谷物品質(zhì)快速檢測儀關(guān)鍵部件的研究與設計

　　2.1 硬件設計

　　硬件設計主要是實(shí)現數據采集單元和USB數據傳輸單元電路設計。其數據傳輸為控制信號和采集數據?？刂菩盘柗较驗橹鳈C到外設（OUT），數據量較??；采集到的數據由外設到主機（IN），數據量較大。系統基本操作過(guò)程為：主機給外設一個(gè)采樣控制信號CLK；A/D轉換完成的數據直接進(jìn)入CY7C68013的內部端點(diǎn)FIFO，當FIFO容量達到指定程度后，自動(dòng)將數據打包傳送給USB總線(xiàn)，主機進(jìn)行接收，保證有較高的傳輸速度。

　　1 數據采集模塊[1]

　　數據采集模塊主要實(shí)現以ADS7825為核心對4路模擬輸入信號進(jìn)行AD轉換。ADS7825是BB公司生產(chǎn)的高性能模數轉換器件，它具有4路模擬輸入通道，5V單電源供電，16位并行輸出等獨特性能。

　　其工作原理，在此著(zhù)重介紹ADS7825在并行輸出方式下的工作過(guò)程,如下圖2所示為其并行輸出時(shí)電路原理圖。在并行輸出方式下，啟動(dòng)初始化過(guò)程是由R／C（pin22）腳變?yōu)榈碗娖讲⒅辽俦３?0ns開(kāi)始，啟動(dòng)轉換。BUSY（pin24）腳變?yōu)榈碗娖?，并保持到數據轉換和數據輸出寄存器刷新完畢。如果BYTE（pin21）腳為低電平，在BUSY的上升沿，觸發(fā)輸出信號的高8位數字；相反，若BYTE腳為高電平，輸出信號的低8位數字。最終轉換的數據以完全二進(jìn)制數字格式輸出。REF是外部參考電壓輸入端或內部參考2.5V電壓輸出端。此引腳應與一個(gè)2.2μF電容相連，并與REF腳的輸出阻抗構成一個(gè)低通濾波器濾過(guò)帶限噪聲。CAP為內部參考電壓的緩沖輸出端，也應與一個(gè)2.2μF電容相連，在A(yíng)DS7825的轉換周期內，這樣連接可提供給內置D／A轉換器最佳的轉換寫(xiě)入電流，同時(shí)對緩沖輸出也是一種補償。另外，在BUSY為低電平期間，不再接受新的轉換指令。ADS7825在并行輸出模式情況下，根據通道選擇方式的不同，還可以分為連續轉換方式和可編程通道選擇方式。在CS、R／C和PWRD同時(shí)接低電平的情況下，若CONTC（pin25）腳為高電平時(shí)，ADS7825處于連續轉換工作模式。此時(shí)，ADS7825將按順序連續采集和轉換4路通道中的信號；而在CONTC變?yōu)楦唠娖街?，當前通道號就相應存入A0和A1通道選擇的寄存器中，也就是說(shuō)在連續轉換模式下（即CONTCE為HIGH），A0和A1為輸出端。對于前一個(gè)通道來(lái)說(shuō)，輸出數據BUSY在跳變?yōu)楦唠娖綍r(shí)變?yōu)橛行?。另外，每一次轉換結束，BUSY要跳變?yōu)楦唠娖綍r(shí)，A0和A1能夠輸出將要轉換信號的通道號。

　　在可編程通道選擇方式下，模擬輸入通道的選擇是由程序控制指令完成的?？刂破靼l(fā)出數據轉換指令和要轉換的通道號，通過(guò)片選信號與A0和A1端譯碼選擇需要的模擬通道，此時(shí)A0和A1為數據通道選擇輸入端。在完成數據通道的選擇之后，后續各引腳的工作過(guò)程與連續轉換方式下的情況類(lèi)似。

　　圖2. ADS7825并行輸出電路原理圖

　　圖3. CY7C68013和ADS7825連接原理圖