Analogdan dijitale çevirici——ADS1015

ADS1015, TI tarafından üretilen bir AD dönüşüm çipidir. IIC seri protokol iletişimini benimser, 4 dönüşüm kanalı, 12-bit dönüşüm hassasiyeti, maksimum dönüşüm hızı 3.3ksps, yerleşik kazanç amplifikatörü vardır; kullanıcılar ihtiyaçlarına göre kazancı ayarlayabilir. ADS1015 ile aynı seride ADS1016 da bulunmaktadır, bu model 16-bit dönüşüm hassasiyetine sahiptir.

Ayrıca, AIN0 ve AIN1, AIN3 ile diferansiyel ölçüm için kullanılabilir. MUX[2:0] yapılandırma kaydında çoklayıcıyı yapılandırın.

Tek uçlu bir sinyal ölçerken, ADC’nin negatif girişi, çoklayıcıdaki bir anahtar aracılığıyla dahili olarak GND’ye bağlanır.

ADS101x, AINP ve AINN arasındaki voltajı ölçmek için giriş aşamasındaki kondansatörü sürekli olarak şarj eden ve deşarj eden bir anahtarlamalı kondansatör kullanır. ADS101x, 1-MHz’lik bir dahili osilatöre sahiptir ve bu, 250 kHz’lik bir fMOD üretmek için 4’e bölünür. Bu giriş aşamasında kullanılan kapasitans çok küçüktür ve ortalama yük dış devreye karşı dirençlidir. Şekil 11 bu yapıyı göstermektedir. Kapasitans değeri, direnci ve anahtarlama hızını belirler.

Örnekleme aşamasında, S1 anahtarı kapatılır. Bu, CA1’in V(AINP) ile, CA2’nin V(AINN) ile, CB’nin (V(AINP)-V(AINN)) ile bağlantı kurmasını sağlar. Deşarj aşamasında, önce S1 açılır, ardından S2 kapatılır. Sonra CA1 ve CA2 yaklaşık 0.7 V’ye, CB ise 0 V’ye deşarj edilir. Bu şarj, ADS101x’in analog girişini besleyen güç kaynağından çok küçük bir geçici akım çekecektir.

ADS1015’in Pin Tanıtımı

1. ADDR adres pini (farklı adresler ayarlamak için farklı pinlere bağlanır, GND pininin adresi 0x48’dir)

2. ALERT kesme pini, voltaj karşılaştırması çip içinde yapılandırılabilir, bu sayısal karşılaştırıcı çıkışı veya dönüşüm hazır pini olarak kullanılabilir

3. GND toprak kablosu

4. AIN0 AD dönüşüm kanalı 0

5. AIN1 AD dönüşüm kanalı 1

6. AIN2 AD dönüşüm kanalı 2

7. AIN3 AD dönüşüm kanalı 3

8. VDD’yi 2.0-5.5V’a bağlayın

9. SDA IIC veri kablosu

10. SCL IIC saat hattı

Pinler, GND, VDD, SDA, SCL’ye bağlı dört pin aracılığıyla farklı adresler ayarlayabilir; aşağıdaki tabloda gösterilmiştir:

ADS1015’in Kayıtları

ADS1015, aşağıdaki şekilde gösterildiği gibi dört kayda sahiptir, BIT1 ve BIT0 kayıt adresini temsil eder ve sırasıyla dönüşüm kaydı, yapılandırma kaydı, düşük eşik kaydı ve yüksek eşik kaydı ile ilişkilidir. Bunlar arasında, dönüşüm kaydı AD dönüşüm sonucunu saklar. Dönüşüm sonucu 12 bit olduğundan, okuma sırasında veri 4 bit sola kaydırılmalıdır, kayıt çip parametrelerini yapılandırmak için yapılandırılır ve yüksek eşik ile düşük eşik kayıtları voltaj karşılaştırma işlevi olarak kullanılır.

Kayıt ile ilgili yapılandırma

Yapılandırma kaydı, ADS1015 çipini yapılandırmak için gereklidir; aşağıdaki tabloda gösterilmiştir:

Birkaç önemli kayıt yapılandırması:

(1) BIT[15] OS biti: Bu, çip veri okuma modunu ayarlamak içindir, tek okuma mı yoksa sürekli okuma mı olduğu belirlenir.

(2) BITS[10-11]: Voltaj kazancını yapılandırır.

(3) BITS[7-5]: Dönüşüm hızını yapılandırır.

