AD7705应用经验总结_信息技术应用经验总结
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AD7705应用经验总结
这些经验同样适用于AD7799、AD7706等AD公司的拥有校准功能的AD芯片。1.时序注意要点：数字接口迷失的时候可以通过ADIN输入持续32个脉冲周期（DCLK）以上的高电平将复位AD7705的数字接口，复位之后要等待500us以上才能访问AD7705芯片，这种复位方式不会影响AD7705内部的任何寄存器，所有的寄存器将保持复位之前的内容，但所有的寄存器在数字接口迷失的状态下内容是不确定的，因此强烈建议在复位之后重新设置AD7705内部所有的寄存器，防止错误。而芯片管脚RESET的复位将使片内所有的寄存器恢复到上电的默认值。时钟输入信号DCLK是一种施密特出发信号，能够适应光耦合器的慢速边沿，其他数字输入信号的上升
和下降时间不应超过1us。
2.AD7705时钟大于2M时，时钟设置寄存器的CLK位应置1，小于2M时应置0。DCLK的脉冲宽度要满足最小的脉宽要求。在时钟DCLK下降之后的低电平期间读取数据ADOUT。在时钟DCLK的低电平期间设置要写入数据ADIN，然后在DCLK的上升沿写入到7705。写入数据以及读取数据的时钟DCLK的数目要与（被写入或被读取的寄存器）的位数长度一致，多于或少于（寄存器位长度）的时钟DCLK数目都将导致操作错误。在两次写操作之间，ADIN应最好保持在高电平：因为任何（读或写）操作都必须从写通信寄存器开始，而且写入通信寄存器的8个位中的第1位必须为0，后续的位才能被写入到通信寄存器。所以当ADIN为0的时候，万一时钟DCLK受到干扰导致0写入通信寄存器，AD7705会误认为是写通信寄存器的操作开始而等待后续的7位位串，发生这种干扰之后会导致AD7705的数字接口迷失，从而导致内部寄存器的内容也许会变得未知状态。此外，时钟信号DCLK在两次操作AD7705之间要保持高电平。即：在不访问AD7705的空闲时刻，或者两次操作之间的空闲时刻，ADIN、DCLK都最好保持高电平为最可靠。
3.DRDY信号为数据AD转换完成的指示信号，低电平期间表示AD转换完成，可以读取数据寄存器的内容，高电平期间表示AD转换正在进行，这时不能访问数据寄存器。对于系统校准和内部校准也一样，低电平期间表示校准完成，可以读取校准寄存器的内容，高电平期间表示校准正在进行，这时不能访问校准寄存器。违反这些规定的操作，结果时未知的。此外程序中千万不能把DRDY的逻辑搞反，否则结果不可预
料。
4.不管是校准还是数据AD转换，数字滤波器同步位FSYNC都要置为0，这样AD7705的校准或者数据AD转换工作才能进行，否则校准和AD转换不会进行，DRDY信号也不会变低。当FSYNC=0时，在校准或AD转换结束后DRDY信号将变低，此时可以读
取校准系数或者数据寄存器。
5.采用非缓冲模式时，AD7705模拟输入前端的电阻电容的变化对AD转换精度影响很大。若系统工作时的信号源、温度环境、器件参数变化很大，导致AD7705模拟输入前端电路的参数跟系统校准时的参数不一致，误差会非常大。缓冲模式能解决这种问题，当使能缓冲模式时，AD7705会在模拟输入端和AD转换器之间接入一个缓冲器Buffer，这样AD7705就能适应模拟输入前端信号源的大阻抗、器件参数（电阻电容）的变化、温度环境的变化等各种与系统校准时的不一致情况（即器件工作
条件的变化）。所以，AD7705的校准和正常工作最好都要在缓冲模式下进行。
6.电压输入范围：对于非缓冲模式，模拟输入信号范围是【GND-30mV】至【VDD+30mV】之间。对于缓冲模式，模拟输入信号范围是【GND+50mV】至【VDD-1.5V】之间。
7.非缓冲模式、单极性、增益为GAIN：此时AD7705的反相输入端VIN－的范围是【GND-30mV】至【VDD+30mV－VREF/GAIN】之间，其中VREF为AD7705的参考电压。正相输入端VIN＋的范围是【V－】至【V－＋VREF/GAIN】。如右图，即V＋和V－都必须大于GND小于VDD，同时还要考虑单极性的输入范围，即V－还必须小于VDD+30mV－VREF/GAIN，才不至于模拟输入为V+max＝【V－＋VREF/GAIN】时大于
VDD+30mV。
8.非缓冲、双极性、增益为GAIN：此时V＋和V－都必须大于GAN小于VDD，V－还必须小于VDD＋30mV－VREF/GAIN，这样输入V+max＝【V－＋VREF/GAIN】不至于大于VDD＋30mV。V－还必须大于GND－30mV ＋VREF/GAIN，才不至于输入V+min＝【V――VREF/GAIN】时小于GND－30mV。正相输入端VIN＋的正信号输入范围是【V－】至【V－＋VREF/GAIN】，正相输入端VIN＋的负信号输入范围是【V－】至【V－－REF/GAIN】。如右图：其中V+max为正的最大输入，V+min为负的最大输入。
9.缓冲模式、单极性、增益为GAIN：此时AD7705的反相输入端VIN－的范围是【GND＋50mV】至【VDD－1.5V－VREF/GAIN】之间，其中VREF为AD7705的参考电压。正相输入端VIN＋的范围是【V－】至【V－＋VREF/GAIN】。如右图，即V＋和V－都必须大于GND+50mV小于VDD－1.5V，同时还要考虑单极性的输入范围，即V－还必须小于VDD－1.5V－VREF/GAIN，才不至于输入V+max＝【V－＋VREF/GAIN】时大于
VDD－1.5V。
