基于AD7714的高精度隔离数据采集系统

，将Rl短路，R2开路直接测量；如果测量的电压超过AD7714输入电压的范围，合理的选取R1和R2阻值分压，来满足测量的要求。

　　AD7714的输人通道由AIN（+）和AIN（一）成对排列，AIN（+）输入端上单极性和双极性信号作为基准的电压是各自AIN（一）输入端上的电压。例如，如果开关SW在图5中的位置，即AIN（+）接入AD780输出电压+2．5 V，AD7714配置为单极性，若设定增益为2，那么AIN（+）输入电压范围为+2．5～+3．75 V。如果在相同的配置下，改为双极性，那么AIN（+）输入电压范围为+1．25～+3．75 V（即2．5士1．25 V）。如果通过SW开关使其AIN（一）为AGND，那么器件不能配置为超过±30 mV的双极性范围。

　　如果外部电压和电流有很大干扰，测量的精度就会受到很大影响。在AD7714的每个模拟输入端都加上一个对地电容（如图5中C1和C2），通过实验表明对其精度有很大提高。电容的选取要根据自己的转换速率以及外部的干扰来选取。

　　2.5 LDC5-24S5电源模块

　　外部所能提供的电源是27 V，由于电源稳定性差以及来自外部的干扰会影响系统的正常工作，同时笔者所需的电源工作电压为单+5 V。因此，选用了LDC5-24S5直流一直流开关电源模块，其输入电压范围为18～36 V直流电压，输出为单+5 V。该电源模块有很好的DC-DC隔离作用，输出电压很稳定，用它可直接作为AD7714的电源，从而简化了整个电路。

　　3 实际使用中的问题和解决方法

　　3.1 如何滤除模拟输入端的干扰

　　AD7714的模拟输入端可以接受单极性或双极性的输入电压范围。双极性输入范围并不意味着器件在模拟输入端可以处理负电压。为了确保器件的正常工作，模拟输入不能变到比一30 mV更低。本系统需要测试的电压有一个是27 V，它由带有高速电机的设备输出。如不加处理直接进行测试，由电机产生的过低负脉冲或过高正脉冲都会影响AD7714的正常工作，严重时会永久性损坏AD7714芯片。笔者通过大量的分析和试验，得出了如图6所示的理想滤除脉冲的电路图。其中LI和I.2是用双孔磁芯缠绕而成，C3的大小根据自己测量的实际情况来定。

　　3.2如何制作印制板和元件装接

　　为了使ADC获得最佳的性能，必须使用模拟地和数字地分开的印制电路板。在印制电路板的设计中，特别要注意地线的布置。通常把模拟地和数字地独立设置在各自电路中，然后把模拟地和数字地连到一点（星号标志）。

　　在系统中，2片AD7714设计成2个独立电路板，那么可把该片的AGND和DGND引脚一起连到地平面。如果系统中有多片AD7714，那么可把多块芯片的AGND和DGND引脚相连，而后连到一个公共点，而这个公共点应尽量靠近AD7714的星形地。

　　数字地严禁设计在芯片下面，因为这样会把噪声耦合给芯片，从而影响ADC正常工作。但是应当使模拟地在芯片下面运行，因为这样能减少数字噪声的耦合。AD7714的电源引脚输入线应尽可能宽，以提供一个低阻抗通道，从而降低电源线上脉冲的影响。

　　由于AD7714是高分辨率的ADC，因而电源的耦合电路尤为重要。因此在印制电路板设计时，应对所有的模拟电源输入都加一级去耦电路，即用10μF钽电容和0．1μF陶瓷电容并联到地。这些去耦电路的元件应尽可能靠近芯片的电源引脚，这样才能获得更好的去耦效果和消除引线过长而带来的干扰。

　　3.3如何从AD7714获取更多的稳定数据位

　　在满足整个系统需要的前提下，应尽量降低单片机的工作频率，这样可以获取更多的稳定数据位。在印制板采取良好的抗干扰措施前提下，如果干扰仍然比较严重，那么软件上也应采取相应的措施，比如采用软件冗余技术进行相同命令的多次写入，以保证可靠操作。

　　4 编程要点及相关的子程序

　　4. 1 编程要点和注意事项

　　①AD7714具有8个片内寄存器，通过对片内寄存器的编程，可以实现通道选择、增益选择、滤波频率选择、转换周期选择、自动校准和A／D转换等功能。对AD7714的任何一种操作，必须首先对通信寄存器写入相应代码，然后才能对其他寄存器读写，RS2、RSl和RS0对8个片内寄存器选择的关系如表1所列。

　　②读A／D数据时，A／D首先输出数据最高位，最后是数据最低位；在对A／D内部寄存器进行写操作时，也应首先写人最高位，最后写入最低位。

　　③校准寄存器和数据寄存器是16位或24位寄存器。对于8位微处理器来说，16位或24位寄存器数据，需要分2个字节或3个字节进行读写操作。

　　④AD7714的串行接口具有仅用3条线工作的能力，它与SPI接口协议相兼容。A157714数字输入的上升和下降时间（特别是SCLK输入）应当不长于1μs。

4.2有关AD771