1、 概述
Sl258是 公司 推出的一款 高精度 、低功耗、低噪声的16通道（多路复用的）24位△一∑型 模数转换器 （），其外部集成了输入 多路复用器 、 模拟 低通 滤波器 、数字滤波器等性能。外部有多种控制寄存器，用户经过不同的性能获取不同的A／D采样速率、采样形式、A／D转换精度等。实用于对性能、功耗要求高、模拟通道要求多的数据采集系统。
2、 ADSl258重要特点及引脚性能
2．1 重要特点
△一∑ADC，24位转换精度，定通道采样速率为125 Ks／s（可 编程 ），智能通道 检测 通道采样速率为23．7 Ks／s（可编程）；
模拟输入多路复用器可性能成8路差分输入或16路单极输入。多路复用器的输入可经过外部取得，这就能在ADC输入之前驳回共享的 信号 调理通道；
0．5μV／℃的失调漂移、最大0．001 0％的满量程整数非线性误差；
上班电压范围为2．7～5．25 V；
外部带有针对低噪声性能启动了专门提升的5阶正弦数字滤波器；
带有串行外设 接口 （SPI）；
与其余ADC相比，ADSl258具备精度高、转换数率快、功耗低、上班性能好等个性，实用于设施与系统监控、数据采集、医疗、航空 电子 、 测试测量 等多通道运行场所。
2．2 引脚性能
ADSl258驳回QFN一48小型封装，各引脚性能定义如下：
NO～AINl5：模拟信号输入端；
GPl00~GPl07：GPIO信号输入／输入端；
CLKSEL： 时钟 信号选择输入端；
SCLK：SPI接口时钟输入端；
DIN：SPI接口数据输入端；
DOUT：SPI接口数据输入端；
DRDY：数据预备好输入端；
START：数据开局转换信号输入端；
CS：SPI接口片选端；
EFN：参考电压输入端（+）；
VREFP：参考电压输入端（一）；
ADCINN：模拟差分输入端（一）；
ADCINP：模拟差分输入端（+）；
MUXOUTN：多路复用器差分输入端（一）；
MUXOUTP：多路复用器差分输入端（+）；
DVDD： 数字电源 ，2．7~5．25 V；
RESET：复位端。
2．3 结构原理
图l为ADSl258的外部结构框图。ADSl258重要由模拟多路开关（MUX）、可共享的信号调理通道、4阶△一∑ADC、5阶正弦数字滤波器、SPI接口、GPIO接口、 时钟出现器 、 控制器 等组成。模拟信号从AINO～AINl5引脚输入，经过多路模拟开关可将其性能成8路差动输入或16路单极输入，经过共用的信号调理通道，输入到4阶△一∑ADC成功24位A／D转换，经过数字滤波器，最终以SPI接口的方式输入 数字信号 。在经常使用外部可共享的信号调理通道时，依据实践状况，可封锁所经常使用的调理通道，只需将 寄存器 CONFIGO的第4位（BYPAS）置0即可封锁外部调理通道，间接在ADSl258外部成功衔接。然而，在大少数经常使用条件下，为取得更高的A／D转换精度，倡导经常使用外部信号调理通道。
ADSl258驳回4线制（时钟信号SCLK、数据输入DIN、数据输入DOUT和片选）SPI 通讯 方式，因为ADSl258不可控制SPI何时开局传输，而是由服务器控制数据传输，因此ADSl258只能上班在SPI通讯的从形式下，设计时可经过各种主控制器控制ADSl258片上的寄存器，并经过SPI接口读写这些寄存器。经过SPI接口启动通讯时，必定坚持CS信号为低电平，DRDY引脚用于标明转换能否成功，DRDY为低时，说明转换已成功，可以间接经过通道读取数据或通道读数据命令从DOUT引脚上读出转换数据。SPI通讯，可同步发送和接纳数据，而且数据也可应用SCLK和DIN，DOUT信号同步移动。在SCLK的降低沿，系统经过DIN向ADSl258发送数据；而在SCLK的回升沿，系统则经过DOUT从ADSl258读取数据。DlN和DOUT也经过一条双向信号线与主控制器相连。图2给出SPI通讯时序图。
