產品簡述

MS5112M 是一款高精度 16bit 模數轉換器，具有 2

組差分輸入或 3 組單端輸入通道，高達 16bits 的分辨

率。內部集成 2.048V 基準源，差分輸入范圍達到

±2.048V。MS5112M 使用了 I 2C 兼容接口，并有 2 個地址

管腳，可以讓用戶選擇 8 個 I 2C 從地址。電源電壓范圍

為 2.7V 到 5.5V。

MS5112M 轉換速率為 15、30、60 或 240SPS，集成

可編程增益放大器，其增益最高可到 8 倍。在單次轉換

模式中，MS5112M 在轉換結束后會自動進入省電狀態，

減小功耗。

MS5112M 可用在高精度測量以及對空間、功耗有一

定要求的應用場合中，如：手持儀器、工業控制和智能

變送器。

主要特點

?小尺寸封裝

?2 對差分輸入，3 組單端輸入通道

?I 2C 接口，8 個可編程地址

?片上基準：2.048V±0.05%

?溫度漂移：40ppm/°C（最大值）

?內置 PGA：1 到 8 倍

?內置振蕩器

?16 位無失碼精度

?INL（積分非線性誤差）：0.01%

?單次轉換功能

?可編程輸出速率：15SPS 到 240SPS

?工作電壓范圍：2.7V 到 5.5V

?低功耗：290μA@5V

應用

?手持儀器

?工業級控制

?智能變送器

?工業自動化

?溫度測量

產品規格分類

內部框圖

管腳圖

管腳說明

極限參數

芯片使用中，任何超過極限參數的應用方式會對器件造成永久的損壞，芯片長時間處于極限工作

狀態可能會影響器件的可靠性。極限參數只是由一系列極端測試得出，并不代表芯片可以正常工作在

此極限條件下。

推薦工作條件

電氣參數

若無特別說明，測試條件：VDD=5V。

如有需求請聯系——三亞微科技 王子文（16620966594）

注：

1. 滿幅度的 99%。

2. FSR=滿幅度量程=2×2.048/PGA=4.096/PGA。

3. 包括 PGA 和基準的所有誤差。

功能描述

MS5112M 是一個 16 位、差分、Σ-Δ 型模數轉換器，其設計簡單、極易配置的特點使得用戶很容易

獲得精確的測量值。

MS5112M 由一個帶有可調增益的 Σ-Δ 模數轉換器、一個 2.048V 的電壓基準、一個時鐘振蕩器、

一個數字濾波器和一個 I 2C 接口組成，后面將對各組成部分進行詳細說明。

模數轉換器

MS5112M 的模數轉換器核由一個差分開關電容 Σ-Δ 調制器和一個數字濾波器組成。調制器測量

正、負模擬輸入端的壓差，并將其與基準電壓相比較，在 MS5112M 中基準電壓為 2.048V。數字濾波

器從調制器接收高速碼流，并輸出與輸入電壓成比例的數字信號。

輸入選擇器

MS5112M 有一個多輸入選擇器，可以提供 2 組差分輸入或 3 組單端輸入通道。配置寄存器控制輸

入選擇器的設置。

電壓基準

MS5112M 內置一個 2.048V 的片內電壓基準，無需外部基準。

輸出碼計算

MS5112M 輸出碼的位數取決于更新速率，如表 1 所示。

MS5112M 輸出碼的格式為二進制補碼，右對齊且經過符號擴展。不同輸入電平的輸出碼見表 2。

時鐘振蕩器

MS5112M 內置時鐘振蕩器，該振蕩器驅動調制器和數字濾波器。無需外部時鐘。

輸入阻抗

MS5112M 輸入級采用開關電容。等效電阻值取決于電容值和電容的開關頻率。電容值取決于可編

程增益放大器 (PGA)的設置，時鐘由片內時鐘振蕩器產生。典型工作頻率為 275kHz。

共模和差分輸入阻抗不同，詳情請見“電氣參數”。

當外接高輸出阻抗輸入源，輸入端需要外接 buffer。

混疊

當輸入信號頻率超過更新速率的一半，會產生混疊。為防止混疊的產生，必須限制輸入信號的帶

寬。MS5112M 的數字濾波器可在一定程度上衰減高頻率的噪聲，但其 sinc 濾波器不能完全替代抗混疊

濾波器。對于少數應用，還是需要外部濾波。

在設計輸入濾波器時， 應考慮到濾波器和 MS5112M 輸入之間的阻抗匹配。

工作模式

MS5112M 有兩種轉換模式：連續轉換和單次轉換。

在連續轉換模式中，每次轉換完成，MS5112M 都將結果存入結果寄存器，并立即開始下一次轉

換。

在單次轉換模式中，MS5112M 會等待配置寄存器中的 ST/ DRDY 位被置為 1。ST/ DRDY 位被置為 1

