D转换器的特性与应用

发布时间：2020-07-21 18:51:12 阅读：次来源：吊带厂家

DS2450是美国达拉斯（Dallas）半导体公司1999年新推出的符合单总线协议的四路A/D转换器。每个输入通道有各自的寄存器组来存储输入电压的范围、分辨率和报警门限值以及当输入电压偏离指定范围时的使能标志。DS2450可与单片机端口的一个引脚（如P1.0）直接相连；也可与PC机的 RS232串行口经适配器转换后相连，且可挂上多个DS2450，使用很方便。下面介绍DS2450的主要特性与工程应用。１ DS2450主要特性

本文引用地址： ? 用户可编程设置输入范围（2.56V,5.12V）、分辨率（１～16位）和报警门限；

? 单电源工作(5V)；

? 很低的功耗：工作时2.5mW，空闲时2.5μW；

? 内置多点控制器允许在一条公共单总线上对多个DS2450识别和操作；

? 响应模拟电压超过报警门限时的条件查找；

? 未用作模拟输入的通道可用作闭环控制的漏极开路的数字输出；

? 直接与微处理器端口的一个引脚相连，并以16.3kbps的速率通信；

? 超速模式下通信速率可达142kbps；

? 片上16位CRC生成器能确保数据传输的正确性；

? 出厂前激光刻录和经过测试的64位唯一注册号（8位族码+48位序列号+8位CRC校验码）能保证绝对的跟踪能力，因为没有两个部分是相似的；

? 8位族码规定了器件与总线命令者通信的需求；

? 工作温度范围从-40°Ｃ～+85°Ｃ；

? 紧凑，低成本，8引脚SOIC表面安装封装。

２引脚说明

DS2450为8脚贴片式封装，如图１所示。

３ DS2450工作原理与设置

3.1 原理框图

DS2450单总线四路A/D转换器是一个具有四选一多路转换开关的逐次逼近A/D转换器。其内部组成原理框图如图２所示。

图２中上部是工作电源。器件通过单总线或者从Vcc引脚取得功率。如果不用Vcc供电，器件在单总线为高期间把能量储存在一个内部电容器上，并且在单总线为低期间继续以“寄生”功率为动力工作，直到单总线为高时才补充寄生（电容器上）能量。这就提供了足够的能量。要进行A/D转换，需要将单总线强上拉到 5V，或者使用Vcc供电。中部4个方框是单总线协议控制和CRC校验。每一个 DS2450出厂前用激光刻录注册号，此注册号包含一个唯一的48位序列号、一个8位CRC校验码和一个8位族码（20H）。DS2450的64位ROM 部分不仅是器件绝对唯一的电子标识，而且是定位和寻址器件以实现控制功能的一种手段。CRC(Cyclic Redundancty Check)称为循环冗余码检测，是数据通信中校验数据传输是否正确的一种常用方法。下部３个方框是A/D转换器及选通和控制电路。

3.2 单总线协议

DS2450采用达拉斯公司数据传输的单总线协议。与DS2450的通信需要一根双向线，典型地可以是单片机端口的一个引脚。单总线协议的层次结构如图３所示。单总线命令者首先必须发送七个ROM功能命令中的一个命令。七个ROM功能命令分别是：①读ROM（读取64位注册号）；②匹配ROM（总线上有多个DS2450时，寻址某个DS2450）；③查找ROM（系统首次启动后，需识别总线上各器件）；④条件查找ROM（只查找输入电压超过设置的报警门限值的DS2450）；⑤跳过ROM（总线上只有一个DS2450时，跳过读ROM命令直接向器件发送命令，以节省时间）；⑥超速跳过ROM（超速模式下跳过读ROM命令）；⑦超速匹配ROM（超速模式下寻址某个DS2450）。在成功执行上述命令之一后，总线命令者可发送任何一个可使用的命令来访问存储和控制功能。所有数据的读写都是从最低位开始的。

3.3 器件存储器

DS2450所有的寄存器都映射到一个由相邻２４个字节组成的线性内存范围内，分为3页，每页8字节。第一页叫做转换读出页，内部逻辑将转换结果放在此内存区域以让总线命令者读取。从通道A最低地址00开始，每个通道有一个16位的区域用来存放转换结果，如表１所示。为节省篇幅，表１、表２、表３只列出了通道D。