MAX120在高速数据采集系统中的应用
摘 要：MAX120是高速的12位A/D转换芯片，并自带采样保持电路和参考电压。本文详细介绍了其功能、特点、工作方式，及硬件接口实现方法。
关键词：A/D转换器；数据采集；直接存储器访问
引言
MAX120是美国MAXIM公司近来新推出的产品，采用BICMOS工艺生产的带采样电路的12位模拟数字转换器，并且集跟踪/保持器(T/H)、精密电源于一体。它的转换时间是1.6μs,采样率是500Ksps，内外采样模式可选，连续转换模式可选，输入电压为±5V，极限值为±15V，功耗为210mW，全温度下无丢失码，能方便的与一般微处理器接口，适合于高速数据采集处理系统，满足高速、高精度数据处理的要求。
下面简要介绍芯片的主要引脚及功能。
● MODE为方式输入端。当MODE=VDD时，INT/BUSY用做一个中断信号；当MODE=OPEN或MODE=DGND时，INT/BUSY用作BUSY输出；
● CONVST是转换开始输入端，在波形的下降沿时转换开始；
● INT或BUSY的输出表示转换器的状态；
● CS是片选端，低电平有效，当为低电平时，允许三态数据输出；当CONVST和RD都是低电平时，在CS的下降沿启动一次转换。
● RD是读输入端，低电平有效，当为低电平时，允许三态数据输出；当CONVST和RD都是低电平时，在RD的下降沿启动一次转换。
工作模式
MAX120有5种工作模式。
● 全控制模式(模式1)：为用户提供了最大的控制能力，以控制转换的开始和取数操作。全控制方式用于插入或不能插入等待状态的微处理器系统(μP)，可与DSP的总线接口。
● 独立模式(模式2)和连续转换模式(模式5)：是用于没有处理器的系统，或用于基于处理器的系统，即系统中ADC和处理器是通过先进先出(FIFO)缓冲器或直接存储器访问(DMA)来接口的，一般不直接与DSP发生联系。
● 慢存贮模式(模式3)：主要用于在ADC转换期间处理器能被强制进入等待状态的系统，可以与DSP的总线接口。
● ROM方式(方式4)：用于处理器不能被强制进入等待状态的系统，可以与DSP的总线接口。
在这5种工作方式下，转换器的启动由3个数字输入信号(CONVST、RD或CS)之一来控制。在任何一种方式下，要开始转换都必须使CONVST为低电平，一旦进入了转换，就不能再启动。读操作由RD和CS来控制，要读出输出数据，这个两数字输入信号都必须为低电平，INT/BUSY输出转换器的工作状态决定最近一次转换时间何时有效。
另外，方式输入端MODE对INT/BUSY的输出有如下规定：
如果MODE=VDD，INT/BUSY是一个中断信号，此时，INT/BUSY为低电平，转换数据读出后，INT/BUSY重新返回高电平。
如果MODE开路或与数字地相连，INT/BUSY就作BUSY输出，此时，转换启动时INT/BUSY变为低电平，转换后升为高电平，数据在D0～D11处有效。
MAX120接口实例
一般模拟信号在进行A/D转换之前必须经过缓冲放大，以减少对A/D转换器的冲击。此接口电路采用了LF353高速集成运放组成信号缓冲放大器，如图所示。
模拟信号由AIN端输入。CLKIN是A/D转换器的A/D转换脉冲输入端，此脉冲信号取自单片机ALE端，单片机可用80c32。CONVST接到单片机的P1.0口，在脉冲下降沿启动一次A/D转换。数据的输出由片选CS和RD控制；Y0、Y1、Y2取自与单片机相连的译码器的输出端。Y0和RD控制A/D转换器的数据输出，在Y0有效时，RD的下降沿输出数据，RD上升沿经反向器反向后作为锁存器74F373的输入锁存脉冲，将转换输出的12位数据锁存在2个锁存器中。Y1和RD用于控制读取锁存器中的低8位数据；Y2和RD用于控制读取锁存器中的高4位数据。
结束语
用于数据采集系统的A/D转换芯片有很多，其应用领域也比较广泛，MAX120作为A/D家族的新成员，即延续了目前已有产品的功能，在数据采集的速度和精度上也有了很大程度的提高，在语音、噪声等信号处理系统及动态性能要求较高的自动控制系统中，作为数据采集部件非常理想。
