MCP3421输出代码采用二进制补码的形式,最大的n位代码为2n-1,而最小的n位代码为-2n-1。MCP3421输出的所有代码均右对齐,并且经过符号扩展。不同转换模式下输出代码的格式如表3所列。
2.2 时钟振荡器
MCP3421内部包括时钟振荡器,该时钟电路驱动△-∑调制器和数字滤波器工作。用户可通过设置配置寄存器来选择MCP3421的采样速率为3.75、15、60或240sps。MCP3421不能采用外部调制器输入时钟。
2.3 自校准
MCP3421集成了自校准电路。自校准系统连续工作并不需要用户干涉。MCP3421在每次转换时进行失调电压和增益的自校准。这样在温度和电源电压变化时仍可提供可靠的转换结果。
2.4 I2C串行接口
MCP3421通过I2C串行接口与主机进行通信。MCP3421只能作为从器件,并提供8个可选I2C地址。MCP3421的I2C接口支持标准(100 kbps)、快速(400kbps)和高速(3.4 Mbps)三种模式,且与I2C总线协议完全兼容。
用户可通过I2C接口读/写MCP3421内的配置寄存器,进而改变器件的工作模式并查询器件的工作状态。同时,I2C接口也用于读取转换后的数据代码。设置配置寄存器的时序图和18位模式下从MCP3421读取转换数据的时序图略--编者注。
3 MCP3421的应用
MCP3421可广泛应用于各种需要低功耗和高精度A/D转换器的系统中,例如基于热电偶或热电阻的温度测量,压力或流量的测量等。MCP3421在这些应用电路中连接非常简单。下面简单介绍MCP3421的应用和连接。
3.1 与单片机的连接
MCP3421与具有I2C接口的单片机的连接方式非常简单。图2所示的单片机测量系统中,MCP3421与其他器件(EEPROM、温度传感器)等共享I2C总线,并可以标准、快速或高速三种模式与单片机进行通信。由于I2C总线是一种漏极开路驱动,所以SCL和SDA线都需要上拉电阻。上拉电阻的大小取决于总线的工作速率和总线电容。
3.2 输入端连接
MCP3421提供全差分输入。外部输入信号可连接到VIN+和VIN-输入引脚。差分输入电压VIN(VIN+-VIN-)被PGA放大后经△-∑调制器转换成数字代码。MCP3421的输入引脚不能连接负输入电压。MCP3421差分输入和单端输入的连接如图3所示。在单端输入时,VIN-引脚连接到地,此时输入信号范围为0~2.048 V。