I2C arayüzü

ADS101x, I2C arayüzü aracılığıyla iletişim kurar. I2C, aynı bus üzerinde birden fazla cihaz ve ana bilgisayar destekleyen iki telli açık drenaj iletişim arayüzüdür. Cihazlar, yalnızca bus’u kendileri düşük çekerek sürerler ve bus yüksek olduğunda bus’u süremezler. Bu nedenle, bus’un bir pull-up direncine ihtiyacı vardır, böylece bus’ta hiçbir cihaz sürmediğinde bus her zaman yüksektir. Bu şekilde, çakışma olmaz. Eğer iki cihaz aynı anda bus’u sürerse, sürüş çatışması olmaz. Bus üzerindeki iletişim her zaman iki cihaz arasında gerçekleşir, biri ana bilgisayar diğeri ise alt cihaz olarak. Hem ana bilgisayar hem de alt cihaz okuma ve yazma yapabilir, ancak alt cihaz yalnızca ana bilgisayarın talebi altında okuma ve yazma yapabilir. Bu nedenle, I2C cihazları ana bilgisayar veya alt cihaz olarak kullanılabilir, ancak ADS101x yalnızca alt cihaz olarak kullanılabilir.

Bir I2C bus’u iki hat içerir: SDA ve SCL. SDA veri iletir; SCL saat sağlar. I2C üzerinden iletilen tüm veriler 8 bitlik bir gruptur. SCL düşük olduğunda, SDA hattını sürerek verileri I2C bus’una göndermek için (düşük seviye 0, yüksek seviye 1 anlamına gelir) kullanılır. SDA hattındaki veriler hazır olduğunda, SCL hattı yüksek çekilir ve ardından düşük çekilir. Bu tür darbeler aracılığıyla, SDA verileri kaydırma kaydına yerleştirir. Eğer bus 25 ms’den fazla boş kalırsa, bus zaman aşımına uğrar.

I2C bus’u iki yönlüdür, yani SDA hattı hem veri alır hem de gönderir. Ana bilgisayar alt cihazdan veri okuduğunda, alt cihaz veri hattını sürer ve ana bilgisayar alt cihaza veri gönderdiğinde, ana bilgisayar veri hattını sürer. Saat hattı her zaman ana bilgisayar tarafından sürülür. ADS101x ana bilgisayar olarak kullanılamaz, bu nedenle SCL saat hattını süremez. İletişim gerçekleştiğinde, bus değişmeye başlar. Yalnızca ana bilgisayar bir iletişimi başlatabilir ve bir başlangıç koşulu oluşturabilir. Normal koşullar altında, veri hattı yalnızca saat hattı düşük olduğunda durum değiştirir. Eğer saat hattı yüksekken veri hattı durum değiştirirse, bu başka bir iletişim başlangıç veya bitiş koşulunu ifade eder. Başlangıç koşulunun oluşturulması, saat hattı yüksekken veri hattının yüksekten düşüğe değişmesini gerektirir.

Bitiş koşulunun oluşturulması, saat hattı yüksekken veri hattının düşükten yükseğe değişmesini gerektirir.

Bir başlangıç koşulu oluşturulduktan sonra, ana bilgisayar hangi cihazla iletişim kuracağını belirtmek için bir bayt göndermelidir. Bu bayta adres baytı denir. I2C bus’undaki her cihazın yanıt vermek için benzersiz bir 7-bit adresi vardır. Ana bilgisayar, okuma veya yazma gerekip gerekmediğini belirtmek için adres baytı ile birlikte bir bit gönderir. Bus’ta gönderilen her bayt (adres veya veri) bir onay bit ile onaylanır. Ana bilgisayar bir bayt (8 bit) alt cihaza gönderdikten sonra, ana bilgisayar veri hattını serbest bırakır ve alt cihazdan yanıt bekler. Alt cihazın yanıtı, veri hattını aşağı çekerek gösterilir. Ana bilgisayar daha sonra bu yanıtı kaydetmek için saat darbeleri göndermeye devam eder. Benzer şekilde, ana bilgisayar bir baytı okumayı bitirdiğinde, ana bilgisayar alt cihaza yanıt göstermek için veri hattını aşağı çeker. Ana bilgisayar bu yanıtı kaydetmek için saat darbeleri göndermeye devam eder. Saat hattı her zaman ana bilgisayar tarafından sürülür.

Eğer ana bilgisayar, bus’ta olmayan bir cihazla iletişim kurmaya çalışırsa, yanıt almayacaktır, çünkü o adreste veri hattını aşağı çekerek ana bilgisayara yanıt verecek bir cihaz yoktur. Yanıt vermeme durumu, yanıt süresi boyunca veri hattının yüksek tutulmasıyla gösterilir.

Master ve slave iletişimi sonlandırdığında, bir bitiş koşulu oluşturulması gerekir. Bitiş koşulu oluşturulduğunda, bus boş durumuna geri döner. Bu durumda, ana bilgisayar başka bir başlangıç koşulu oluşturabilir. Bus kullanılırken başlangıç koşulu oluşturmak tekrarlayan başlangıç olarak adlandırılır.

Bir ürünün geliştirilmesi, PCB montajından ayrılamaz. Ürünün performansını daha güvenilir hale getirmek için. ADS1015 ürünü hakkında daha fazla bilgi için lütfen Seeed Fusion‘a tıklayın.