关键词：A/D转换器；数据采集；直接存储器访问
引言
MAX120是美国MAXIM公司近来新推出的产品，采用BICMOS工艺生产的带采样电路的12位模拟数字转换器，并且集跟踪/保持器(T/H)、精密电源于一体。它的转换时间是1.6μs,采样率是500Ksps，内外采样模式可选，连续转换模式可选，输入电压为±5V，极限值为±15V，功耗为210mW，全温度下无丢失码，能方便的与一般微处理器接口，适合于高速数据采集处理系统，满足高速、高精度数据处理的要求。
下面简要介绍芯片的主要引脚及功能。
● MODE为方式输入端。当MODE=VDD时，INT/BUSY用做一个中断信号；当MODE=OPEN或MODE=DGND时，INT/BUSY用作BUSY输出；
● CONVST是转换开始输入端，在波形的下降沿时转换开始；
● INT或BUSY的输出表示转换器的状态；
● CS是片选端，低电平有效，当为低电平时，允许三态数据输出；当CONVST和RD都是低电平时，在CS的下降沿启动一次转换。
● RD是读输入端，低电平有效，当为低电平时，允许三态数据输出；当CONVST和RD都是低电平时，在RD的下降沿启动一次转换。
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工作模式
MAX120有5种工作模式。
● 全控制模式(模式1)：为用户提供了最大的控制能力，以控制转换的开始和取数操作。全控制方式用于插入或不能插入等待状态的微处理器系统(μP)，可与DSP的总线接口。
● 独立模式(模式2)和连续转换模式(模式5)：是用于没有处理器的系统，或用于基于处理器的系统，即系统中ADC和处理器是通过先进先出(FIFO)缓冲器或直接存储器访问(DMA)来接口的，一般不直接与DSP发生联系。
● 慢存贮模式(模式3)：主要用于在ADC转换期间处理器能被强制进入等待状态的系统，可以与DSP的总线接口。
● ROM方式(方式4)：用于处理器不能被强制进入等待状态的系统，可以与DSP的总线接口。
在这5种工作方式下，转换器的启动由3个数字输入信号(CONVST、RD或CS)之一来控制。在任何一种方式下，要开始转换都必须使CONVST为低电平，一旦进入了转换，就不能再启动。读操作由RD和CS来控制，要读出输出数据，这个两数字输入信号都必须为低电平，INT/BUSY输出转换器的工作状态决定最近一次转换时间何时有效。
另外，方式输入端MODE对INT/BUSY的输出有如下规定：
如果MODE=VDD，INT/BUSY是一个中断信号，此时，INT/BUSY为低电平，转换数据读出后，INT/BUSY重新返回高电平。
如果MODE开路或与数字地相连，INT/BUSY就作BUSY输出，此时，转换启动时INT/BUSY变为低电平，转换后升为高电平，数据在D0～D11处有效。
MAX120接口实例
一般模拟信号在进行A/D转换之前必须经过缓冲放大，以减少对A/D转换器的冲击。此接口电路采用了LF353高速集成运放组成信号缓冲放大器，如图所示。
模拟信号由AIN端输入。CLKIN是A/D转换器的A/D转换脉冲输入端，此脉冲信号取自单片机ALE端，单片机可用80c32。CONVST接到单片机的P1.0口，在脉冲下降沿启动一次A/D转换。数据的输出由片选CS和RD控制；Y0、Y1、Y2取自与单片机相连的译码器的输出端。Y0和RD控制A/D转换器的数据输出，在Y0有效时，RD的下降沿输出数据，RD上升沿经反向器反向后作为锁存器74F373的输入锁存脉冲，将转换输出的12位数据锁存在2个锁存器中。Y1和RD用于控制读取锁存器中的低8位数据；Y2和RD用于控制读取锁存器中的高4位数据。
结束语
用于数据采集系统的A/D转换芯片有很多，其应用领域也比较广泛，MAX120作为A/D家族的新成员，即延续了目前已有产品的功能，在数据采集的速度和精度上也有了很大程度的提高，在语音、噪声等信号处理系统及动态性能要求较高的自动控制系统中，作为数据采集部件非常理想。
（编辑 汪风）