MAX1169 ADC與PIC微控制器的接口

本應用筆記介紹如何連接MAX1169模數轉換器(ADC)至PIC微控制器。提供了對應PIC18F442的實例電路和軟件。該軟件包含了利用內部MSSP I2C*端口，以400kHz速率連接ADC至PIC微控制器的函數調用。
MAX1169是一款16位、低功耗ADC，具有I2C兼容的2線串行接口。MAX1169的接口可支持快速模式(400kHz)和高速模式(高達1.7MHz)。

本應用筆記包括實例應用電路和用于PIC18F442的軟件。該軟件提供了利用內部MSSP I2C端口，以400kHz速率連接ADC至PIC微控制器的函數調用。因為其它微控制器具有類似的片上外圍設備，所以實例中所提供的I2C通信程序被有意拆分為單獨的I2C函數調用，以便快速移植到其它微控制器。表1所示為匯編程序范例中用到的單獨的I2C接口函數調用。

這里討論的應用電路采用了MAX1169EVKIT，包括：MAX1169、輸入緩沖器(MAX4430)和經過驗證的PCB。PIC和RS-232收發器IC (MAX3232)沒有安裝在MAX1169EVKIT板上。但已添加到系統中，圖1所示是一個完整的應用電路。MAX1169EVKIT上的SCL、SDA焊盤便于I2C兼容的串行接口的連接。400kHz I2C通信時，在R3和R4上接1.5k上拉電阻。

MAX1169的引腳排布便于模擬部分和數字部分的隔離。模擬部分聚集在引腳8-13，分布在IC右側；數字部分聚集在引腳1-7，分布在IC左側。引腳14也屬于數字部分，但可以很方便地和IC左側組織在一起。為獲得最佳性能，建議采用單獨的模擬和數字電源，如圖1原理圖所示。

                 
                                                   圖1. MAX1169應用原理圖 

將模擬地與數字地分離開(如圖2所示)可以得到較好的實際效果，利用鐵氧體磁珠，如TDK MMZ1608B601C，連接兩個地平面。這種布局可以避免微控制器系統時鐘及其諧波成份饋入模擬地。已知PIC18F442的系統時鐘為40MHz，考慮到MMZ1608B601C特殊的阻抗與頻率特性，我們選擇了這款鐵氧體磁珠。圖3給出了MMZ1608B601C阻抗隨頻率的變化曲線。

                               
                                    
                                  
 
                                                      圖2. 分離的模擬地和數字地

                                   

                               圖3. TDK MMZ1608B601C鐵氧體磁珠阻抗隨頻率的變化曲線

實例中的匯編程序通過PIC的2線接口在400kHz頻率下讀取16位ADC MAX1169的連續轉換結果。一旦PIC接收到數據(數字化后的模擬電壓)，將立即通過軟件UART以115kbps的速率發送出去。RS-232收發器將數據發送到帶有標準串行接口的個人電腦。

表1. 單I2C接口函數調用