【摘 要】本文介紹了CIRRUS LOGIC公司生產(chǎn)的16位A/D轉(zhuǎn)換芯片CS5523的主要特性以及和STC89C52RC單片機(jī)的接口電路，并設(shè)計(jì)了A/D轉(zhuǎn)換程序，供大家參考。

【關(guān)鍵詞】高精度串行A/D；CS5523；單片機(jī)

1.引言

在工業(yè)控制過程、醫(yī)療器械及儀器儀表等許多應(yīng)用中，對(duì)系統(tǒng)的速度、功耗及成本等性能的要求越來越高。為了滿足這些要求，迫使設(shè)計(jì)工程師進(jìn)一步求助數(shù)字電路、尤其是模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC。這些集成化的ADC包括了完整的前端系統(tǒng)，保證了低電壓、低功耗方式工作，在更大程度上降低系統(tǒng)成本。下面介紹一種高精度、硬件電路簡單、計(jì)量精確、抗干擾性好、性能穩(wěn)定可靠、性價(jià)比高的A/D轉(zhuǎn)換芯片CS5523。

2.CS5523簡介

CS5523是CIRRUS LOGIC公司生產(chǎn)的16位高精度串行A/D芯片。其內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。

CS5523芯片內(nèi)集成了一個(gè)儀表放大器、一個(gè)可編程增益放大器、多路開關(guān)、數(shù)字濾波器、自校正和系統(tǒng)校正電路。通過簡單的串行連接，CS5523可方便地由MCU控制，以實(shí)現(xiàn)多通道高精度的A/D轉(zhuǎn)換。主要特性如下：

#61548;底輸入電流（100pA）和用斬波器穩(wěn)定的一儀器放大器；

#61548;可升級(jí)的輸入跨距（雙極/單級(jí)）；

#61548;寬VREF輸入范圍（+1伏至+5伏）；

#61548;4階Delta-Sigma模/數(shù)轉(zhuǎn)換器；

#61548;3線制串行接口；

#61548;系統(tǒng)校準(zhǔn)和自校準(zhǔn)；

#61548;8個(gè)可選擇的輸出率；

#61548;單電源+5V供電；

#61548;低功耗；5.5mW；

#61548;24腳SSOP和PDIP兩種封裝。

3.CS5523在MCS-51單片機(jī)系統(tǒng)中的應(yīng)用

3.1 硬件接口

CS5523以串行接口方式與單片機(jī)接口。CS5523的SDI、SDO、SCLK、CS引腳分別和STC89C52RC單片機(jī)的P10～P13口相連。圖2是CS5523與STC89C52RC單片機(jī)接口的硬件原理圖。

單片機(jī)通過P10～P13口來控制CS5523，并讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果。圖2中采用32.768KHz外部時(shí)鐘。CS5523的模擬信號(hào)有單端輸入和差分輸入兩種，這里采用單端輸入方式。AIN1-、AIN2-、AIN3-、AIN4-分別接地。外部模擬信號(hào)的調(diào)理和放大電路，以及基準(zhǔn)電壓電路這里不作為重點(diǎn)，并未給出。

3.2 軟件設(shè)計(jì)

如圖2所示，單片機(jī)STC89C52RC和CS5523的通信采用采用串行通信方式。STC89C52RC的P10～P13口對(duì)CS5523進(jìn)行控制及數(shù)據(jù)傳輸。圖3為STC89C52RC操作CS5523的總的時(shí)序圖，對(duì)CS5523的操作軟件都是以時(shí)序圖為基礎(chǔ)編寫的。這里，只給出了幾個(gè)基本的讀寫數(shù)據(jù)和命令的子程序，僅供參考。CS5523總的控制程序是在這幾個(gè)子程序基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)的，這里不做介紹。

uchar SPI_HostReadByte()

{

uchar idata i，rByte;

rByte = 0;

for(i=0;i<8;i++)

{

SPISCK = 0;

SPISCK = 1;

rByte <<= 1;

rByte |= SPISO;

}

return rByte;

}

void

SPI_HostWriteByte(uchar wByte)

{

uchar idata i;

for(i=0;i<8;i++)

{

if(((wByte << i ) 0x80) == 0x80)

{

SPISI = 1;

}

else

{

SPISI = 0;

}

SPISCK = 0;

SPISCK = 1;

}

}

void Cs5523ReadAdData()

{

uchar i;

SPISCK = 0;

NOP;

if (PartSelect == 1)

{

CS1 = 0;

CS2 = 1;

}

else if (PartSelect == 2)

{

CS1 = 1;

CS2 = 0;

}

else

{

CS1 = 1;

CS2 = 1;

}

PerformConver = 0x98;

SPI_HostWriteByte(PerformConver);

SPISO = 1;

while(SPISO == 1);

PerformConver = 0x00;

SPI_HostWriteByte(PerformConver);

for (i = 0;i < 12 ;i++)

{

ReadBuffer[i]=SPI_HostReadByte();

}

}

void Cs5523WriteData(uchar GeShu)

{

uchar i;

for (i = 0;i < GeShu ;i++)

{

SPI_HostWriteByte(ReadBuffer[i]);

}}

void WriteCommand(uchar Commandcs){

SPI_HostWriteByte(Commandcs);}

4.總結(jié)

該芯片以成功應(yīng)用于油田采油現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。運(yùn)行一年來，系統(tǒng)穩(wěn)定。

參考文獻(xiàn)：

[1]CIRRUS LOGIC公司CS5523芯片數(shù)據(jù)手冊(cè).

[2]馬忠梅等，編著.單片機(jī)的C語言應(yīng)用程序設(shè)計(jì)[M].北京航空航天大學(xué)出版社，2005.

[3]戴佳，編著.51單片機(jī)C語言應(yīng)用程序設(shè)計(jì)實(shí)力精講[M].電子工業(yè)出版社，2006.

作者簡介：申佳，男，現(xiàn)就讀于西安外事學(xué)院工學(xué)院電子信息工程專業(yè)。