1.引言

　　在智能儀器儀表的應用中，由于傳統的傳感器信號是模擬信號，所以對于智能化的儀器，肯定需要A/D轉換器以實現單片機的控制。在許多應用場合需要16位以上的高精度測量，而傳統的積分型和逐次比較型A/D實現起來難度較大，且成本很高。近年來興起的Σ―ΔA/D轉換技術卻能以較低的成本獲取極高的分辨率。 AD公司的AD7705/06以及AD7707為比較典型的一種16位A/D轉換芯片。

　　2. AD7705/06 簡介

　　AD7705/06是美國AD公司近期推出的一款新型A/D芯片，其總體結構如圖1所示。

　　AD7705/06芯片是帶有自校正功能的Σ-Δ于A/D轉換器。其內部由多路模擬開關、緩沖器、可編程增益放大器(PGA)、Σ-Δ調制器、數字濾波器、基準電壓輸入、時鐘電路及串行接口組成。其中串行接口包括寄存器組，它由通訊寄存器、設置寄存器、時鐘寄存器、數據輸出寄存器、零點校正寄存器和滿程校正寄存器等組成。該芯片還包括2通道差分輸入(AD7705)和3種偽差分通道輸入(AD7706)。

　　AD7705/06的PGA可通過指令設定，對不同幅度的輸入信號實現1、2、4、8、16、32、64和128倍的放大，因此AD7705/06芯片既可接受從傳感器送來的低電平輸入信號，亦可接受高電平(10V)信號，它運用Σ―Δ技術實現16位無誤碼性能;它的輸出速度同樣可由指令設定，范圍由 20Hz到500Hz;它能夠通過指令設定對零點和滿程進行校正;AD7705/06與微處理器的數據傳送通過串行方式進行，采用了節省端口線的通訊方式，最少只占用控制機的兩條端口線。

　　3. AD7705/06的基本連接及其與微處理器接口電路

　　3.1 AD7705/06的基本連接

　　AD7705/06的基本連接如圖2所示，其中AD780/REF192提供+2.5V高精度基準電壓。AD7705由于只有2個通道，所以它可以進行兩種模擬量的轉換，而AD7706具有3個通道，所以它可以進行三種模擬量的轉換，筆者在設計壓力變送器時就充分運用了`該芯片的功能，AD7706的基本連接與圖2相似。

　　3.2 AD7705/06與單片機的接口電路

　　AD7705/06與微處理器的接口非常方便，在對它的操作過程中，涉及到接口的引腳有CS、SCLK、DOUT、DIN和DRDY，它與微處理器的接口有三線、四線、五線及多線方式。在三線方式下，通常使用DOUT、DIN及SCLK引腳進行控制，其中DOUT和DIN與微處理器的串行口相連，用于數據的輸出和輸入，SCLK用于輸入串行時鐘脈沖，CS始終為低電平。在四線方式下，CS引腳也可以由微處理器的某一端口線控制。在五線方式下，DRDY引腳也可以由微處理器的某條端口線控制。在多線控制方式下，所有的接口引腳都由微處理器來控制。圖3是筆者使用INTEL 8031對AD7706進行控制的簡化電路圖。

　　AD7706的輸出信號直接接到8031的RXD(P3.0)端,而8031的TXD(P3.1)端則為AD7706提供時鐘信號,可見在這樣的連接方式下,A/D轉換器的時鐘是由8031的TXD引腳提供的。單片機利用串行口與AD7706進行通信，將串行口設定為工作方式0，即同步移位寄存器方式。此外，單片機還通過P1.0引腳來控制CS，通過P1.1引腳來判斷DRDY。這樣，在多芯片系統中，我們首先應選中芯片，系統就得先清P1.1口線。接收數據時，首先要判斷P1.0的引腳電平，若為低電平，則表明已有有效的轉換數據在芯片的數據輸出寄存器中，這樣，單片機置位REN=1，此時，接收數據開始，當接收到8位數據時，中斷標志位 R1置位，一次串行接收結束，單片機自動停止發送移位脈沖，該8位數據從串行口緩沖器讀入內存，并使用軟件清除RI 標志，單片機又開始發送移位脈沖，直到又收到8位數據，則另一次串行接收結束。這樣，這次的8位數據與剛才接收的高8位數據組合成為16位數據，即一次 A/D轉換的結果。這種接口方法直接利用了單片機本身的硬件資源，從而簡化了電路的設計。

　　程序1 AD7706的初始化程序

　　BEGIN：

　　CLR A

　　MOV A ，#010H;設置串行工作方式0

　　MOV SCON ，A

　　CLR P1.0;選中芯片AD7706

　　MOV A ，#20H;對CMR進行寫操作，下一操作選定CKR

　　MOV SBUF ，A

　　JNB TI ，﹩;接收完畢，TI復位

　　CLR TI

　　MOV A ，#0CH;設置CLK

　　MOV SBUF ，A

　　JNB TI ，

　　CLR TI

　　MOV A ，#010H;對CMR進行寫操作，下一操作選定STR

　　MOV SBUF ，A

　　JNB TI ，﹩

　　CLR TI

　　MOV A ，#40H;設置STR

　　MOV SBUF ，A

　　JNB TI ，﹩

　　CLR TI

　　RET

　　程序2 輸入字節程序(判斷DRDY引腳)：

　　INB1： CLR C

　　JB P1.1 ，INB1;判斷DRDY引腳電平

　　CLR P1.0;DRDY為0，有效數據，進行讀數據操作

　　MOV A ，#38H;對CMR進行寫操作，下一操作選定DOR

　　MOV SBUF ，A

　　MOV A ，SBUF;從AD7706中讀入轉換數據

　　MOV R3 ，A;高8位存入R3中

　　JNB TI ，﹩

　　CLR TI

　　MOV A ，SBUF;從AD7706中讀入轉換數據

　　MOV R4 ，A;低8位存入R4中

　　JNB TI ，﹩

　　CLR TI

　　RET

　　程序3 輸入字節程序(判斷CMR的最高位)：

　　INB2： CLR P1.0;對AD7706進行操作

　　MOV A ，#08H;對CMR進行寫操作，下一操作選定CMR

　　MOV SBUF,A

　　MOV SBUF ，A;讀AD7706的CMR

　　ANL A ，#10000000B ;判斷DRDY位，若為0，則有有效數據

　　JNZ INB2;等待

　　MOV A ，#38H;對CMR進行寫操作，下一操作選定DOR

　　MOV SBUF ，A

　　MOV A ，SBUF

　　MOV R3 ，A

　　JNB TI ，﹩

　　CLR TI

　　MOV A ，SBUF

　　MOV R4 ，A

　　JNB TI ，﹩

　　RET

　　4. 實用程序舉例

　　下面給8031對AD7706進行控制的程序，包括初始化程序(見程序清單)。 對轉換器芯片設置為：增益為1，無濾波器同步，雙極輸入模式和緩沖器關閉方式。

　　5. 結語

　　筆者在設計智能型壓力變送器時，采用了圖3的接線方式，AD7706的三通道分別接收來自壓力(差壓)傳感器、溫度傳感器和靜壓傳感器的信號，這樣，可以對壓力(差壓)進行補償，，從而消除溫度和靜壓所帶來的影響，并應用以上程序進行初始化及讀轉換數據，使用后效果令人滿意。