2．4 重要寄存器
ADSl258上班环节的建设重要经过设置其独立寄存器来成功的。这些寄存器包括出厂时一切须要设置的 信息 ，如采样形式、外部信号调理通道开关、时钟形式的选择、模拟输入是单极输入还是差分输入等等。表l给出了ADSl258的重要寄存器。其中CONFIG0和CONFIGl为形态寄存器，MUXSCH为多路固定通道选择寄存器，MUXDIF为多路模拟差分输入性能寄存器，MUXSG0和MUXSGl为模拟单极输入通道选择寄存器。形态寄存器CONFIG0的最高位由制造商设定为0，不能更改。SPIT选择了ADSl258的SPI接口复位期间，SPIRST=l时其复位期间为4 096fclk；SPIRST=O时则为256fclk。MUXMOD是扫描形式选择位，当MUXMOD=0时驳回智能扫描形式；MUXMOD=l时驳回固定形式。BYPAS位用于选择能否驳回外部信号调理通道选择位，BYPAS=0时，外部多路复用器短接而不经常使用外部的信号调理通道；BYPAS=l时，输入的模拟信号经过共用的外部信号调理通道传输到24位△一∑ADC 转换器 。CONGIGl寄存器中的DRA［1：0］位是A／D转换速率选择位，在智能扫描形式下，DRATE［1：0］=ll=23．739 Ks／s；DRATE［1：O］=10=15．123 Ks／s；DRATE［l：0］=0l=6．168 Ks／s；DRATE［l：O］=Ol=6．168 Ks／s；DRATE［1：0］=00=1．83l Ks／s。
3、 典型运行
3．1 配件 设计
图3为ADSl258的单极多通道运行电路图。该电路为多路数据采集系统，将外部输入的16路模拟信号经过多路模拟开关，传输到外部共用的信号调理通道，经过信号调理通道的信号调理作用，传输给24位△一∑型A／D转换器启动模数转换，A／D转换完结后，将转换结果经过专门提升的5阶正弦数字滤波器启动滤波，最后才经过SPI接口传输给C805lF120启动处置。
为了提高数据的采集精度，本采集系统驳回公司的具备高精度和低漂移的4．096 V 电压基准 MAX6164A。同时因为输入信号的电压范围为O~1 V，为了使输入信号的范围与电压基准相分歧，提高采集精度，在信号经过外部信号调理通道时，调整比例因子，即就是R7和R6的值，使输入信号加大4倍，量程为0~4 V，其电压增益AV=1+（2R7／R6），只需选择适宜的R7和R6，使AV=4即可满足要求。同时为了提高A／D转换精度，选择R6和R7时尽或许选择高精度的精细 电阻 。
3．2 软件设计
因为C805lFl20和ADSl258都领有各自的配件SPI接口，编程比拟便捷，只需依照ADSl258的时序图编程即可成功软件设计性能，需留意以下事项：经常使用SPI接口时，要先对行SPI接口启动复位，可驳回配件复位或软件复位，然而即使驳回配件电路复位，使CS信号固定在低电往常，还要启动SPI软件接口复位，否则有或许使SPI读写数据不准确。
在性能A／D转换速率时，在满足系统条件下，尽量选择转换速率比拟低的上班形式，这样可以提高转换精度；
为到达最佳性能，在电路规划时要使数字信号线与模拟信号线相隔离，可依据实践运行须要，可选择数字电源和模拟电源上班在不同的电压形式。
4、 结语
ADSl258具备转换速率快、高精度、低功耗、接口便捷等好处，十分适宜多通道高精度数据采集畛域的经常使用。目前，基于ADSl258的数据采集处置系统曾经在某导航系统中经常使用，并且取得了很好成果。