10.缓冲模式、双极性、增益为GAIN：此时AD7705的反相输入端VIN－的范围是【GND＋50mV＋VREF/GAIN】至【VDD－1.5V－VREF/GAIN】之间，这样才不至于输入VIN+max＝【V－＋VREF/GAIN】时导致VIN＋大于VDD－1.5V、输入VIN＋min＝【V――VREF/GAIN】时导致VIN＋小于GND＋50mV。其中VREF为AD7705的参考电压。正相输入端VIN＋的正信号输入范围是【V－】至【V－＋VREF/GAIN】，正相输入端VIN＋的负信号输入范围是【V－】至【V－－REF/GAIN】。如右图：其中V+max为正的最大输入，V+min为负的最大输入。AD7705应用注意要点：
（1）DRDY逻辑不要搞反，高电平时等待转换状态，低电平为可以读取转换数据（2）系统校准时输入信号要大于所选量程的4/5，否则校准不到32767。（3）校准时要等待一定的时间，读取数据也一样，不能超过转换速率。（4）一般的应用只要内部校准，这个很简单，只要初始化就可以。如果测量范围不是芯片的范围，可以通过系统校准来实现，满量程校准电压要大于量程的4/5
针对四个量程的设置寄存器的设置内容
//（1）对于单极性V级别输入0-5V、0-20mA、0-10V这三个量程，输入范围为0-2V，无极性，增益为1，缓冲模式--0-2V //（2）对于双极性V级别输入+-2.5V、+-5V这两个量程，输入范围为+-1V，双极
性，增益为2，缓冲模式--+-2V //（3）对于双精度mV级别输入+-500mV，增益为4，双极性，缓冲模式--+-2V //（4）对双精度mV级别+-50mV，增益为32，双极性，缓冲模式--+-1.6V //------MD1(0)MD0(0)G2(0)G1(0)G0(0)B/U(0)BUF(0)FSYNC(0)--------------------------// const unsigned char text_of_setup[4]={0X04,0X08,0X10,0X28};//非缓冲模式,数字滤波同步
//const unsigned char text_of_setup[4]={0X06,0X0A,0X12,0X2A};//缓冲模式，数字滤波同步
extern volatile unsigned char command[7];//校准命令全局数组
extern volatile unsigned char scale;//记录系统量程 extern volatile unsigned char NO_CALI_TYPE;//未校准类型 extern volatile unsigned long int ZS,GS;//当前量程的校准系数
extern volatile unsigned char time_count;//超时标志
//函数：reset_AD7705 //功能：AD7705串行接口失步后将其复位。复位后要延时500us再访问
//参数：无 //返回：无 //变量：无 //备注：无
void reset_AD7705(void)
{
unsigned char i;
AD_DIN1;
for(i=0;i
{ AD_CLK0;asm(“nop”);asm(“nop”);asm(“nop”);AD_CLK1;asm(“nop”);asm(“nop”);asm(“nop”);
}
_delay_ms(1);
}
//函数：read_AD7705_byte
//功能：从AD7705读一个字节的数据
//参数：无
//返回：读到的一字节数据
//变量：无 //备注：无
unsigned char read_AD7705_byte(void)
{
unsigned char data = 0;unsigned char i = 0;
for(i=0;i
{
data
{ data++;
} AD_CLK1;asm(“nop”);asm(“nop”);asm(“nop”);
}
return data;
}
//函数：read_AD7705_word //功能：从AD7705读一个字的数据，共16bit
//参数：无
//返回：读到的一字节数据
//变量：无 //备注：无
unsigned int read_AD7705_word(void)
{
unsigned int data = 0;unsigned char i = 0;
for(i=0;i
{
data
if(AD_DOUT)
{ data++;
} AD_CLK1;asm(“nop”);asm(“nop”);asm(“nop”);
}
return data;
}
//函数：read_AD7705_dword //功能：从AD7705读一个24的数据
//参数：无
//返回：读到的一字节数据
//变量：无
//备注：AD7705是一个24位AD，选定刷新频率在16.7HZ下，有效位是19位，暂
时读出全部24位数据
unsigned long int read_AD7705_dword(void)
{
unsigned long data = 0;unsigned char i = 0;
for(i=0;i
{
data
{ data++;
} AD_CLK1;asm(“nop”);asm(“nop”);asm(“nop”);
}
return data;
}
//函数：write_AD7705_byte
//功能：往AD7705写8位数据
//参数：INint32_t data,要写入AD7705的数据
//返回：无 //变量：无 //备注：无
