12位A/D轉換器ADS7832及其應用

ADS7832芯片具有以下一些特點(diǎn)：

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，轉換期間耗電7.5mW，節電模式下僅為50mW；高轉換速度： 8.5ms，能采樣50KHz的信號；具有四通道多路開(kāi)關(guān)；自動(dòng)校正，不需加偏置或增益調整；芯片內部含有采樣保持、電壓基準和時(shí)鐘等電路，可簡(jiǎn)化用戶(hù)的電路設計和硬件開(kāi)鎖，并可提高系統的穩定性。ADS7832的內部結構如圖1所示。

ADS7832BP為雙列直插式（DIP）28腳封裝，其引腳排列和接線(xiàn)如圖2所示，它輸出標準的, 信號，因此非常適合于微處理器系統，當引腳上的電平由高變低時(shí)，啟動(dòng)一次A/D轉換，因此，當它與單片機的引腳相連時(shí)，執行一條MOVX @DPTR，A就啟動(dòng)A/D轉換；當ADS7832的引腳上的電平為低電平時(shí)，A/D轉換的結果送到數據輸出口上，可隨時(shí)取走。ADS7832是12位A/D轉換器，但它只有8條數據輸出線(xiàn)，即D0—D7，在A/D轉換完畢，HBE引腳為低電平時(shí)，D0—D7輸出數字量低八位，而當HBE引腳為高電平時(shí)，D0—D3輸出數字量高四位，這種設計可減少管腳數，同時(shí)與常用單片機的8位數據線(xiàn)相對應，簡(jiǎn)化了軟硬件設計。

ADS7832采用單5V電源供電，內部有一個(gè)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SFR引腳為高電平(同時(shí)HBE引腳也為高電平)時(shí)D0-D7引腳輸出這些狀態(tài)信息，這使應用ADS7832非常方便。

圖2是ADS7832的基本接線(xiàn)圖，+5V通過(guò)100KΩ的電阻接CLK引腳，通過(guò)內部振蕩電路產(chǎn)生頻率為0.5MHz的時(shí)鐘信號。A0、A1是通道選擇地址線(xiàn)，當只使用一個(gè)模擬信號輸入端口AIN0時(shí)，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(guò)參考電壓0.3V，在A(yíng)DS7832內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(gè)1kΩ的電阻即可在輸入20V電壓時(shí)不會(huì )損壞芯片。

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

我們研制的動(dòng)態(tài)稱(chēng)重系統的主要功能是測量行駛的動(dòng)態(tài)車(chē)輛輪胎受力，并計算相應靜態(tài)車(chē)輛重量，它主要由稱(chēng)重傳感器、數據采集系統、微處理器系統及LCD、打印機等構成，用來(lái)測量在特定地點(diǎn)、特定時(shí)間行駛車(chē)輛的輪胎受力，計算車(chē)輛的軸重，從而實(shí)現全自動(dòng)、不停車(chē)計量。與靜態(tài)稱(chēng)重系統相比較，動(dòng)態(tài)稱(chēng)重系統可獲得較高的檢測效率，并可節約大量的人工費用。

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

我們的設計目標是，當車(chē)輛以低于15km/h的速度通過(guò)時(shí)，誤差小于靜態(tài)時(shí)稱(chēng)重值的±2%(軸載荷和總重)，ADS7832是12位A/D轉換器，分辨率較高，能滿(mǎn)足精度要求。由于采集的重量值波形抖動(dòng)較大，需要足夠多的采樣值進(jìn)行處理才能得到比較精確的結果，而當汽車(chē)以10km/h的速度通過(guò)稱(chēng)重板時(shí)，一只輪胎通過(guò)稱(chēng)重板的時(shí)間為0.1s，時(shí)間很短，這就需要快速的采樣速度和A/D轉換速度，ADS7832進(jìn)行一次A/D轉換僅8.5ms，能滿(mǎn)足要求。

ADS7832輸出標準的RD，WR，CS信號，它轉換出的數字量是12位，但它只有8條數據輸出線(xiàn)，因此非常適合于與微處理器系統的接口。ADS7832是12位A/D轉換器，分辨率較高，同時(shí)它有很高轉換速度，能滿(mǎn)足動(dòng)態(tài)稱(chēng)重的要求?！?/font>