關鍵詞：MAX1240 數據采集 嵌入式

1 引言

　　因為嵌入式系統本身體積小的特點，所以嵌入式數據采集系統十分需要外圍電路簡單、體積小，同時允許電源電壓變化范圍寬的芯片。美信公司生產的MAX1240就是這樣一種新型的12位串行輸出模數轉換器，它功耗低，轉換速度快，外部有8個管腳，體積小，不需外部時鐘電路，也不需外部基準電壓，所以外圍電路非常簡單，很適于應用在嵌入式數據采集系統中。

2 芯片介紹及外圍電路

圖1 1240外圍電路

　　圖1所示是MAX1240最簡單的外圍配置電路。其中，1腳是電源輸入端，電源電壓范圍為2.7～3.6V。2腳是模擬信號輸入端，輸入電壓范圍是0V～VREF，1240可以在9µs內實現將輸入信號轉換為數字信號。3腳是關斷控制輸入端，利用其可實現1240兩種工作模式的切換，將3腳外接低電平，1240工作于關斷模式，輸入電流可減少至10µA以下，處于節能狀態;若外接高電平，1240是標準工作模式，可實現模數轉換。管腳4是基準電壓，需外接4.7µF的電容，1240具有內置基準電壓，基準值是2.5V。5腳是接地端。管腳6是數據輸出端，當其由0翻轉為高電平時，表示數據轉換完成，可以讀數據了。7腳是片選端，低電平有效。管腳8是外部讀數時鐘脈沖輸入端，最高頻率可達2.1MHz，當數據轉換完成，輸入外部讀數時鐘，每個讀數時鐘脈沖的上升沿讀出一位數據，數據讀出的順序是由高位到低位，第一個讀數時鐘脈沖的下降沿表示數據輸出開始，1240是12位模-數轉換器，所以要完整的讀出轉換數據，至少需要外部輸入13個脈沖。

3 工作過程

　　1240芯片的工作時序如圖2所示，根據圖示可確定該芯片的工作過程如下：

圖2 時序圖

　　1、在=1前提下，令片選有效，同時保持時鐘輸入端為低電平;

　　2、大約9µs后，可在SCLK端送入外部時鐘脈沖，讀出數據。從時序圖中可看出，轉換數據是在輸入脈沖由高電平變成低電平后有效，上升沿讀出。當模數轉換完成后，數據輸出端DOUT由低電平翻轉為高電平，所以也可通過查詢DOUT的狀態確定轉換是否完成;

　　3、在外部輸入13個脈沖后，數據讀取完成，將片選端置高電平。只要令片選再次有效，就可以重新開始一輪新的模數轉換和讀取過程。

　　4、數據讀取完成后，如果仍然保持片選有效，則DOUT端始終輸出低電平。

4 在嵌入式系統中的應用

　　4.1、硬件電路

　　圖3是1240在嵌入式數據采集系統中的一個實際應用電路。如圖所示，采用+3.6V的標準電池E供電，這樣，89C2051和1240可以共用一個直流電源，從而減小系統體積。關斷輸入控制端 由P1.0控制，這樣使1240只有在需要采集數據時才處于標準工作模式，否則就處于節能態。1240的三根數據線，時鐘輸入端、片選控制端和數據輸出端分別由2051的P3.4、P3.3和P3.5控制。

圖3 1240實際應用電路

　　根據圖3設計的軟件流程圖如圖4 所示。

圖4 軟件流程圖

　　與軟件流程圖對應的模數轉換子程序清單如下所示：

參考文獻

　　1、AT89C系列單片機技術手冊，北京威立姆電子技術有限責任公司

　　2、MAX1240芯片使用說明書，美國美信公司