//----------------------------void write_AD7705_dword(unsigned long int data)
{ for(unsigned char i = 0;i
{ AD_CLK0;
if(data&0x800000)
AD_DIN1;else AD_DIN0;asm(“nop”);
asm(“nop”);asm(“nop”);AD_CLK1;asm(“nop”);asm(“nop”);asm(“nop”);data
}
AD_DIN1;
} //-------------------------读取AD7705转换数据函数
--------------------------//入口参数：指向main()主函数定义的ad_data变量的常量指针
void ReadData7705(unsigned int *const pdata)
{ unsigned int data=0, fiter[5]={0};
unsigned long int temp=0;unsigned char i=0, sort_flag=1;
AD_CS0;_delay_us(5);
start_AD7705();
for(i=0;i
{
start_timer0();_delay_ms(2);while(AD_DRDY)
{ if(time_count >= time_read_data)
{
stop_timer0();
AD_CS1;return;
} }
stop_timer0();
write_AD7705_byte(RD_DATA_REG);
fiter = read_AD7705_word();} AD_CS1;
sort_flag = 1;while(sort_flag){ sort_flag = 0;for(i=0;i fiter[i+1]){ data = fiter;fiter = fiter[i+1];fiter[i+1] = data;sort_flag = 1;} } } temp =((unsigned long int)fiter[1] +(unsigned long int)fiter[2] +(unsigned long int)fiter[3])/3;data =(unsigned int)temp;if((data0x0008){ data >>= 4;data++;} else { data >>= 4;} if(1!= scale){ data-= 0x0800;} *pdata = data & 0x0fff;}
//校准命令格式
//STX Data Long Command Code Parameter CheckSum ETX //0x55 数据长度（2）量程指示 00H/01H CRC16(2)0x0D
void AD7705_calibration(void)
{
unsigned char readtimes =0;
unsigned char cali_scale =0;
unsigned long int temp =0;
unsigned char coefficient[8] ={0};//test[8]={0};
//16位校验和的临时变量 unsigned int crcvalue =0;
AD_CS1;
cali_scale = command[2];//获取上位机发送的要校准的量程类型
eeprom_busy_wait();eeprom_read_block(&coefficient[0],(void*)(ADDR_EEPROM_1+(cali_scale-1)*10), 8);crcvalue = checksum(&coefficient[0], 6);if((coefficient[7]*256+coefficient[6])!= crcvalue)
{ readtimes++;
}
if(1 == readtimes)
{
eeprom_busy_wait();eeprom_read_block(&coefficient[0],(void*)(ADDR_EEPROM_2+(cali_scale-1)*10), 8);crcvalue = checksum(&coefficient[0], 6);// if((coefficient[7]*256+coefficient[6])!= crcvalue)
{ readtimes++;
} }
if(2 == readtimes)
{
eeprom_busy_wait();eeprom_read_block(&coefficient[0],(void*)(ADDR_EEPROM_3+(cali_scale-1)*10), 8);
}
ADDR409_MASK;
AD_CS0;_delay_us(5);reset_AD7705();
write_AD7705_byte(WR_CLOCK_REG);write_AD7705_byte(CLOCK_REG_SET);
if(ZERO_CALIBRATION == command[3])//校准命令为零校准
{ write_AD7705_byte(WR_SETUP_REG);write_AD7705_byte(text_of_setup[cali_scale-1] | SYS_ZERO_CALI);
//等待校准完成 start_timer0();while(time_count
stop_timer0();
