ) 。R EF
IN ( + )可连接在 AVDD与 A GND 之间 ;
R EF IN ( - ) : 参考输入 , AD7715 参考差动输
入的负端 , R EF IN ( - ) 可连接在 AVDD 和 A GND
之间 ,但 R EF IN ( - )必须小于 R EF IN ( + ) ;
A GND :模拟地。正确操作时 ,其它引脚的电压
相对 A GND 应不低于 - 30mV ;
DRD Y : 逻辑输出。低电平表明来自
AD7715 数据寄存器新的输出字是有效的。
当完成全部 16 位的读操作时 , 此引脚变成
高电平。在输出更新期间 , 如果没有数据被
读出 , 此引脚将持续 500 倍 Tclk in 时钟周
期 ,然后返回高电平。当 DRD Y 为高时 ,不
图 1 AD7715 功能框图 图 2 AD7715 引脚图
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- 3 -新型 16 位模数转换器 AD7715
能进行读操作 ,或者说 ,当数据正在更新时 ,应当避
免从数据寄存器中读数。数据更新结束后 , DRD Y
将再次返回低电平 ;
DOU T :从片内输出移位寄存器中读出串行数据
的串行输出端。此输出移位寄存器可含有来自设定寄
存器、通讯寄存器或数据寄存器的信息 , 具体是哪一
个寄存器 ,取决于通讯寄存器中的寄存器设定位 ;
D IN : 写到片内输入移位寄存器串行数据的串
行输入端。此数据是移到设定寄存器还是通讯寄存
器 ,取决于通讯寄存器中的寄存器设定位 ;
DVDD :数字电源。正常情况是 + 3V 或 + 5V ;
D GND :数字地。
3. 寄存器及采样
格式
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AD7715 片内有四个寄存器 :通讯寄存器、设定
寄存器、测试寄存器和数据寄存器。
3. 1 通讯寄存器
0/ DRD Y :写操作时此位必须为 0 ,如果写为 1 ,
此片内寄存器的后续位不能被
记录
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。当读操作时 ,
此位的状态与 DRD Y 的引脚具有相同的电平。
ZERO :应为 0 ,否则器件操作不正确。
RS1 和 RS0 : 用于寄存器选择 , 其方式如表 1
所列。
R/ W :1 为读操作 ,0 为写操作。
STB Y :1 为节电方式。0 为正常方式。
G1 和 G0 : 用于设定增益值 , 其方式如表 2 所
列。
3. 2 设定寄存器
MD1 , MD0 : 用来设定操作方式 , 如表 3 所
列。
自校验应一步完成 , 先将输入的内部短路作为
所选增益的零点检验 , 然后以参考电压除以所选增
益的值为准进行满度检验。
系统校验须两步完成 ,第一步进行系统零校验 ,
零点值由用户提供 ,并且在校验期间保持稳定 ;第二
步进行系统满度检验 ,满度值也由用户提供 ,并且在
校验期间也必须保持稳定。
CL K : 时钟频率设定 , 设定值为 1 时 , 选
2. 4576M Hz ,设定值为 0 时 ,选 1M Hz。
FS1 与 FS0 : 是输出更新速度选择位 , 与 CL K
组合可提供如表 4 所列的 8 种速度选择。
B/ U :单端输入时为 1 ,双端输入时为 0。
BU F :输入加入缓冲时为 1 ,不加缓冲时为 0。
FS YNC :同步信号加入时为 1 ,不加时为 0。为 1
时 ,数字滤波器节点、滤波器控制逻辑、模拟调制器
等均保持等待状态 ,它相当于普通 A/ D 转换器的启
动信号而不影响 DRD Y 及数字接口。
3. 3 测试寄存器
测试器件时使用 ,建议用户不要使用。
3. 4 数据寄存器
0| DRD Y ZERO RS1 RS0 R| W STB Y G1 G0
表 1 寄存器选择
RS1 RS0 被选寄存器
0 0 通讯寄存器 (8 位)
0 1 设定寄存器 (8)位
1 0 测试寄存器 (8 位)
1 1 数据寄存器 (16 位)
表 2 增益设定
G1 G0 增益设定
0 0 增益为 1
0 1 增益为 2
1 0 增益为 32
1 1 增益为 128
表 4 速度选择表
CL K FS1 FS0 更新速度
0 0 0 20Hz
0 0 1 25Hz
0 1 0 100Hz
0 1 1 250Hz
1 0 0 50Hz
1 0 1 60Hz
1 1 0 250Hz
1 1 1 500Hz
表 3 MD1 和 MD0 的设定操作方式
MD1 MD0 操作方式
0 0 正常操作方式
0 1 自校验方式
1 0 系统校验零点
1 1 系统校验满度
MD1 MD0 CL K FS1 FS0 B/ U BU F FSYNC
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