1 概述
ADS1258是TI公司推出的一款高精度、低功耗、低噪声的16通道（多路复用的）24位△一∑型模数转化器（ADC），其内部集成了输入多路复用器、模仿低通滤波器、数字滤波器等功用。内部有多种操控寄存器，用户经过不同的装备得到不同的A／D采样速率、采样方法、A／D转化精度等。适用于对功用、功耗要求高、模仿通道要求多的数据收集体系。
2 ADS1258首要特色及引脚功用
2．1 首要特色
△一∑ADC，24位转化精度，定通道采样速率为125 Ks／s（可编程），主动通道检测通道采样速率为23．7 Ks／s（可编程）；
模仿输入多路复用器可装备成8路差分输入或16路单极输入。多路复用器的输出可经过外部取得，这就能在ADC输入之前选用同享的信号调度通道；
0．5μV／℃的失调漂移、最大0．001 0％的满量程整数非线性差错；
作业电压规模为2．7～5．25 V；
内部带有针对低噪声功用进行了专门优化的5阶正弦数字滤波器；
带有串行外设接口（SPI）；
与其他ADC比较，ADS1258具有精度高、转化数率快、功耗低、作业功用好等特性，适用于设备与体系监控、数据收集、医疗、航空电子、测验丈量等多通道运用场合。
2．2 引脚功用
ADS1258选用QFN一48小型封装，各引脚功用界说如下：
AINO～AINl5：模仿信号输入端；
GPl00“GPl07：GPIO信号输入／输出端；
CLKSEL：时钟信号挑选输入端；
SCLK：SPI接口时钟输入端；
DIN：SPI接口数据输入端；
DOUT：SPI接口数据输出端；
DRDY：数据准备好输出端；
START：数据开端转化信号输入端；
CS：SPI接口片选端；
VREFN：参阅电压输入端（+）；
VREFP：参阅电压输入端（一）；
ADCINN：模仿差分输入端（一）；
ADCINP：模仿差分输入端（+）；
MUXOUTN：多路复用器差分输出端（一）；
MUXOUTP：多路复用器差分输出端（+）；
DVDD：数字电源，2．7”5．25 V；
RESET：复位端。
2．3 结构原理
图l为ADS1258的内部结构框图。ADS1258首要由模仿多路开关（MUX）、可同享的信号调度通道、4阶△一∑ADC、5阶正弦数字滤波器、SPI接口、GPIO接口、时钟发生器、操控器等组成。模仿信号从AINO～AINl5引脚输入，经过多路模仿开关可将其装备成8路差动输入或16路单极输入，经过共用的信号调度通道，输入到4阶△一∑ADC完结24位A／D转化，经过数字滤波器，终究以SPI接口的方法输出数字信号。在运用外部可同享的信号调度通道时，依据实践情况，可封闭所运用的调度通道，只需将寄存器CONFIGO的第4位（BYPAS）置0即可封闭外部调度通道，直接在ADS1258内部完结衔接。可是，在大多数运用条件下，为取得更高的A／D转化精度，主张运用外部信号调度通道。
ADS1258选用4线制（时钟信号SCLK、数据输入DIN、数据输出DOUT和片选）SPI通讯方法，因为ADS1258无法操控SPI何时开端传输，而是由主机操控数据传输，因而ADS1258只能作业在SPI通讯的从方法下，设计时可经过各种主操控器操控ADS1258片上的寄存器，并经过SPI接口读写这些寄存器。经过SPI接口进行通讯时，有必要坚持CS信号为低电平，DRDY引脚用于标明转化是否完结，DRDY为低时，阐明转化已完结，能够直接经过通道读取数据或通道读数据指令从DOUT引脚上读出转化数据。SPI通讯，可同步发送和接纳数据，而且数据也可利用SCLK和DIN，DOUT信号同步移动。在SCLK的下降沿，体系经过DIN向ADS1258发送数据；而在SCLK的上升沿，体系则经过DOUT从ADS1258读取数据。DlN和DOUT也经过一条双向信号线与主操控器相连。图2给出SPI通讯时序图。
