Описание ADS1255

Рассмотрим структурную схему ADS1255, изображенную на рисунке 2.28

Рисунок 2.28 – структурная схема ADS1255.

Как видно из рисунка, входной дифференциальный сигнал гироскопа попадает на мультиплексор, входной буфер и встроенный программируемый усилитель. Затем сигнал сравнивается с опорным напряжением и проходит через цифровой фильтр. После всех преобразований с выхода АЦП поступает цифровой код.

Преобразователь состоит из дельта-сигма модулятора четвертого порядка и программируемого цифрового фильтра. Входной мультиплексор обрабатывает дифференциальные или несимметричные сигналы и включает в себя схему для проверки целостности внешнего датчика, подключенного ко входам. Входной буфер значительно увеличивает входное сопротивление и обладает низким уровнем шума и программируемым коэффициентом усиления усилитель (PGA). Программируемый фильтр позволяет получить разрешение до 23 бит без шумов на частоте 30 кГц.

На рисунке 2.29 показано расположение выводов микросхемы ADS1255.

Рисунок 2.29 – выводы микросхемы ADS1255.

Выводы AVDD и AGND предназначены для подключения питания аналоговой части. Напряжение питание аналоговой части у ADS1255 лежит в диапазоне -0,3…6 В.

Выводы VREFN и VREFP предназначены для подключения опорного напряжения отрицательной, и положительной полярности соответственно.

Опорное напряжение АЦП задает диапазон входного напряжения, в котором производится преобразование. В АЦП входное напряжение сравнивается с опорным и на основании этой разницы формируется соответствующий цифровой сигнал на выходе. Чем ближе входное напряжение сигнала к опорному, тем лучше. Это значит, что используется вся шкала разрядности АЦП.

На контакт AINCOM в нашем случае подается нулевой потенциал сигнала. Выводы AIN0 и AIN1 принимают сигнал гироскопа.

Вывод SYNC/POWER служит для синхронизации и подачи команды включения АЦП. В нашем случае команду включения задает подача напряжения питания цифровой части АЦП.

Вывод RESET служит для команды сброса, поступающей с другого блока. При удержании на входе низкого логического уровня в течении 50 нс выполняется сброс АЦП.

Выводы DVDD и DGND предназначены для подачи напряжения питания цифровой части АЦП. В случае ADS1255 напряжение питания цифровой части лежит в диапазоне -0,3…3,6 В.

Вывод XTAL1/CLKIN предназначены для подключения тактового генератора или внешний генератора частот. В нашем случае, тактирующий сигнал посылает процессорный блок.

Выводы DRDY, SCLK, DIN, DOUT и CS входят в группу выводов интерфейса SPI. Как он работает расписано выше. Единственным отличием является наличие вывода DRDY. На рисунке 2.30 изображена диаграмма времени установления рабочего режима.

Рисунок 2.30 – Восстановление данных после подачи команды синхронизации.

Выводы SYNC/PDWN управляют работой преобразования. Для начала работы преобразователя нужно подать команду синхронизации, т.е. подать на SYNC/PDWN высокий уровень. Как только на выводе SYNC/PDWN появляется низкий логический уровень, с вывода DRDY на блок процессорный поступает высокий уровень и остается высоким во время преобразования. После времени установления, DRDY выдает низкий уровень, указывая, что идет поток данных.

Диаграммы работы интерфейса SPI АЦП ADS1255 показаны в приложении Е.

Выводы D1 и D0/CLKOUT предназначены – это цифровые выводы общего назначения. В нашем случае на них будут подаваться сигналы готовности и исправности гироскопа. После их подачи на АЦП, сигналы поступают на процессор, расположенный на другом блоке.