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ADS1210有一个灵活的串行接口，它可以以多种方式与微控制器和数字信号处理器相连。虽然ADS1210的接口比较灵活，但也比较复杂。本文以一种自上而下的方法对不同类型的接口方法间的协定进行描述，并给出了ADS1210的几种典型应用电路。 1.串行接口
1.1复合指令
登船梯
在DRDY为低电平期间,ADS1210和串行接口间可以进行交互通信。在通信过程中,ADS1210执行一条指令，只须对寄存器数据进行简单的读写。然而，在一个给定的转换周期内,ADS1210可以执行多条指令，但在后续指令执行过程中DRDY信号应维持高电平。值得说明的是，在一个转换周期内何时及怎样执行多条指令有几个重要的限制：第一，转换器必须工作在从模式下，而在主模式下ADS1210不能响应多指令操作。第二。必须在一个转换周期结束后开始下一个转换周期，否则某些指令会无效。例如，在DRDY信号变为低电平之前内部数据输出寄存器(DOR)被更新。包括失调校正寄存器(OCR)和满量程寄存器(FSR)的更新，如果这时正在对OCR或FSR进行写操作，它们的最后值就可能不正确，放入DOR的结果自然也无效。而对数据输出寄存器的读操作是一个例外。如果进行内部更新时DOR正好进行读操作，那么更新过程将被阻塞，原来的数据仍保存在DOR中且在读操作过程中一直有 效，新的数据丢失。总之，使用复用指令时应慎重，任何转换周期的最后一条指令都必须在下一个DRDY变为低电平前的12Xin时钟周期内完全完成。图1和图2是分别在主、从模式下对寄存器数据进行读写时的流程图。
1.2.的使用和连续读模式
串行接口可以使用CS信号，也可以简单地将该输入端连接到低电平。具体采用哪种接法需要考虑以下几点:CS信号不能直接控制SDOUT或SDIO 输出的三态状态。而这两个信号通常处于三态，当来自ADS1210的串行数据被传输时，它们才被激活。如果ADS1210是串行传送器的中间部分且SDOU T或SDIO为输出，那么CS变为高电平不会使输出信号成为三态。如果多个串行外设共用一条相同的I/O线，则外设的通信随时可能发生，那么此时必须使用CS信号。当ADS1210工作在主模式下时,CS信号用来使一个准备好的ADS1210的串行通信延时，直到主控制器响应该通信为止；当ADS1210工作在从模式下时,CS信号用来允许和ADS1210进行通信。CS输入还有另外一个用途，如果数据输出寄存器(DOR)的读操作执行后CS信号维持低电平，那么下一次DRDY变为低电平时, ADS1210的指令寄存器不装入新内容。相反，指令寄存器的原有内容重新使用，数据输出寄存器的新数据则全部或部分被发送。只要CS为低电平，该过程会一直持续而不停止，这种操作模式就叫做连续读模式。(参见图1、2读写操作流程)
赤纬角计算公式1.3SDIO的上电条件
SDIO连接是用作输入为SDIO的重要项目，但它仅适用于ADS1210工作在主模式且CS为低电平的情况下。上电后，大多数微控制器和数字信号处理器的串行I/O线处于三态，否则它们的值将被作为输入数据对待。给ADS1210加电以后，它将根
p新特器件应用
新型24位模数转换器ADS1210(下)
西安电子科技大学金彦亮刘书明
摘要：本刊1998年12期5新型24位模数转换器ADS1210(上)6一文中介绍了24位模数转换器的内部结构、性能指标、系统工作原理和模拟与数字工作原理。本文承接上文，主要介绍ADS1210在使用中将遇到的问题，着重阐述了组成串行输出数据接口所遇到的问题和读写数据的控制流程，还给出了电路连接的实例。
关键词:A/D转换器串行接口ADS1210
-33-图1主模式下读写寄存器数据流程图
据命令寄存器(CM R)内的默认条件开始工作，在默认条件下,SDIO是数据输出引脚。由于ADS1210工
作在主模式且CS钳位在低电平，因此，只要DRDY变为低电平，则串行时钟便开始装入并执行指令。如果SDIO被上拉为高电平，那么该指令是一个读操作指令，在任一个DRDY低电平周期(大约32个串行时钟周期)SDIO都变为输出。解决方法是将SDIO拉到低电平，这时在ADS1210装入指令字节时，运行结果是向数据输出寄存器(DOR)写入一个字节的数据，当然，这样处理可能会导致没有内部操作；如果SDIO不能被拉到低电平，那么另一个可行性方案就是延长主控制器的串行口初始化时间以便使它能在相邻的DRDY低电平周期内被拉到低电平。ADS1210的默认数据率为850Hz(转换周期为1.2m s)，这段时间对于大多数的微处理器和数字信号处理器来说，进行DRDY信号监测和串行口初始化已经基本够用了。
1.4主模式
当模式(M ODE)输入高电平时激活主模式工作方式。在主模式下，所有的串行时钟周期都由ADS1210产生,SCLK引脚定义为输出。串行时钟频率是Xin输入频率的一半。主模式下不能在一个转换周期内执行多条指令，每个转换周期内仅能执行一条指令。对某些微处理器来说，特别是把Xin 输入高达几MH z的频率用作串行时钟频率时，使用主模式是比较困难的。对大多数数字信号处理器，这一点是要考虑的。另外，如果SDIO用作输出输入脚，那么它从输入状态转换到输出状态的转换时间也是一个需要考虑的问题。这在使用过程中必须注意，如果CS钳制在低电位，那么上述有关SDIO的几个特定因素应首先予以考虑；如果CS用来控制从ADS1210输出的数据流，且在一个或多个转换周期内它都维持高
