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自校准A/D转换器ADS1110芯片的原理、结构和使用剖析

自校准A/D转换器ADS1110芯片的原理、结构和应用分析-ADS1110是精密的连续自校准A/D转换器,带有差分输入和高达16位的分辨率。片内可编程的增益放大器PGA提供高达8倍的增益,并且允许以高分辨率对较小的信号进行测量。

导言

ADS1110是精细的接连自校准A/D转化器,带有差分输入和高达16位的分辩率。片内可编程的增益扩大器PGA供给高达8倍的增益,并且答应以高分辩率对较小的信号进行丈量

1 ADS1110芯片结构及作业原理

1.1ADS1110芯片结构

ADS1110 由△-∑A/D转化器、可程控增益扩大、2.048 V的电压基准、时钟振荡器I2C总线接口组成,其结构如图1所示。

自校准A/D转化器ADS1110芯片的原理、结构和运用剖析

1.2ADS1110作业原理

ADS1110模数转化器是由1个差分开关电容△-∑调节器和1个数字滤波器组成。调节器丈量正模仿输入和负模仿输入的压差,并将其与基准电压相比较,数字滤波器从调节器接纳高速位流,并输出一个代码。该代码是一个与输入电压成份额的数字,这个数字被限定在必定规模内,规模取决于代表输出码所需求的位数。在ADS1110中,基准电压为 2.048 V,该基准一般用作A/D转化器的电压基准,不答应接外部基准。ADS1110只能选用内部电压基准,并且该基准不能直接测得,也不能被外部电路运用。

2 ADS1110在称重丈量中的运用

数字电子称是日常日子中广泛运用的一种称量东西,市场上运用的各式小量程电子称存在必定的局限性,这些电子称体积大、本钱高、计量差错大。本文提出的电子称选用低功耗、超低价操控芯片STC89C51RC和16位△-∑A/D转化器ADS1110,规划一种体积小、低本钱、计量精度高、作业牢靠的小量程电子称。

ADS1110与STC89C51RC单片机组成的称重体系的硬件原理如图2 所示。

规划中选用单点式荷重传感器LC8020,其精度为0.03%,灵敏度 (2.0±0.2)mV/V,额外量程5 kg,供桥电压5 V。当称重传感器满负载5 kg时,传感器输出电压改变(10±1)mV,此刻要求参加ADS1110的电压为1 024mV。规划装备8位ADS1110寄存器如表1所列。

ST/DRTY位的含义取决于它是被写入仍是被读出。在单周期转化方法中,写1到 ST/DRTY位则转化开端,写入0无影响;在接连方法中,ADS1110疏忽写入ST/DRTY的值。在进行读操作时,ST/DRTY雨标明输出寄存器中的数据是否为新数据。假如ST/DRTY为0,则刚从输出寄存器中读出的数据是新数据;假如ST/DRTY为1,则刚从输出寄存器读出的数据曾经现已被读取过。保存位位6和位5置为0。SC位操控ADS1110是以接连转化方法作业仍是以单周期转化方法作业,置SC为1时,ADS1110以单周期转化方法作业。DR的位3和位2操控ADS1110的数据速率,置DR的位3和位2为1表明ADS1110的数据采样率为15 sps。PGA的位1和0操控ADS1110的增益,置PGA位1和0为1、0表明ADS1110的PGA增益为4。

3 软件规划

依照硬件电路,选用汇编语言编程,在KeilA51 V8.50环境下调试经过,并成功运用在单片机称重体系中。软件按功能模块,主要由LCD显现操控、ADS1110模数转化、超负荷报警检测、收集数据处理、键盘中止等子程序构成。此处偏重介绍ADS1110模数转化程序。程序代码如下:

4 试验成果

依据上述规划方案制作了试验电路,各电路模块所需的电源由电源模块供给。电源模块以7805为中心,为电路供给5 V稳压电源

测验条件:称重传感器类型LC8020,额外载荷5 kg,传感器信号线长0.2 m,测验载物台面尺度Ø 100 mm,测验环境温度27.8℃。测验成果如表2所列。

结语

将ADS1110运用于小量程电子称,能充分发挥其功能特色,下降硬件本钱。试验证明,该电子称在日常条件下作业牢靠,具有精度高、体积小、读数直观等长处。经历证完成秤重丈量规模0~5 kg,最小分辩1 g。能够很好地习惯日常日子需求,在民用市场上有着杰出的运用远景。

责任编辑:gt

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