CS1237是一款高精度、低功耗模數轉換芯片，一路差分輸入通道，內置溫度傳感器和高精度振蕩器。

　　以下為CS1237芯片的功能框圖。

　　1、芯片功能說明

　　1） CS1237 是一款高精度、低功耗模數轉換芯片，一路差分輸入通道，內置溫度傳感器和高精度振蕩器。

　　2） CS1237的PGA可選： 1、2、64、128，默認為128。

　　3） CS1237 正常模式下的ADC 數據輸出速率可選： 10HZ、40Hz\ 640Hz\ 1.28kHz，默認為10Hz;

　　4） MCU 可以通過2 線的SPI接口SCLK、DRDY DOUT與CS1237 進行通信，對其進行配置，例如通道選擇、PGA選擇、輸出速率選擇等。

　　1.1芯片主要功能特性

　　1）內置晶振

　　2）集成溫度傳感器

　　3）帶Power down功能

　　4）2線SPI接口，最快速率為1.1MHZ

　　1.2ADC 功能特性

　　24 位無失碼

　　PGA放大倍數可選： 1、2、64、128

　　1路24位無失碼的差分輸入，在PGA=128時ENOB為20位（5V）\19.5位（3.3V）

　　PP噪聲：PGA=128、10HZ:180nV;

　　INL小于0.0015%

　　輸出速率可選： 10HZ、40HZ、640Hz、1.28kHz

　　帶內短功能

　　1.3芯片基本結構功能描述

　　CS1237是一款高精度、低功耗Sigma-Delta 模數轉換芯片，內置一路Sigma-De1taADC，一路差分輸入通道和一路溫度傳感器，ADC 采用兩階sigm a delta 調制器，通過低噪聲儀用放大器結構實現PGA放大，放大倍數可選： 1、2、64、128。在PGA=128時，有效分辨率可達20 位（工作在5V）。

　　CS1237 內置RC 振蕩器，無需外置晶振。

　　CS1237 可以通過DRDY，DOUT和SCIK 進行多種功能模式的配置，例如用作溫度檢測、PGA選擇、ADC 數據輸出速率選擇等等。

　　CS1237 具有Powerdown模式。

　　1.6 CS1237電氣特性

　　所有的參數測試在環境溫度-40~85℃、內置基準的條件下測試，除非有其它注明。

　　1.7芯片引腳

　　2.1模擬輸入前端

　　CS1237 中有1路ADC，集成了1路差分輸入，信號輸入可以是差分輸入信號AINP、AINN，也可以是溫度傳感器的輸出信號，輸入信號的切換由寄存器（ch_se［1:0］）控制，其基本結構如下圖所示：

　　圖3 模擬輸入結構圖

　　CS1237 的PGA可配： 1、2、64、128，由寄存器（ga_sl［1:0］）控制;

　　基準電壓可以由外部輸入也可是內部輸出，如果要使用外部基準電壓，要先關閉內部

　　基準，內部基準控制由寄存器（refo_off控制。

　　2.2溫度傳感器

　　芯片內部提供溫度測里功能。當ah_se1［1:0］=2‘b10時，ADC模擬信號輸入接到內部溫度傳感器，其它的模擬輸入信號無效。ADC 通過測里內部溫度傳感器輸出的電壓差來推導出實際的溫度值。當ch_se［10］=2b10時，ADC 只支持PGA=1。溫度傳感器需要進行單點校正。校正方法： 在某個溫度點A下，使用溫度傳感器進行測里得到碼值Yao

　　那么其他溫度點B 對應的溫度= Yb+（273.15+A）Ya-273.15

　　A溫度單位是攝氏度。Ya 是A點對應溫度碼值。Yb是B點對應溫度碼值。

　　2.3低噪聲PGA 放大器

　　CS1237 提供了一個低噪聲，低漂移的PGA 放大器與橋式傳感器差分輸出連接，其基

　　本結構圖如下圖所示，前置抗EMI 濾波器電路R=4502，C=18pF 實現20M高頻濾波。低

　　噪聲PGA放大器通過RF1; R1; RF2 實現64倍放大，并和后級開關電容PGA組成64 和

　　128 的PGA 放大。通過pga_sel［1:0］來配置1\ 2、64\ 128 等不同的PGA。當使用PGA=1，2時，64 倍低噪聲PGA放大器會被關斷以節省功耗。當使用低噪聲PGA放大器時，輸入范圍在GND+0.75V 到VDD_0.75V 之間，超出這個范圍，會導致實際性能下降。在CAP端口處接一個內置45PF電容，與內置2k電阻RINT組成一個低通濾波，用作低噪聲PGA放大器的輸出信號的高頻濾波，同時該低通濾波器也可以作為ADC 的抗混疊濾波器。

　　圖4 PGA結構圖

　　CS1237 內置Buffer，當PGA=1，2時，CS1237 使用Buffer來減少由于ADC差分輸入阻抗低帶來的問題，例如建立時間不足，增益誤差偏大等等，當PGA=64 ，128 時，CS1237 也使用Buffer 來減少由于低噪聲PGA經過RINT=2K，CNT=0.1uF的低通濾波后帶來的建立誤差，增益誤差以及內碼漂移的現象。

　　2.4時鐘信號源

　　CS1237 使用內置晶振來提供系統所需要的時鐘頻率，典型值為5.2MHZO

　　2.5復位和斷電（ POR& power down ）

　　當芯片上電時，內置上電復位電路會產生復位信號，使芯片自動復位。

　　當SCLK 從低電平變高電平并保持在高電平超過100us，CS1237 即進入PowerDwon

　　模式，此時功耗低于0.1UAO 當SCLK 重新回到低電平時，芯片會重新進入正常工作狀態。

　　當系統由Power down 重新進入正常工作模式時，此時所有功能配置為PowerDown 之前的狀態，不需要進行功能配置。

　　基于CS1237的電子秤應用設計http://bbs.elecfans.com/forum.php?mod=viewthread&tid=927715&page=1

