ADS1271與TMS320F2812的數(shù)據(jù)采集模塊

1、ADS127俏TMS320F281的數(shù)據(jù)采集模塊數(shù)據(jù)的采樣在工業(yè)控制中有著重要的應(yīng)用，精度的要求也越來越高，于是高精度的ADC越來越多的被用到。ADS1271是高帶寬的24位工業(yè)用模/數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）,他實現(xiàn)了DC1度與AC性能的突破性結(jié)合ADS127擁有50kHz的帶寬，105kSPS的轉(zhuǎn)換速率，1.8仙V/C的失調(diào)漂移以及高達(dá)109dB的信噪比（SNR）,進(jìn)一步將工業(yè)、醫(yī)療及汽車應(yīng)用中的高精度測量提升到了新的水平。傳統(tǒng)上講，漂移性能較高的工業(yè)用A-EADC采用具有較大帶通固定偏差的數(shù)字濾波器，這就導(dǎo)致信號帶寬有限，正好適用于DC測量。而音頻應(yīng)用的高分辨率ADCIt夠提供更大的可用帶寬，但

2、偏移和漂移規(guī)范則比工業(yè)用ADC!得多（常常無規(guī)范）。ADS1271B兩種轉(zhuǎn)換器白優(yōu)勢相結(jié)合，實現(xiàn)了高精度測量，同時符合DC與AC規(guī)范，并確?？稍?40+105C的溫度范圍內(nèi)工作。止匕外，諸如OPA2227與OPA163常一系列放大器正好適合與ADS1271協(xié)同工作，從而實現(xiàn)最高性能。由于OPA163外是軌到軌的運(yùn)放，性能比較差。所以改用THS4521對輸入信號進(jìn)行調(diào)理。ADS1271主要特性表現(xiàn)在：高階限幅自穩(wěn)調(diào)制器利用專有設(shè)計技術(shù)，實現(xiàn)了非常低的偏移（不足1.8pV/C）,帶內(nèi)噪聲也很低（6.5pVrms）。板上線性相位抽取濾波器可抑制調(diào)制器與信號帶外噪聲，實現(xiàn)了90添奎斯特速率的信號帶通，

3、而波紋不足0.005dB。ADS127具有3種可選的工作模式，可實現(xiàn)高速度（105kSPS的數(shù)據(jù)速率）、高分辨率（109dBSNR以及低功耗（35mW）優(yōu)化?？蛇x幀同步或SPI串行接口能夠提供至DSP與微控制器的方便連接。所有操作（包括內(nèi)部偏移校驗）都由引腳直接控制，不必對寄存器進(jìn)行編程。ADS1271ft有級聯(lián)輸出引腳及同步功能，因此可方便地用于多通道的系統(tǒng)中。ADS1271ft有3種工作模式：高速度、高分辨率以及低功耗模式，可由引腳MODE選擇：當(dāng)MODE腳為低電平（DGND）時，工作在高速度模式；當(dāng)MODE腳浮空時，工作在高分辨率模式；當(dāng)MODE腳為高電平（DVDD時，工作在低功耗模式。

4、ADS1271內(nèi)部具有1個A-2調(diào)制器，后面連接1個數(shù)字濾波器。調(diào)制器基于差分參考電壓VREF=（VREFP-VREFN測量差分輸入信號VIN=（AINP-AINN）。數(shù)字濾波器接收調(diào)制器送來的信號并進(jìn)行低噪聲的數(shù)字輸出。數(shù)據(jù)采集模塊的設(shè)計原理系統(tǒng)的總體框圖如圖一示：圖一總體框圖信號調(diào)理模塊的功能由railtorail運(yùn)放THS4521完成，驅(qū)動24位模數(shù)轉(zhuǎn)換ADS1271,具體的外圍電路設(shè)計如圖二示，VIN+,VIN-是差分模擬信號輸入，圖二信號調(diào)理模塊參考電壓模塊由REF3125提供2.5V的參考電壓，具體的外圍電路如圖三所示:AWD5V01KKLEDR01R,JkJ1Ice11)47uf

5、41UijFbILL3i-iTTTWWrREF3125一REiAGNIIK：7KMi1_4.1i4P1C8,LLD(BUthhjf100*U4AG1-WR131RhCl!IKICHlXi713lilnf2H7.口1由AVDC55T-1IrR12MEHOUTPUT6nUREF3toom4rj匕Ni54LrJL圖二參考電壓模塊由于DSP勺SPI接口的可編程的數(shù)據(jù)字長為1-16位。而ADS1271是24位的ADC而且，它只支持SPI以及幀同步傳輸，不支持并口。這樣可以節(jié)約2812的數(shù)據(jù)口的資源，可以在工業(yè)控制中完成其他的工作。故采用DSP的McBS瞇完成SPI接口的功能。TMS320F2812勺McBSFft時鐘停止模式下工作時與串行外圍接口（SPI）相兼容，這便于與SPI器件連接。當(dāng)McBSP配置為時鐘彳止模式時，發(fā)送器和接收器內(nèi)部同步，這樣McBSP可以作為一個SPI主設(shè)備或從設(shè)備。在此模式下，McBSP的發(fā)送時鐘信號CLKX相當(dāng)于SPI總線的SCLK信號，輸出信號DX作為SPI主設(shè)備的MOSI信號，接收輸入信號DR作為SPI主設(shè)備的MISO信號。將McBSP配置為SPI主設(shè)備時，需要配置相應(yīng)的寄存器，在時鐘停止模式中，由于采用內(nèi)部同步模式，因此不使用時鐘信號CLKR和接收幀同步信號FSKADS127也TMS320F281的通信模塊如圖四所示：CLKD