2．4 首要寄存器
ADS1258作业进程的树立首要经过设置其独立寄存器来完结的。这些寄存器包含出厂时一切需求设置的信息，如采样方法、外部信号调度通道开关、时钟方法的挑选、模仿输入是单极输入仍是差分输入等等。表l给出了ADS1258的首要寄存器。其间CONFIG0和CONFIGl为状况寄存器，MUXSCH为多路固定通道挑选寄存器，MUXDIF为多路模仿差分输入装备寄存器，MUXSG0和MUXSGl为模仿单极输入通道挑选寄存器。状况寄存器CONFIG0的最高位由制造商设定为0，不能更改。SPIRST决议了ADS1258的SPI接口复位时刻，SPIRST=l时其复位时刻为4 096fclk；SPIRST=O时则为256fclk。MUXMOD是扫描方法挑选位，当MUXMOD=0时选用主动扫描方法；MUXMOD=l时选用固定方法。BYPAS位用于挑选是否选用外部信号调度通道挑选位，BYPAS=0时，内部多路复用器短接而不运用外部的信号调度通道；BYPAS=l时，输入的模仿信号经过共用的外部信号调度通道传输到24位△一∑ADC转化器。CONGIGl寄存器中的DRATE［1：0］位是A／D转化速率挑选位，在主动扫描方法下，DRATE［1：0］=ll=23．739 Ks／s；DRATE［1：O］=10=15．123 Ks／s；DRATE［l：0］=0l=6．168 Ks／s；DRATE［l：O］=Ol=6．168 Ks／s；DRATE［1：0］=00=1．83l Ks／s。
3 典型运用
3．1 硬件规划
图3为ADS1258的单极多通道运用电路图。该电路为多路数据收集体系，将外部输入的16路模仿信号经过多路模仿开关，传输到外部共用的信号调度通道，经过信号调度通道的信号调度作用，传输给24位△一∑型A／D转化器进行模数转化，A／D转化完毕后，将转化成果经过专门优化的5阶正弦数字滤波器进行滤波，最终才经过SPI接口传输给C805lF120进行处理。
为了进步数据的收集精度，本收集体系选用MAXIM公司的具有高精度和低漂移的4．096 V电压基准MAX6164A。一起因为输入信号的电压规模为O“1 V，为了使输入信号的规模与电压基准相一致，进步收集精度，在信号经过外部信号调度通道时，调整份额因子，即便是R7和R6的值，使输入信号扩大4倍，量程为0”4 V，其电压增益AV=1+（2R7／R6），只需挑选适宜的R7和R6，使AV=4即可满意要求。一起为了进步A／D转化精度，选用R6和R7时尽可能挑选高精度的精细电阻。
3．2 软件规划
因为C805lFl20和ADS1258都具有各自的硬件SPI接口，编程比较简略，只需依照ADS1258的时序图编程即可完结软件规划功用，需注意以下事项：运用SPI接口时，要先对行SPI接口进行复位，可选用硬件复位或软件复位，可是即便选用硬件电路复位，使CS信号固定在低电平时，还要进行SPI软件接口复位，不然有可能使SPI读写数据不精确。
在装备A／D转化速率时，在满意体系条件下，尽量挑选转化速率比较低的作业方法，这样能够进步转化精度；
为到达最佳功用，在电路布局时要使数字信号线与模仿信号线相阻隔，可依据实践运用需求，可挑选数字电源和模仿电源作业在不同的电压方法。
4 结语
ADS1258具有转化速率快、高精度、低功耗、接口简略等长处，十分合适多通道高精度数据收集范畴的运用。现在，根据ADS1258的数据收集处理体系已经在某导航体系中运用，而且取得了很好作用。
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