while(AD_DRDY);
//读OFFSET寄存器
write_AD7705_byte(RD_OFFSET_REG);
temp = read_AD7705_dword();
if(cali_scale == scale)
{
ZS = temp;NO_CALI_TYPE = NO_FULL_CALIBRATION;
}
coefficient[0] =(unsigned char)(temp%256);coefficient[1] =(unsigned char)((temp/256)%256);coefficient[2] =(unsigned char)((temp/65536)%256);
} else if(FULL_CALIBRATION == command[3])
{
temp =(unsigned long int)(coefficient[0])+(unsigned long
int)(coefficient[1])*256 +(unsigned long int)(coefficient[2])*65536;
write_AD7705_byte(WR_OFFSET_REG);
write_AD7705_dword(temp);
write_AD7705_byte(WR_SETUP_REG);write_AD7705_byte(text_of_setup[cali_scale-1] | SYS_FULL_CALI);
//等待校准完成 start_timer0();while(time_count
stop_timer0();
while(AD_DRDY);// //读FULL寄存器
write_AD7705_byte(RD_FULL_REG);
temp = read_AD7705_dword();
if(cali_scale == scale)
{ GS = temp;NO_CALI_TYPE = ALREADY_CALIBRATION;
}
coefficient[3] =(unsigned char)(temp%256);coefficient[4] =(unsigned char)((temp/256)%256);coefficient[5] =(unsigned char)((temp/65536)%256);
} else { AD_CS1;_delay_us(5);
return;
} AD_CS1;_delay_us(5);
crcvalue = checksum(&coefficient[0],6);coefficient[6] =(unsigned char)(crcvalue%256);// coefficient[7] =(unsigned char)(crcvalue/256);
eeprom_busy_wait();eeprom_write_block(&coefficient[0],(void*)(ADDR_EEPROM_1+(cali_scale-1)*10), 8);
eeprom_busy_wait();eeprom_write_block(&coefficient[0],(void*)(ADDR_EEPROM_2+(cali_scale-1)*10), 8);
eeprom_busy_wait();eeprom_write_block(&coefficient[0],(void*)(ADDR_EEPROM_3+(cali_scale-1)*10), 8);
Txout(&coefficient[0]);//输出校准数据给上位机
return;//
void start_AD7705(void)
{
reset_AD7705();
//写OFFSET寄存器
write_AD7705_byte(WR_OFFSET_REG);
write_AD7705_dword(ZS);
//写满量程校准寄存器
write_AD7705_byte(WR_FULL_REG);
write_AD7705_dword(GS);
//CLOCK寄存器设置，无分频，50HZ输出更新速率
write_AD7705_byte(WR_CLOCK_REG);write_AD7705_byte(CLOCK_REG_SET);
//写设置寄存器
write_AD7705_byte(WR_SETUP_REG);write_AD7705_byte(text_of_setup[scale-1]);
start_timer0();while(time_count
stop_timer0();
}
主要针对高精度测量类的AD.1:参考电压需要足够精确,推荐使用外部高精准参考电压.2:如果PGA可调,增益系数一般是越小噪声越低.3:一般最好用到满量程,此时AD精度不浪费.4:如果有偏置,需要进行自校.5:请注意在使用DEMO板调试时,会由调试口导入PC噪声,由信号连接线导入外部噪
声,因此建议使用屏蔽电缆传输信号.6:板上注意模拟电源和数字电源,以及模拟地和数字地要分开,减少耦合噪声路径.7:使用差分输入可以减少共模噪声,但是差模噪声会增大.8:如果是片内集成AD的MCU,支持高速时钟,如果不影响性能,内部工作时钟越低,对您的AD采样引起的干扰越小,如果是板上就需要注意走线和分区.9:信号输入前级接滤波电路,一般一阶RC电路较多,注意Fc=1/1000~1/100 采样频率,电阻和电容的参数注意选取.信号接入后级接滤波电路最好采用sinc滤波方式.注意输入偏置电流会限制您外部的滤波电阻阻值的大小.R x Ib
范围和满量程之间的关系.