后，MS5112M 開始轉換。轉換完成后，MS5112M 將結果存入結果寄存器中，并復位 ST/ DRDY 位為

0，進入省電模式。

從連續轉換模式切換到單次轉換模式時，MS5112M 將完成當前轉換，并復位 ST/ DRDY 位為 0，進

入省電模式。

復位和上電

在上電時，自動執行一次復位，配置寄存器中的所有位設置為默認值。

MS5112M 會對 I 2C 的總呼叫復位命令做出響應，當 MS5112M 接收到總呼叫復位命令時，立即執

行一次復位。

I 2C 接口

MS5112M 通過 I 2C 接口通信。圖 1 為 I 2C 時序圖，表 3 列出了相關參數。

串行總線地址

對 MS5112M 進行讀寫，主機必須通過地址位對從機尋址。從機地址位包括 7 個地址位、1 個操作

位。

MS5112M 有兩個地址管腳，ASEL0 和 ASEL1，可以設置 I 2C 的地址。這個管腳可以設置為邏輯低、

邏輯高或懸空。通過兩個管腳可以設置 8 個地址，如表 4 所示。在上電復位或 I 2C 總呼叫命令之后，

器件將對 ASEL0 和 ASEL1 管腳狀態進行采樣。

I 2C 總呼叫

如果地址位 8 位都為 0 時，MS5112M 響應總呼叫。器件應答總呼叫并響應第二個字節的命令。如

果該命令為 04h，MS5112M 將只鎖存地址管腳 ASEL0 和 ASEL1 的狀態，并不復位配置寄存器。如果命

令為 06h，MS5112M 將鎖存地址管腳的狀態，并復位配置寄存器。

I 2C 數據速率

I 2C 總線有三種速度方式：標準方式，允許最高 100kHz 的時鐘頻率。快速方式，允許最高 400kHz

的時鐘頻率。高速方式，允許最高 3.4MHz 的時鐘頻率。

關于高速方式的更多信息，參考 I 2C 規格說明。

結果寄存器

16 位的結果寄存器存儲轉換結果，采用二進制補碼格式。在復位或上電之后，結果寄存器清 0，

直到第一次轉換完成。結果寄存器的格式如表 5 所示。

配置寄存器

8 位配置寄存器控制 MS5112M 的工作模式、更新速率和可編程增益放大器(PGA)。配置寄存器的

格式如表 6 所示，默認設置是 8CH。

如有需求請聯系——三亞微科技 王子文（16620966594）

位 6-5：INP

輸入信號選擇位。如表 7 所示，通過控制這兩位，MS5112M 可以用來選擇 2 個差分通道或 3 個以

AIN3 為參考的單端輸入通道。

位 4：SC

轉換模式選擇位。當 SC 為 1 時，選擇單次轉換模式；當 SC 為 0 時，選擇連續轉換模式。默認為0。

位 3-2：DR

更新速率選擇位，如表 8 所示。

位 1-0：PGA

增益設置選擇位，如表 9 所示。

讀操作

讀取結果寄存器和配置寄存器的值。先對 MS5112M 尋址，再從中讀出 3 個字節。前 2 個字節是

結果寄存器的值，第 3 個字節是配置寄存器的值。

可不讀出配置寄存器，在讀操作中允許讀出的字節個數少于 3 個。如果讀取多于 3 個字節，那么

從第 4 個字節開始將為 FFH。

MS5112M 的典型讀操作的時序見圖 2。

寫操作

對配置寄存器進行寫操作。先對 MS5112M 尋址，再寫入一個字節，這個字節將被寫入配置寄存

器中。

寫入多個字節無效，將忽略第一個字節之后的任何字節。MS5112M 寫操作的典型時序見圖 3。

典型應用圖

基本連接方法

對于多數應用而言，MS5112M 的典型基本連接圖如圖 4 所示。

連接多個器件

一條 I 2C 總線可連接多個 MS5112M。使用 ASEL1 和 ASEL0 腳，MS5112M 可以設置為 8 種不同 I 2C

地址。如圖 5 所示，三個 MS5112M 連接到同一條總線。一條 I 2C 總線上最多可以連接 8 個 MS5112M

（使用不同狀態的 ASEL1 和 ASEL0 腳進行控制）。

注意，I 2C 總線僅需一組上拉電阻。

低端電流監控器

圖 6 是低端電流監控器的電路圖。該電路通過一個檢流電阻來讀取電壓。此電阻上的電壓可用低

漂移的運放 MS8552 放大，放大結果由 MS5112M 讀取。

建議 MS5112M 工作在 8 倍增益下，可以降低 MS8552 的增益。對于 8 倍增益而言，運放應提供最

高不高于 0.256V 的輸出電壓，所以在滿刻度電流時，檢流電阻提供最大 64mV 的電壓降。

封裝外形圖

MSOP10

——愛研究芯片的小王

審核編輯 黃宇