　　2.6SPI 串口通信

　　CS1237 中采用2 線SPI 串行通信，通過SCLK 和DRDY.DOUT可以實現數據的接收以及功能配置。

　　2.6.1建立時間

　　在ADC 數據輸出速率為10HZ 或40HZ 時，數字部分需要有3個數據轉換周期滿足模擬輸入信號的建立和濾波器的建立時間要求; ADC 數據輸出速率為640HZ 或1280HZ 時，數字部分需要有4個數據轉換周期滿足模擬輸入信號的建立和濾波器的建立時間要求。CS1237 整個建立過程如下圖所示：

　　2.6.2ADC數據輸出速率

　　CS1237數據輸出速率可以通過寄存器speed_sel［1:0］配置。

　　2.6.3數據格式

　　CS1237 輸出的數據為24 位的2 進制補碼，最高位（MSB） 最先輸出。最小有效位（LSB） 為（0 5VR=/Gain）（2Z-1）o 正值滿幅輸出碼為TFFFFH，負值滿幅輸出碼為800000H。下表為不同模擬輸入信號對應的理想輸出碼。

　　（1） 不考慮噪聲，INL，失調誤差和增益誤差的影響

　　2.6.4數據準備數據輸入輸出（DRDY.DOUT）

　　DRDY/DOUT引腳有4個用途。第一，當輸出為低時，表示新的數據已經轉換完成; 第二，作為數據輸出引腳，當數據準備好后，在第1個SCIK的上升沿后，

　　輸出轉換數據的最高位（MSB）。在每一個SCLK的上升沿，數據會自動移1位。在24個SCLK 后將所有的24位數據讀出，如果這時暫停SCLK的發送，著最后一位的數據，直到下一個數據準備好之前拉高，此后當DRDY.DOUT被再： 欠拉

　　低，表示新的數據已經轉換完成，可進行下一個數據讀取; 第三，在第25、26 個SCIK時，輸出寄存器狀態更新標志; 第四，作為寄存器數據寫入或讀出引腳，當需要配置寄存器或讀取寄存器值時，SPI需要發送46個SCLK，根據DRDY DOUT輸入的命令字，判斷是寫寄存器操作還是讀寄存器操作。

　　2.6.5串行時鐘輸入（SCLK）

　　串行時鐘輸入SCLK是一個數字引腳。這個信號應保證是一個干凈的信號，毛刺或慢速的上升沿都會可能導致讀取錯誤數據或誤入錯誤狀態。因此，應保證SCLK的上升和下降時間都小于50ns。

　　2.6.6數據發送

　　CS1237 可以持續的轉換模擬輸入信號，當將DRDY /DOUT拉低后，表明數據已經準備好接受，輸入的第一個SCLK 來就可以將輸出的最高位讀出，在24個SCLK 后將所有的24 位數據讀出，如果這時暫停SCLK 的發送，DRDY/DOUT 會保持著最后一位的數據，直到其被拉高，第25 和26個SCLK 輸出配置寄存器是否有寫操作標志，第25個SCLK 對應的DRDY/DOUT為1時表明配置寄存器Config 被寫入了新的值，第26個SCIK 對應的DRDY/DOUT為芯片擴展保留位，目前輸出一直為0，通過第27個SCLK可以將DRDY DOUT拉高，此后當DRDY.DOUT被再次拉低，表示新的數據已經淮備好接受，進行下一個數據的轉換。其基本時序如圖所示：

　　2.6.7功能配置

　　Cs1237可以通過SCLK和DOUT/DRDY可以進行不同功能的配置，功能配置時序圖如下圖所示：

　　功能配置過程簡述，在DRDY，DOUT由高變低之后：

　　1.第1個到第24個SCLK，讀取ADC 數據。如果不需要配置寄存器或者讀取寄存器，可以省略下面的步驟。

　　2.第25 個到第26個scLK，讀取寄存器寫操作狀態。

　　3.第27 個SCLK，把DRDY，’DOUT輸出拉高。

　　4.第28 個到第29個scLK，切換DRDY ‘DOUT為輸入。

　　5.第30 個到第36個sCLK，輸入寄存器寫或讀命令字數據（高位先輸入）。

　　切換DRDY/DOUT的方向（如果是寫寄存器，

　　6.第37 個SCLK，

　　DRDY/DOUT為輸入; 如果是讀寄存器，

　　DRDY/DOUT 為輸出）。

　　7.第38 個到第45 個SCLK，輸入寄存器配置數據或輸出寄存器配置數據（高位先輸入/輸出）。

　　8.第46 個SCLK，切換DRDY/DOUT為輸出，并把DRDY/DOUT拉高.update1/ update2 被置位或清零。

　　2.6.7.1SPI 命令字

　　CS1237 有2個命令字，命令字的長度為7bits，命令字描述如下：

　　2.6.7.2SPI寄存器

　　Cs1237有一組寄存器Config

　　Config寄存器

　　2.6.8 PowerDwon模式

　　當SCLK從低電平變高電平并保持在高電平超過100μs，CS1237即進入PowerDwon模式，這時會關掉芯片所有電路，功耗接近0。當SCLK重新回到低電平時，芯片會重新進入正常工作狀態。

　　3 芯片的封裝