串行A/D转换器LTC1286的性能特点及应用方案

基于串行A/D转换器LTC1286的模拟     数据采集   系统具有较好的灵活性和实用性，可实现对电压、     电流   、温度、压力、湿度等多种电量与非电量的采集与处理。

数据采集系统广泛应用于     测量   仪器仪表及工业控制设备等测控装置与测控系统中，其核心器件是A/D转换器。

基于LTC1286的通用数据采集系统通过选用不同的     传感器   件和信号调理     电路   ，可实现对电压、电流、温度、压力、湿度等多种信息的采集与处理。该系统具有误差小、精度高、电路构成简单、通用性强的特点。

LTC1286的特性、引脚功能及时序

●主要特点

LTC1286是低功耗、中速、12位逐次比较型串行输出通用A/D转换器，它采用5～9V单电源供电，其主要特性包括：具有12位分辨率；最大非线性误差为±3/     4L   SB；转换时间为60μs；双极性或单极性模拟输入；12位三态串行输出。

●引脚排列及功能

LTC1286的引脚排列如图1所示。

图1：LTC1286的引脚排列及功能

各引出脚功能如下。

脚1为基准电压输入端；脚2为正极性模拟信号输入端；脚3为负极性模拟信号输入端；脚4为公共端；脚5为片选端，CS由高电平跳变到低电平将复位内部计数器，并控制和使能DATAOUT端和CLOCK端，CS由低电平跳变到高电平将在一个设置时间内禁止CLOCK；脚6为A/D转换结果三态输出端（数字信号输出端），在CS为高电平时，该脚处于高阻状态，当CS为低电平时，该脚由前一次转换结果的MSB值置成相应的逻辑电平；脚7为     时钟   信号输入端；脚8为电源正极性端。

●     接口   时序

LTC1286的接口时序如图2所示。由时序图可知，LTC1286每次转换和传送数据使用15个时钟周期，在每次传送周期之间插入CS的时序，从CS信号由高电平变为低电平时，转换和传送过程开始，到CS为高电平时，转换和传送周期结束，CLOCK被禁止，DATAOUT变为高阻态。

图2：LTC1286时序图

系统设计

该系统采用LTC1286作为A/D转换器件，采用PC机作为处理机对采集的数据进行处理，并把处理结果输出到屏幕进行实时显示，或作为记录保存到硬盘中。系统硬件电路如图3所示：

图3：系统硬件电路

●电源与基准电压源

系统电源取自PC机串行接口的TXD脚，经D7、C4、7     8L   05、C1、C2处理向电路提供+5V平滑稳定的直流电压。

D3、C3、R3构成LTC1286外部基准电压源，D3选用REF25Z作为2.5V基准电压输出。

●信号输入电路

系统输入端分压     电阻   R1和R2构成模拟信号输入电路，输入信号电压变化范围为0～+5V，R1和R2的取值须考虑LTC1286的输入特性及外接传感器或调理电路的输出特性，其取值范围为33～100kΩ，且R1=R2。     二极管   D1和D2构成输入端双向限幅电路。

●LTC1286与PC的接口电路

LTC1286与PC采用四线制通信方式，如图3所示。PC     RS   -232口的电平为12V，为了解决与LTC1286的直接连接问题，在LTC1286的数字信号输入/输出端加了三只4.7V稳压管D4、D5、D6和两只限流电阻R4、R5。系统中数据的采集与控制由PC编程完成。数据的采集与更新通过LTC1286第5脚的控制信号CS实现。在CS信号低电平期间，LTC1286完成数据的更新采集，同时把前一次采集的数据通过6脚（DATAOUT）串行移出，在CS信号高电平期间，时钟信号CLOCK被禁止，输出端为高阻态。

●接口程序设计

系统软件主要包括初始化模块、A/D转换控制模块、数据处理模块、屏幕输出显示模块和磁盘文件输出模块。限于篇幅，这里只给出对应于PC串行口COM1（3F8h）的接口程序。

10REM---12B         TI   S---

20KEYOFF:CLS

30B=&H3F8:REMCOM1：

40N=12:REM12BITS

50OUTB+4，1

60FORT=0TO100NEXTT

70OUTB+3，64

80FORT=0TO500：NEXTT

90OUTB+4，0:D=0:REMACQUISI  TI ON

100OUTB+4，2:OUTB+4，0

102OUTB+4，2:OUTB+4，0

103OUTB+4，2:OUTB+4，0

110FORF=0TON-1

120OUTB+4，2

130E=INP（B+6）AND16

140OUTB+4，0

150     IF   E=16THEND=D+2^（N-1-F）

160NEXTF

170D=5*D/（2^N-1）

180OUTB+4，1

190RETURN

选用不同的传感器件和信号调理电路，该数据采集系统可实现对多种电量与非电量的采集与处理，运行稳定可靠，采样精度高，能满足多数测控系统的测控要求与精度要求。

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