基于AT89S52和MAX197的高精度数据采集系统

　　0 引言

　　常见的八位模数转换芯片（如ADC0809【3】等）设计的系统比较简单而且成本较低，但有时八位的精度是不够的，这时我们就不得不选用更高精度的模数转换芯片，其中MAX197就是一款性价比很好的12位精度模数转换芯片。MAX197芯片是美国Maxim公司的快速模数转换芯片，转换时间最小仅为6 μ s，相对于ADC0809的100 μ s要短得多。它的输入信号带宽可达5 MHz，有12位并行的三态数据接口。另外MAX197片内包含高精度的参考电压源和时钟电路，因此它只需要很简单的外部电路即可完成模数转换功能，应用非常方便。

　　1 MAX1 97芯片的特点及性能：

　　1．1 MAX197的主要优点：

　　1）仅使用单5 V电源供电；2）12位分辨率，1／2LSB线性度；3）四种量程可选：0～+5V、0～+1OV、-5～+5V、-10～+10V：4）8路模拟输入通道，具有输入电压保护（-1 6．5v～+16．5V）；5）最小6 μ s转换时间，最大100 kh／s采样率；5）内部4．096V参考电压；6）两种掉电工作模式，两种工作时钟可选，两种采集模式可选。

　　1．2 MAX1 97的采集模式

　　1．2．1 内部采集模式

　　通过写入清零ACQMOD位（ACQMOD=0）的控制字选择内部采集模式。在这种模式下，一个写脉冲将触发一个内部捕获周期，并且此捕获周期是内部定时的，为6个时钟周期。当这6个时钟周期的捕获间隔结束时，转换开始。转换时间是12个时钟周期，不论内部或外部采集模式。

　　1．2．2 外部采集模式

　　用两个独立的写脉冲控制捕获和转换的开始。 第一脉冲，与ACQMOD=1一起，开始一个不确定长度的捕获间隔； 第二个写脉冲与ACQMOD=0一起终止捕获并在写脉冲的上升沿开启一次转换。然而，如果第二个控制字包含ACQMOD=1，一个不确定的捕获间隔时问将被重新触发。外部采集模式可以更加精确地控制采样间隔，并可独立控制捕获和转换时间。

　　1．3 MAX197的控制字

　　MAX197有8位控制字，分别控制着此芯片的工作模式、捕获方式、量程选择、模拟输入通道选择，其具体定义如表1所示：

　　

　　2 高精度数据采集系统的硬件及软件实现

　　2．1 高精度数据采集系统的硬件电路

　　本系统使用51系列单片机中性能较为优越的AT89S52作为主处理芯片。AT89S52是ATMEL公司2001年推出的新型八位单片机。它具有8 K的FLASH作为通用的程序存储空间，以及具有可在系统编程等优秀特点。

　　使用AT89S52和MAX197设计的数据采集系统电路原理图如图1所示。

　　

　　如图1所示，将MAX197的八位数据线与单片机的P0口相连，用于写控制字和读数据；HBEN与P21相连，控制读数据的高四位或低八位；MAX197的RD和WR引脚分别接AT89S52的RD和WR引脚；片选CS引脚接AT89S52的P22脚。