- 12位串行模/数转换器ADS1286在温度检测中的应用[图]

温度采集电路如图4所示，由铂电阻Rt，电阻R1，R2，R3及可变电阻W1构成的惠斯通电桥用于测量目标的温度，铂电阻的阻值随温度变化发生相应的变化，惠斯通电桥也随之输出变化的电压。该输出电压较小，需将其接入如图4所示的AD620仪表放大器进行放，以满足A/D转换需要的输入电压范围。AD620仪表放大器具有低功耗，高增益的特点，通过调节外接可变电阻Rg的阻值改变放大倍数，其放大增益G=1+49.4 k/Rg。根据检测温度的范围，依次调节可变电阻W1及Rg，使得在最低和最高检测温度时，放大器输出分别为0和5 V，因此温度在检测范围内变化时，放大器可输出满足A/D转换需要的输入电压范围(0～5V)。

模拟温度信号采集放大后，其输出信号通过+In引脚接入ADS1286芯片进行A/D转换，ADS1286芯片+VCC引脚接正电源Vcc，VREF引脚接基准电源VREF，-In及GND引脚接地。ADS1286芯片的DCLOCK，DOUT及三个引脚分别与AT89C2051单片机P1.5～P1.3三个引脚输出相连，单片机通过程序由P1.5引脚输出ADS1286工作所需的时钟信号，单片机通过P1.3引脚可实现对ADS1286芯片的选中及低功耗模式的选择，该引脚输出低电平时，ADS1286片选有效，该引脚高电平时，ADS1286处于低功耗状态。AT89C2051严格按照ADS1286芯片操作时序，控制ADS1286芯片对模拟温度信号进行A/D转换，并将转换后的12位数字温度数据由DOUT引脚输出，通过P1.4引脚串行输入至单片机。

温度采集电路中，开关电源产生的±15 V电压作为AD620仪表放大器的正、负电源，+15 V电压接入由TL431ALCP精密基准稳压器及电阻R4～R6构成的分路稳压器，其输出向外部提供精准电压，被用作惠斯通电桥的电源及ADS1286芯片的基准电源。

AT89C2051单片机对ADS1286芯片的时序控制采用图2(b)所示操作时序。首先，通过P1.3引脚向端提供低电平，使ADS1286片选有效，ADS1286开始对模拟输入电压进行采样，经过延迟时间tCSD，AT89C2051通过P1.5引脚向DCLOCK端提供时钟信号。在ADS1286片选有效后，从第二个时钟信号开始进入A/D转换时序，此时，DOUT端先输出一个无效位，在接下来的11个时钟信号每个信号的下降沿在DOUT端从高位(MSB)开始输出A/D转换结果，在紧接着的12个时钟信号每个信号的下降沿DOUT端从LSB位开始再次输出这12位A/D转换结果，AT89C2051单片机在每个时钟信号的下降沿，通过P1.4引脚从低位到高位接收该次转换结果。在12位的数字温度数据接收完毕后，单片机通过P1.3引脚将端置为高电平并准备下一次从ADS1286接收A/D转换的温度数据。

3 温度采集部分软件设计

AT89C2051单片机对ADS1286芯片的12位A/D转换结果需要分2次读取，低8位转换结果存于片内RAM31H单元，高4位转换结果存于片内RAM32H单元。温度采集A/D转换子程序如下：

    
    

4 结语

ADS1286是一款性价比很高的模/数转换芯片，将其应用于温度检测系统中，串行接口使得电路配置简单，而且其较高的分辨率减小了A/D转换的量化误差，保证了系统对温度检测的高精度要求。该芯片应用在气流式液相微萃取仪微型加热器的设计中，检测温度范围为0～350℃，微型加热器温度检测精度达到±0.1℃。正是由于ADS1286能简化电路设计，并且保证测量系统的高精度，它在智能化仪器仪表以及工业测控领域具有较高的实用价值。