MAX1169 ADC与PIC微控制器的接口
摘要：本应用笔记介绍如何连接max1169模数转换器(adc)至pic®微控制器。提供了对应pic18f442的实例电路和软件。该软件包含了利用内部mssp i²c端口，以400khz速率连接adc至pic微控制器的函数调用。
max1169是一款16位、低功耗adc，具有i²c兼容的2线串行接口。max1169的接口可支持快速模式(400khz)和高速模式(高达1.7mhz)。
本应用笔记包括实例应用电路和用于pic18f442的软件。该软件提供了利用内部mssp i²c端口，以400khz速率连接adc至pic微控制器的函数调用。因为其它微控制器具有类似的片上外围设备，所以实例中所提供的i²c通信程序被有意拆分为单独的i²c函数调用，以便快速移植到其它微控制器。表1所示为汇编程序范例中用到的单独的i²c接口函数调用。
这里讨论的应用电路采用了max1169evkit，包括：max1169、输入缓冲器(max4430)和经过验证的pcb。pic和rs-232收发器ic (max3232)没有安装在max1169evkit板上。但已添加到系统中，图1所示是一个完整的应用电路。max1169evkit上的scl、sda焊盘便于i²c兼容的串行接口的连接。400khz i²c通信时，在r3和r4上接1.5kω上拉电阻。
max1169的引脚排布便于模拟部分和数字部分的隔离。模拟部分聚集在引脚8-13，分布在ic右侧；数字部分聚集在引脚1-7，分布在ic左侧。引脚14也属于数字部分，但可以很方便地和ic左侧组织在一起。为获得最佳性能，建议采用单独的模拟和数字电源，如图1原理图所示。
图1. max1169应用原理图
将模拟地与数字地分离开(如图2所示)可以得到较好的实际效果，利用铁氧体磁珠，如tdk mmz1608b601c，连接两个地平面。这种布局可以避免微控制器系统时钟及其谐波成份馈入模拟地。已知pic18f442的系统时钟为40mhz，考虑到mmz1608b601c特殊的阻抗与频率特性，我们选择了这款铁氧体磁珠。图3给出了mmz1608b601c阻抗随频率的变化曲线。
图2. 分离的模拟地和数字地
图3. tdk mmz1608b601c铁氧体磁珠阻抗随频率的变化曲线
实例中的汇编程序通过pic的2线接口在400khz频率下读取16位adc max1169的连续转换结果。一旦pic接收到数据(数字化后的模拟电压)，将立即通过软件uart以115kbps的速率发送出去。rs-232收发器将数据发送到带有标准串行接口的个人电脑。
表1. 单i²c接口函数调用 single i²c compatible function calls description
hwi²c_start performs an i²c compatible start condition.
hwi²c_repeatedstart performs an i²c compatible repeated start condition.
hwi²c_w_slaveaddr performs all i²c compatible write operations including the initial slave address write frame.
hwi²c_readmore_w performs an i²c compatible read operation with master ack.
hwi²c_readlast_w performs an i²c compatible read operation with master nack.
hwi²c_stop performs an i²c compatible stop condition.
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图1. max1169应用原理图
将模拟地与数字地分离开(如图2所示)可以得到较好的实际效果，利用铁氧体磁珠，如tdk mmz1608b601c，连接两个地平面。这种布局可以避免微控制器系统时钟及其谐波成份馈入模拟地。已知pic18f442的系统时钟为40mhz，考虑到mmz1608b601c特殊的阻抗与频率特性，我们选择了这款铁氧体磁珠。图3给出了mmz1608b601c阻抗随频率的变化曲线。
图2. 分离的模拟地和数字地
图3. tdk mmz1608b601c铁氧体磁珠阻抗随频率的变化曲线
实例中的汇编程序通过pic的2线接口在400khz频率下读取16位adc max1169的连续转换结果。一旦pic接收到数据(数字化后的模拟电压)，将立即通过软件uart以115kbps的速率发送出去。rs-232收发器将数据发送到带有标准串行接口的个人电脑。
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hwi²c_repeatedstart performs an i²c compatible repeated start condition.
hwi²c_w_slaveaddr performs all i²c compatible write operations including the initial slave address write frame.
hwi²c_readmore_w performs an i²c compatible read operation with master ack.
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