12位A/D轉換器ADS7832及其應用

ADS7832芯片具有以下一些特點：

引腳與ADC7802和ADS7803兼容；單向參考電壓：+5V或+3.3V，電壓分辨率為4.88mV；低功耗：ADS7832采用CMOS工藝制造，轉換期間耗電7.5mW，節電模式下僅為50mW；高轉換速度： 8.5ms，能采樣50KHz的信號；具有四通道多路開關；自動校正，不需加偏置或增益調整；芯片內部含有采樣保持、電壓基準和時鐘等電路，可簡化用戶的電路設計和硬件開鎖，并可提高系統的穩定性。ADS7832的內部結構如圖1所示。

ADS7832BP為雙列直插式（DIP）28腳封裝，其引腳排列和接線如圖2所示，它輸出標準的, 信號，因此非常適合于微處理器系統，當引腳上的電平由高變低時，啟動一次A/D轉換，因此，當它與單片機的引腳相連時，執行一條MOVX @DPTR，A就啟動A/D轉換；當ADS7832的引腳上的電平為低電平時，A/D轉換的結果送到數據輸出口上，可隨時取走。ADS7832是12位A/D轉換器，但它只有8條數據輸出線，即D0—D7，在A/D轉換完畢，HBE引腳為低電平時，D0—D7輸出數字量低八位，而當HBE引腳為高電平時，D0—D3輸出數字量高四位，這種設計可減少管腳數，同時與常用單片機的8位數據線相對應，簡化了軟硬件設計。

ADS7832采用單5V電源供電，內部有一個8位特殊功能寄存器，指示ADS7832的工作狀態，如是否忙、是否掉電等，當SFR引腳為高電平(同時HBE引腳也為高電平)時D0-D7引腳輸出這些狀態信息，這使應用ADS7832非常方便。

圖2是ADS7832的基本接線圖，+5V通過100KΩ的電阻接CLK引腳，通過內部振蕩電路產生頻率為0.5MHz的時鐘信號。A0、A1是通道選擇地址線，當只使用一個模擬信號輸入端口AIN0時，A0、A1接低電平。給芯片提供電源和參考電壓的電源的紋波要小，否則影響A/D轉換的精度，在電源端和參考電壓輸入端接濾波電容，減小電源的干擾。

輸入模擬電壓的絕對值不能超過參考電壓0.3V，在ADS7832內部已把輸入模擬電壓箝位在模擬電源VA上，模擬輸入電流必須限制在20mA以下，在信號輸入端口串聯一個1kΩ的電阻即可在輸入20V電壓時不會損壞芯片。

利用差分放大器INA105可以把一個雙極性信號(-5V～+5V）轉換為一個單極性信號，送入ADS7832的模擬輸入端，如圖3，從而擴大了ADS7832的轉換信號范圍。

我們研制的動態稱重系統的主要功能是測量行駛的動態車輛輪胎受力，并計算相應靜態車輛重量，它主要由稱重傳感器、數據采集系統、微處理器系統及LCD、打印機等構成，用來測量在特定地點、特定時間行駛車輛的輪胎受力，計算車輛的軸重，從而實現全自動、不停車計量。與靜態稱重系統相比較，動態稱重系統可獲得較高的檢測效率，并可節約大量的人工費用。

信號放大與偏置電路如圖4所示，由于壓力傳感器出來的電信號為負值，首先將此信號通過反相器變為正值，再經信號放大與偏置電路送入A/D轉換器的模擬輸入端，通過調整可變電阻器的阻值改變信號的零點和線性度，在模擬輸入端加兩個二極管分別接到+5V和-5V，使送入A/D轉換器的信號的絕對值不大于5.3V，保護A/D轉換器不受損壞。

我們的設計目標是，當車輛以低于15km/h的速度通過時，誤差小于靜態時稱重值的±2%(軸載荷和總重)，ADS7832是12位A/D轉換器，分辨率較高，能滿足精度要求。由于采集的重量值波形抖動較大，需要足夠多的采樣值進行處理才能得到比較精確的結果，而當汽車以10km/h的速度通過稱重板時，一只輪胎通過稱重板的時間為0.1s，時間很短，這就需要快速的采樣速度和A/D轉換速度，ADS7832進行一次A/D轉換僅8.5ms，能滿足要求。

ADS7832輸出標準的RD，WR，CS信號，它轉換出的數字量是12位，但它只有8條數據輸出線，因此非常適合于與微處理器系統的接口。ADS7832是12位A/D轉換器，分辨率較高，同時它有很高轉換速度，能滿足動態稱重的要求。■