电位，那么ADS1210即可正常工作。但新数据将原来的数据已覆盖时，数据输出寄存器中的数据就会丢失。所以，数据更新前，应将DRDY强制为高电平，更新后再将其恢复为低电平。
1.5从模式
大多数系统工作在从模式下。在从模式下，允许在一个转换周期内执行多条指令，并允许主控制器设定串行时钟频率和串行数据传输步调。当M ODE输入低电平,ADS1210工作在从模式时，有几个与串行时钟有关的问题需要说明：第一，最大串行时钟频率不能超过Xin输入频率的五分频。第二,SDIO用作串行输出时，指令字节的最后一个串
新型24位模数转换器
ADS1210(下)防老剂rd
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行时钟的下降沿会使ADS1210的SDIO引脚从输入状态变为输出，即在该下降沿后的第三和第四个Xin时钟周期之间SDIO会变成输出。这种转换对于某些微处理器和数字信号处理器来说可能太快了。第三，如果在转换周期内不进行串行通信，那么ADS1210可以继续进行适当的操作。然而，在下一个转换周期的开始，新的数据会覆盖掉原来的数据，造成原有数据的丢失。所以，数据更新前，应将DRDY强制为高电平，更新后再将其恢复低电平。1.6DRDY信号的功能
命令寄存器中的DSYNC写入位和DSYNC输入引脚可以将当前调制器的计数值置为/00，这可以在当前转换周期内正常操作。但这样从最后一个数据输出到DSYNC所设定的点之间的所有调制器的输出值都将被舍弃。值得注意的是，前面的两个数据
输出仍然储存在ADS1210的内存中，以用来计算下
一个转换结果，而最新的一个值又可以用来计算两
个周期后的转换结果。DSYNC信号不能将内部数图2从属模式下读写寄存器数据流程图尺码圈
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图368HC11微处理器与ADS 1210的接口
新型24位模数转换器ADS 1210(下)
据置/00。DSYNC 信号有两个主要用途；第一,DSYNC 可以使多个转换器同步。第二，可将调制器的数据置/00，以尽可能快的速度获得有效数据。因此，要保证数据有效，需要四个转换周期的间隔。如果通道发生改变且DSYN C 用来复位调制器数据，那么当前转换周期结束时的调制器数据都来自新的通道，且经过两个正常的转换周期后，输出数据才完全有效。当然，使用DSYNC 信号的转换周期要比通常的转换周期稍长一点，它的长度取决于DSYNC 信号的复位时间。
1.7双线、三线、四线和多线型接口
双线型接口是在主模式下，当数据准备好且将ADS1210的工作状态通知主控制器时才进行串行通信。ADS 1210到主控制器必须有一个适当的串行口；每个数据准备好周期内仅能执行一条指令；串行时钟频率必须工作在转换器的最大时钟频率范围内。在从模式下，主控制器对ADS 1210进行/盲目0读写。当数据输出寄存器(DOR)更新时，会对内部寄存器，如命令寄存器和偏移校验寄存器进行写操作，这也会造成DOR 内数据的失效。当对主控制器进行读和/或写操作时可以使用双线型接口，此时不必考虑数据率的快慢。如果数据率太快，主控制器用DRDY 位来控制数据何时有效(在一个转换周期内将其下拉多次)。因此，主控制器可以获得何时写内部寄存器的信息。如p 果数据率太慢，对DOR
的读操作能够返回有效数据
输液瓶(从上次对DOR 读操作或对内部寄存器的写操作到此时已进行了多次转换)。三线型、四线型和多线型接口的情形与双线型基本相似。图3是一个与68H C 11相连的多线型接口。在这个接口中,ADS 1210的工作模式是动态控制的，这种形式使ADS 1210在许多系统中得到广泛应用。我们希望ADS 1210以恒定的速率产生数据，那么可以使转换器工作在连续读模式。但从系统校正角度来说，适宜于使用从模式，因为这样在一个转换周期内可以执行多条指令。值得注意的是，在串行传送中M ODE 输入是不能改变的，如果进行模式转换会导致系统的误操作。主从模式的转变不会影响到输出数据。还有两点需要说明：第一,Xin 输入也是可以控制的。用微处理器和数字信号处理器产生连续的串行时钟，然后接到Xin 输入端，这样就实现了对Xin 输入的控制。第二，时钟频率在一定范围内也是可以设定的。因此，通过增强模式和Xin 输入的改变可以动态地控制ADS 1210的功耗，即用转换速度和精度的降低来换取功率消耗的减少。
1.8I/O 的恢复
如果指令执行或数据传送的时间比8T DA TA
大，那么串行通信将停止，这时ADS1210将串行口复位，但这并不影响内部寄存器。复位后的主控制器不能继续传输,
而可以重新开始传输。主控制器的这种在任何情况下都能复位的特点是非常有用
