图2 铂电阻恒流工作调理电路
(2)AD转换电路
目前AD 转换器的种类繁多,从数据输出形式上可分为串行输出与并行输出两大类。其中串行输出AD转换器因其硬件接口简单而得到广泛应用。另外,从可接受的输入信号极性上看,AD 转换器又可分为单极性输入和双极性输入。在很多的数据采集场合常常面对极性可变的模拟信号。当然可将待转换信号进行电位移动以将其转化为单一极性,但如此便增加了电路的复杂性。串行输出、双极性输入AD 转换器MAX1270不增加任何硬件电路可实现对双极性模拟信号AD 转换。MAX1270 是8 通道、多量程双极性输入、串行输出、逐次逼近型12 bit AD 转换器。其封装形式有24 脚Narrow PDIP 和28 脚SSOP 两种。PDIP 封装的引脚排列如图4所示。各有用引脚功能如下:1-VDD,+5V 电源输入端;2、4-DGND,数字地;5-SCLK,串行时钟输入端;6-CS,片选输入端,低电平有效;7-DIN,串行数据输入,即AD 转换控制字输入端;8-SSTRB,串行数据输出选通输出端;10-DOUT,串行数据输出端;11-SHDN,掉电模式控制输入端,
图3 MAX1270 引脚排列
低电平有效;12-AGND,模拟地;13~20-CH0~CH7,模拟信号输入端;21
-REFADJ,参考电压输出外部调节输入;23-REF,参考电压缓冲输出ADC 的参考输入。 ① MAX1270 的控制字
MAX1270 的8 位控制字及其功能如表1 所示。最高位START 为起始位(高电平),标志控制字的开始。CS 为低电平期间,控制字在时钟脉冲SCLK 作用下先高位后低位通过DIN 端输入。
表1 控制字格式
BIT7(MSB) BIT6 BIT5 BIT4 BIT3 BIT2 BIT1 BIT0(LSB) START SEL2 SEL1 SEL0 RNG BIP PD1 PD0 ② 时钟模式与转换速率
PD1PD0 为掉电时钟模式选择位。PD1PD0=10、11 时为省电模式。正常工作时MAX1270有外部时钟与内部时钟两种工作模式。PD1PD0=01 时为外部时钟模式,串行数据的移入、移出以及数据采集、转换都由SLCK 端的输入脉冲控制。PD1PD0=00 时为内部时钟模式,
数据转换时钟由芯片自己产生,减轻了微处理器的负担,使得转换后的数据可在微处理器方便的任何时刻读取,利于提高微处理器的工作效率。外部时钟模式分为25SCLKs(每个数据转换需要25 个时钟周期)和18 SCLKs 两种方式,后者转换速率稍快的原因是在全部数
据转换期间CS 始终维持有效电平。内部时钟模式也有20、16、13 SCLKs 等不同转换方式。不同的时钟模式和转换方式,其转换速率不同。在外部时钟模式、SCLK 速率为2MHz、18SCLKs 时MAX1270 转换速率可达110ksps。
③ 通道选择与输入范围
SEL2~SEL0 为通道选择位,000~111 分别选择输入通道CH0~CH7。
RNG~BIP 为输入范围选择位,MAX1270 有4 种输入范围RNG~BIP 置00 时 0~5V 单极性输入, 置01 时0~+10V 单极性输入; 置10 时 -5~+5V 双极性输入;置11 时-10~+10V 双极性输入。 ④传输函数与输出数据格式
对单极性输入,1LSB=FS4096,输出数据为12 位二进制码。对双极性输入,1LSB=FS2048,输出数据为12 位二进制补码。 ⑤参考电压
MAX1270 可使用芯片内的4.096V 参考电压,也可使用外部参考。。图是使用片外参考和片内参考时相关管脚的接法。
图4 管脚连接图 (a) 使用片内参考电压 (b)、(c)使用片外参考电压
图5 AD转换电路
(3)7219显示电路
① MAX721 9功能和设置简介
MAX7219是串行输出共阴极显示性能非常卓越的驱动芯片。其接口采用流行的同步串行外设接口SPI,可与任何一种单片机方便接口,并可同时驱动8位LED,还具有级联功能可控制更多的LED。 MAX7219为24引脚芯片,除与LED显示相连的线外,与微控制器只需3根连线相接:芯片端管脚分别为CLK. DIN.LOAD,其中CLK为时钟输入端,DIN为数据输入端,LOAD为锁存信号。其工作时序为:时钟的上升沿MAX7219把DIN引脚数据移入内部移位寄存器,在时钟下降沿MAX7219把数据移向DOUT端, 而LOAD的上升沿则锁存最后移入的16位串行数据。对MAX7219的控制操作很方便其内部具有15×8位RAM 功能控制寄存器,可方便寻址,对每位数
字可单独控制、刷新,不需要重写整个显示器。显示亮度可数字控制。MAX7219的这些功能,使系统编程简单方便,同时节省IO 口。
MAX7219的控制寄存器分别为:不工作方式寄存器、译码方式寄存器、亮度控制寄存器、扫描个数寄存器、关闭寄存器.显示测试寄存器.寄存器的操作格式为2字节的串行数据,第一个字节为寄存器地址,第二个字节为控制命令或待显示数据。寄存器的地址分配及功能如下所示: ㈠ 不工作寄存器(0x00):用于MAX7219级联控制。 ㈡ 位寄存器(0x01·0x08):8位LED待显示内容。
㈢ 译码方式寄存器(OxOg):决定译码方式,分B码和不译码两种。 ㈣ 亮度控制寄存器(0x0A):LED段电流控制. ㈤ 扫描个数寄存器(0x0B):决定显示多少个LED。
㈥ 关闭寄存器(0xOC):决定正常工作方式或关闭LED显示。 ㈦ 显示测试寄存器(0x0D):决定正常工作方式或显示测试. ② 引脚功能和功能框图: MAX1279 引脚排列如图7 所示
图6 MAX7219引脚排列图
引脚功能如下: