基于AD7892SQ和CPLD的数据采集系统设计

　　0 引 言

　　本系统以AD7892SQ和CPLD(复杂可编程逻辑器件)为核心设计了一个多路信号采集电路，包括模拟多路复用、集成放大、A/D转换，CPLD控制等。采用硬件描述语言Verilog HDL编程，通过采用CPLD使数据采集的实时性得到提高。

　　1 硬件设计

　　针对多路信号的采集，本系统采用4/8通道ADG508A模拟多路复用器对检测的信号进行选择，CMOS高速放大器LF156对选中的信号进行放大，AD7892SQ实现信号的A/D转换，CPLD完成控制功能。电路如图1所示。

　　AD7892SQ是美国AD公司生产的LC2MOS型单电源12位A/D转换器，可并行或串行输出。

　　AD7892SQ A/D转换器具有如下特点：单电源工作(+5 V或+10 V);内部含有采样保持放大器;具有高速的串行和并行接口。

　　AD7892SQ控制字的功能如下：

　　a)MODE：输入控制字，低电平时为串行输出，高电平时为并行输出，本系统为并行输出;

　　b)STANDBY：输入控制字，低电平时为睡眠状态(功耗5 mW)，高电平时正常工作，一般应用时接高电平;

　　c)CONVST：启动转换输入端，当此脚由低变高时，使采样保持器保持开始转换，应加一个大于25 ns的负脉冲来启动转换;

　　d)EOC：转换结束信号，转换结束时，此脚输出100 ns的低电平脉冲;

　　e)CS：片选，低电平有效;

　　f)RD：低电平有效，与CS配合读，使数据输出。

　　MODE脚接高电平时，AD7892SQ为并行输出，时序如图2所示。

　　在EOC下降沿时间内开始采样，就是转换一结束就开始下次采样，采样时间fACQ应大于等于200 ns或400 ns，转换结束后(即E0C的下降沿)，当CS和RD有效时，经过t6=40 ns的时间，就可以在DB0-DB11上获得转换之后的12位数据，CS和一般的片选信号相同，可以一直有效，外加RD的时间T5也应大于35 ns。CONVST信号t1应大于35 ns，在上升沿时采样保持器处于保持状态，开始A/D转换，转换所需的时间tCONV为1.47μs或1.6μs，转换结束后，EOC脚输出的t2为大于等于60 ns的负脉冲用来进行中断或数据锁存。由此得出下次采样和本次的输出可以同时进行，因此最小的一次采样转换输出的时间为1.47+0.2=1.67μs(600 kSPS(千次采样每秒))，最大1.6+0.4=2 μs(即5 00 kSPS)，图2中的t9大于等于200 ns，t7近似为5 ns，t3、t4、t8可为0，(此时t9=tACQ)。