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图5
完整的4-20mA 接收电路(含并行输出电路接口)
图4单电源、高精度热电偶接口
的。复位后要经过8T D ATA 时间间隔才能够再开始串行通信。
1.9隔离
ADS1210串行口的隔离方法非常简单，可以直接接ISO 150等隔离器件进行隔离。在某些情况下,ADS1210的数字输出可以直接驱动光耦。当模拟输入差分电压是5V 且输出格式是补偿二进制(FFFFFFH )时会出现源电流最差的情况；当模拟
输入差分电压是0V 且输出格式为二进制补码(000000H )时会出现漏电流最坏的情况。注意在转换周期的大部分时间内SDOU T 处于三态，这一步在光电隔离连接时应予以考虑。1.10多转换器的同步
DSYNC 输入用来同步多个ADS 1210的输出数据。该同步过程包括使每个ADS 1210具有相同的十进制率和增强模式设置以及为Xin 输入端提供
相同的信号。DSYNC 信号变为低电平会导致在当前转换周期内调制器数值的内部复位。因此，所有的转换器同时从0开始计数且在大约相同的时刻产生DRDY 低电平信号。应注意的是，异步DSYN C 输入会使多个转换器彼此之间相差一个Xin 时钟周期。
2.应用实例
ADS1210在数据获取中有相当广泛的应用。图4和图5是ADS1210的实际应用电路。
图4中的热电偶信号经INA 128放大后加入A I N P，其中，模拟地用AGND 标出，数字地用DGN D 标出，最终将两个地连在一起。M ODE 接地表示ADS 1210工作在从模式，由于只有一片ADS 1210工
作，故DSYNC 信号直接接
到DV DD 。(下转37页)
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切割木块
为了减小日光灯电子镇流器、AC/DC 适配器和小型电动机驱动器的体积,IR 公司推出了高压集成半桥电路。半桥电路中的两只功率M OSFFT 和高压集成零电压开关控制器都装入9脚S IP 管壳中。该器件在印刷电路板上所占的面积只有
85mm 2
。
过去，日光灯中镇流器占用的体积和重量很大。新型日光灯的电子镇流器采用了高频零电压开关变换器，工作频率很高，体积很小。近年来，小型电子设备用的AC/DC 适配器也采用了高频高效零电压或零电流开关变换器，体积也大大减小。小型交流电动机驱动器采用集成半桥电路后，体积和重量也大大减小。
IR51H 和IR52H 组合式集成半桥电路内部包括：高端功率M OSFET 、低端功率M OSFET 、低噪声
高端栅极驱动电路、低噪声低端栅极驱动电路、555振荡器、死区时间和延迟匹配电路、欠压封锁电路、V CC 电源和稳压管箱位电路等，额定击穿电压有250V 、300V 、400V 和500V 多种，输出功率可达30W 。
IR53H 和IR54H 增加了微功率启动、关机模式并具有低温度系数的死区时间。微功率起动电路
可将V CC 电源电流限制到150L A 以下。这样，就可以采用1/4W 启动电阻。在正常工作期间，两只二极管和一只电容器组成的充电电路为该器件提供V CC 。
IR01/02/03/04H 中省去了555振荡器，但必须由外部控制器输入逻辑信号，不同的控制方案具有不同的逻辑状态和死区时间。
采用9脚S IP 管壳后，结到环境之间的额定热阻为60e /W ，加入散热器后，该热阻可降到30e /W，在最高环境温度(70e )下，该集成半桥电路的功耗只有1.3W~ 2.7W 。
咨询编号:990208
高压组合式集成半桥电路可减小离线式变换器的体积
高压组合式集成半桥电路可减小离线式变换器的体积
p 元器件快讯
(上接36页)
图5中4~20mA 信号经RCV 420转换成电压信号，加入A IN P 输入端。输出端用三片74LS 164作
串并转换即可以得到并行24位数据输出。其中,74LS164的B 、VCC 直接和DV D D 相连,GND 和DGND 相连。M ODE 接地表示ADS1210工作于从模式。由于该电路也只有一个ADS1210工作，故
DSYN C 信号也和DV D D 相连。编者注:
对上述器件感兴趣者请与西安创兴电子科技公司联系。
电话:(029)5247665传真:(029)5219862
咨询编号:990209
本刊启事
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:029)4240255,4261340传真:029)4261340
联系人：王瑜
IR 集成半桥电路系列主要技术规格型 号最高电压(V )R DS (on)(8)输入电压和功率(适用于ZVS)I RXXH214250 2.0110V 5W15W I RXXH224250 1.10110V 5W25W I RXXH7373000.75110V 25W 35W I RXXH310400 3.6220V 5W150W I RXXH320400 1.8220V 15W 25W I RXXH420
500
3.0
220V 10W 20W
