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高精度AD轉換器LTC1606及其應用
摘要：介紹了一種高精度單通道16位并行輸出A/D轉換器LTC1606的功能特點和工作過程，給出了LTC1606與DSP芯片TMS320LF2406A的硬件接口方法以及和數據采集相關的主要匯編源程序。１ ＬＴＣ１６０６的主要特點
ＬＴＣ１６０６是ＬＩＮＥＡＲ公司生產的具有采樣保持功能的１６位高速ＡＤＣ。該ＡＤＣ分辨率高，采樣速率高、功耗小，可在高精度的數據采集系統中廣泛應用。其主要特點如下：
●含有１６位采樣保持功能的模數轉換器；
●２５０ｋＨｚ采樣速率，信噪比達９０ｄＢ；
●信號輸入范圍為±１０Ｖ；
●采用單５Ｖ電源供電，典型功耗為７５ｍＷ；
●片內自帶基準源，也可以外接基準源；
●片內自帶同步時鐘；
●采用２８腳ＳＳＯＰ封裝；
●帶有和ＭＣＵ兼容的１６位并行輸出端口。
２ ＬＴＣ１６０６的引腳介紹及使用說明
２．１ ＬＴＣ１６０６的引腳介紹
ＬＴＣ１６０６的引腳排列圖如圖１所示，各引腳功能及使用說明如下：
ＶＩＮ：模擬量輸入端，使用時應通過２００Ω的電阻連接到需轉換的模擬輸入，滿量程為±１０Ｖ；
ＡＧＮＤ１、ＡＧＮＤ２：模擬地；
ＲＥＦ：２．５Ｖ基準源輸入端，通常接２．２μＦ的旁路鉭電容，也可以接外部基準源；
ＣＡＰ：基準緩沖輸出，應接１０μＦ電容旁路到地；
Ｄ１５～Ｄ８：三態數據輸出端，當ＣＳ為高或Ｒ／Ｃ 為低時，輸出為高阻態；
ＤＧＮＤ：數字地；
Ｄ７～Ｄ０：三態數據輸出端，當ＣＳ為高或Ｒ／Ｃ 為低時，輸出為高阻態；
ＢＹＴＥ：字節選擇端，當ＢＹＴＥ端接低電平時，Ｄ１５～Ｄ０按１６位并行輸出數據；當ＢＹＴＥ端接高電平時，高８位和低８位分兩次并行輸出；
Ｒ／ Ｃ：Ｒｅａｄ／Ｃｏｎｖｅｒｔ輸入端，當ＣＳ為低時，在 Ｒ／ Ｃ端的下降沿啟動采樣保持器并進行模數轉換，并在Ｒ／ Ｃ的上升沿將使能數據輸出；
ＣＳ：片選端，當Ｒ／ Ｃ為低時，在ＣＳ引腳的下降沿啟動模數轉換，當Ｒ／Ｃ 為高時，在ＣＳ引腳的下降沿使能數據輸出；
ＢＵＳＹ：模數轉換狀態輸出引腳。當進行模數轉換時，該引腳輸出低電平，當ＢＵＳＹ端產生一上升沿時，表示模數轉換結束，數據輸出端有效。當ＢＵＳＹ產生上升沿時，ＣＳ和Ｒ／ Ｃ必須為高；
ＶＡＮＡ：模擬５Ｖ電源輸入端，接０．１μＦ的陶瓷電容和１０μＦ的鉭電容旁路到地；
ＶＤＩＧ：數字５Ｖ電源輸入端，使用時接到ＶＡＮＡ。
２．２ Ａ／Ｄ轉換的啟動和數據讀取
ＬＴＣ１６０６在ＣＳ和Ｒ／ Ｃ腳的共同作用下，可在下述兩種情況下開始一次Ａ／Ｄ轉換：一是當Ｒ／ Ｃ腳為低電平時，將在ＣＳ引腳的脈沖下降沿啟動一次Ａ／Ｄ轉換。該負跳變脈沖至少應持續４０ｎｓ，且最大脈沖寬度應不超過６μｓ。二是當ＣＳ引腳為低電平時，可在Ｒ／ Ｃ腳的脈沖下降沿啟動一次Ａ／Ｄ轉換。這種方式對負跳變脈沖的要求與第一種情況相同。
在一次Ａ／Ｄ轉換啟動后，ＢＵＳＹ腳將變為低電平并保持直至本次轉換完成。當ＢＵＳＹ為低時，新的轉換命令將不起作用。應注意的是，在ＢＵＳＹ變高之前，Ｒ／ Ｃ和ＣＳ必須變為高，否則將啟動一次無效的轉換過程。
ＬＴＣ１６０６的轉換結果以二進制補碼的形式并行輸出。轉換結果可按字?１６位?讀取，也可按字節?８位?分兩次讀取。在一次轉換完成之后，轉換結果送入輸出寄存器鎖存。當且僅當Ｒ／ Ｃ為高電平而ＣＳ為低電乎時，轉換結果才能被讀取。
芯片轉換結果輸出線的高字節和低字節的位置可用ＢＹＴＥ腳電平的變化加以改變，這樣ＬＴＣ１６０６芯片與１６位數據總線和８位數據總線的微處理器均能接口，可滿足不同的應用場合，從而使ＬＴＣ１６０６具有較廣的應用范圍。
３ 高精度數據采集電路設計
ＴＭＳ３２０ＬＦ２４０ｘ是德州儀器（ＴＩ）公司推出的基于Ｃ２ｘＬＰ １６位定點低功耗的數字信號處理器系列，該系列可用于各種數字伺服控制和嵌入式控制系統。２４０ｘ系列ＤＳＰ芯片除具有ＤＳＰ芯片共有的速度快的特點外，最大的特點是片上集成了大量的外圍資源，主要包括雙存取ＲＡＭ以及ＦＬＡＳＨ和兩個事件管理模塊ＥＶＡ、ＥＶＢ，在事件管理模塊中主要有以下功能模塊：定時器、ＰＷＭ信號發生器、ＣＡＮ現場總線接口、ＳＣＩ串行通信接口、看門狗定時器以及通用的雙向數字Ｉ／Ｏ端口等。
筆者在研究海洋重力傳感器的信號提取過程中，為了實現高精度的信號采集?進行了大量的數據處理運算，并且以此為基礎實現了伺服控制。應用時采用ＴＭＳ３２０ＬＦ２４０７Ａ作為這個系統的主控芯片，通過ＬＴＣ１６０６實現對模擬信號的采集和模數轉換，圖２所示為數據采集部分的電路原理圖。
在圖２所示的電路中，在５Ｖ供電的ＬＴＣ１６０６和３．３Ｖ供電的ＴＭＳ３２０ＬＦ２４０７Ａ之間加上了兩片１６位的總線驅動器。這樣，ＬＴＣ１６０６接地可使其工作在１６位并行輸出方式下，這樣可以很方便地實現和１６位ＤＳＰ的接口設計。為使ＬＴＣ１６０６的控制邏輯變得比較簡單，可將ＣＳ接地。在這種情況下，如果Ｒ／ Ｃ引腳變低，ＬＴＣ１６０６將對輸入信號進行采樣保持，并開始模數轉換。而在模數轉換過程中，ＢＵＳＹ將變
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