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- UID
- 1029342
- 性别
- 男
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SR12～DR0是抽取速率选择位（Decimation Ratio）。这里需要指出的是，以前的资料对它的计算公式均有误，现更正如下：
fDATA=fXIM·TMR/[512·(Decimation Ratio+1)]
数据输出寄存器DOR 为24位寄存器，用于存放最新的转换结果。只有在DRDY信号为低的情况下，DOR中的数据才是有效数据。如果在1/fDATA-12×（1/fXIN） 时间内没有读出DOR中的数据，那么它将会被新的数据所覆盖。DOR中输出的数据格式可以用补码形式表示，如 “FFFFFFH～000000H～7FFFFFH”，表示“负最大量程～0～正最大量程”；也可以用原码形式表示，如 “000000H～800000H～FFFFFFH”，表示“负最大量程～0～正最大量程”，这可用设置CMR3的DF位来实现。
零点校准寄存器（OCR）和满量程寄存器（FCR）用于对转换结果进行标准。它们都是24位寄存器，可以在初始化中对其写入，以便用于校准输出数据。
 2 系统设计
系统采用PIC16F84A作为处理机，它是Microchip公司生产的8位单片机。内部程序存储器是1K×14E2PROM，可重复电擦写； 13个可独立编程的双向I/O引脚，驱动能力强；含片内自振式看门狗；与51系列单片机相比具有同等晶振频率下速度快的特点，而且功耗极低，5V电压 4MHz晶振时小于2mA，在3V电压32kHz晶振时小于15μA。
系统采用MAX198作为多路开关，并配有MAX233，可以同计算机串口相连，将采样数据实时发送至计算机以便观测。为了降低功耗，本系统使用的 是外部基准电压源，即用ADR291作为2.5V基准电压输出，用REF196作为3.3V参考电压输入。这样可以使ADS1212的功耗降低约3mA。
2.1 电源电路
由于本系统采样精度高，所以电源电路的噪声必须特别小。本系统采用MAX666作+5V电压的稳压芯片，MAX664作-5V电压的稳压芯片。根据ADS1212的特殊要求设计的电源电路如图2所示。
2.2 信号输入电路
信号输入电路如图3所示。输入信号通过多路开关选择，然后经过跟随器输出，再通过电阻网络输入到模/数转换器的输入端。为了使系统的噪声对采样的影 响达到最小，ADS1212差分输入的负端接到2.5V基准电压处。这是因为ADS1212的输入端的输入电压不能大于电源电压，且不能小于零。输入信号 在-5V～+5V内变化时，通过计算可知AINP处的电压范围为1.25V～3.75V，2.5V对应的是零点，而AINN接2.5V电压基准，这样就实 现了对地信号的采样转换。
2.3 ADS1212与PIC16F84A的接口电路
ADS1212与PIC16F84A的接口采用四线制通信方式，如图4所示。ADS1212的DRDY与PIC16F84的RB0相连，即采用外部 中断方式读取采样数据结果。采样数据由SDOUT输出，命令数据由SDIO输入，SCLK作为同步时钟，同时PIC16F84A还留有两根口线与 MAX233相连，在需要的时候可完成与计算机通讯。根据采集需要，本系统将ADS1212设置为从动方式，（即Slave方式），片选端接地，而同步信 号输入端DSYNC接高电平。
本系统是一个水下弱磁信号的测量处理装置。软件主要包括系统复位初始化模块、A/D转换控制模块和数据处理模块。由于A/D转换控制模块和数据处理模块与具体应用密切相关，即于篇幅在此不作重点介绍。这里只介茹系统复位实始化模块。
系统复位初始化模块包括单片机端口初始化、ADS1212工作状态初始化等。笔者认为对于ADS1212的初始化完成后，应读出命令寄存器CMR中 的一些字节，与写入的数值进行比较，以确认是否初始化正确，本系统中就是读出CMR3进行比较的。这里需要指出的是，不能用读出CR2进行比较，因为 ADS1212的工作模式已经改变，比较肯定会发生错误。如下是软件复位程序片段：
START：CALL PORTINIT ；调用端口初始化子程序
MOVLW 64H ；WR_CMR=64H
MOVWF INSR
MOVLW 44H ；CMR3=22H（00100010B）双极性信号输入
MOVWF CMR3
MOVLW 14H ；CMR2=28H（00101000B，自校准模式，G=4）
MOVWF CMR2
MOVLW 1AH ；CMR1=58H（加速因子TMR=4）
MOVWF CMR1
MOVLW 96H ；CMR0=69H(DR=1869H，DATA RATE=10Hz)
MOVWF CMR0
CALL SPISCW
MOVLW 0E4H ；读CMR寄存器
MOVWF INSR
CALL SPISCRD ；通信是否正常
MOVF CMR3，0
XORLW 44H
BTFSS 3，2
GOTO START ；通信不正常，返回继续
CALL PSCONVT ；进行数据转换
采用ADS1212加PIC16F84A及微功耗基准ADR291、REF196，实现了高精度微功耗数据采集系统，系统工作电流为1.6～1.9mA，采样精度可达20位。信号输入电路采用差分输入，其负端接2.5V基准电压，有效降低了系统噪声对采样结果的影响。PIC16F84A具有微功耗的特点，但缺少通讯接口，通过软件成功开发了标准异步串型通讯接口。该系统已成功应用于水下弱磁信号的检测与处理。 |
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