CS1242是國內自行研制的最新AX模數轉換器，由于運用了電荷平衡技 術(shù)，其性能可以達到24位，內部有一個(gè)極低噪聲、增益可選的載波穩定儀表放大器和一個(gè) 4階AZ調制器，三線(xiàn)串行接口，可直接與單片機連接，非常適合測量稱(chēng)重傳感器輸出的直 流毫伏信號。具有動(dòng)態(tài)范圍寬、電源配置靈活、體積小、功耗低、抗干擾能力強等特點(diǎn)，完 全可以替代國外同類(lèi)產(chǎn)品，如CS5532等。而價(jià)格不到國外同類(lèi)產(chǎn)品的三分之使得該芯 片成為目前用于高分辯率、低成本稱(chēng)重儀表的理想產(chǎn)品。

1.概述

地磅作為國家重點(diǎn)管理的計量器具產(chǎn)品在國內 外貿易結算、大宗物料計量、冶金、重型裝備、制 造業(yè)工藝控制以及交通道路安全等諸多方面發(fā)揮了 重要作用。近幾年，電子技術(shù)的高速發(fā)展，促進(jìn)了地磅技術(shù)的快速發(fā)展，由稱(chēng)重儀表和傳感器組成的 各類(lèi)電子衡器也得到了廣泛的應用，特別是稱(chēng)重儀 表技術(shù)，在電子技術(shù)高速發(fā)展的支持下，稱(chēng)重儀表 在新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)、設計等方面都取得了很大的進(jìn)步, 使稱(chēng)重儀表從單一稱(chēng)重顯示局向集成化、多功能化和智能化等高端儀表方向發(fā)展。然而，隨著(zhù)市場(chǎng)競 爭的越來(lái)越激烈，許多地磅廠(chǎng)家都推出了相應的稱(chēng) 重儀表；但由于設計不同，價(jià)格差距也較大，特別 是在高端稱(chēng)重儀表方面，價(jià)格更是高得離譜。實(shí)際 上，高端稱(chēng)重儀表除了功能以外，主要是分辨率 高，當然也包括外殼采用了的材料等。

目前，許多稱(chēng)重儀表采用雙積分或三積分 A/D轉換器，不但功耗大，面積也大，分辨率一 般只能做到16位到18位，抗電磁波干擾能力較 差。特別是電磁波功率增大到一定程度如對講 機時(shí)，就會(huì )對稱(chēng)重數據造成較明顯的干擾，使得 讀數不穩，從而影響正常的稱(chēng)重計量。CS1242的 低功耗和24位的高分辨率，特別是它不足1 cm2 的面積和超強的抗電磁波干擾能力，非常適合用在 附近有無(wú)線(xiàn)發(fā)射/接收設備的場(chǎng)合，CS1242在稱(chēng) 重儀表上的應用，較大提高了稱(chēng)重儀表的性能和工作的可靠性。下面就CS1242型模數轉換器特性、 工作原理、與單片機接口電路設計、程序設計思路 做詳細的闡述。

2.CS1242特性及工作原理

可編程增益放大器4?128倍 △∑模數轉換器

線(xiàn)性誤差：小于0.0015%FS 分辨率：24位，有效精度22位 二通道差動(dòng)輸入 可編程增益：1?128 三線(xiàn)串行接口 ：兼容SPI總線(xiàn)接口 低功耗：最小0.6mW 電源配置：2.7 V?5.5 V

3.CS1242模數轉換原理

其原理框圖如圖1所示。

AIN0?AIN3是CS1242的模擬信號輸入端傳感器輸出的毫伏級信號加到CS1242的模擬輸入 端，單片機通過(guò)三線(xiàn)串行接口(SCLK、SDI、SDO) 選擇CS1242的通道、增益和輸出字速率，然后啟 動(dòng)A/D轉換，轉換結束后，讀取A/D結果。

4.CS1242與單片機接口電路設計

與單片機接口部分電路原理圖如圖2所示。 讀取A/D轉換結果后，單片機經(jīng)過(guò)判斷、數 字濾波、標度變換和譯碼后，送顯示驅動(dòng)電路，再 由顯示屏顯示出相應的稱(chēng)重值，同時(shí)可以通過(guò) RS232接口輸出標準串行數據，也可由RS485接 口實(shí)現遠距離傳輸。

在圖2中，R1、R2、R3、R4為傳感器中的應 變計，其輸出信號接到CS1242的模擬輸入通道 1, R5、C3組成模擬與數字電源之間的RC濾波 器,XT1為晶振，C1為模擬電源濾波電容，CS為 片選控制端，是允許訪(fǎng)問(wèn)串行口的控制線(xiàn)，當CS 拉低時(shí)，串行口可作為三線(xiàn)接口來(lái)訪(fǎng)問(wèn)。SDI為串 行數據輸入端，SDO為串行數據輸出端，當CS=1 時(shí)，SDO為高阻態(tài)。SCLK為串行時(shí)鐘，是數據位 移入或移出ADC串行口的控制時(shí)鐘，只有當CS= 0時(shí)，串行口時(shí)鐘才能被端口邏輯識別。

5.程序設計

5.1讀/寫(xiě)片內寄存器 其時(shí)序電路如圖3、圖4所示c 5.2程序流程框圖 如圖 5。

6.試驗結果

為了檢驗應用CS1242型模數轉換器的稱(chēng)重儀 表準確度，我們參照了 GB/T7724 —1999的檢測 方法，用標準信號源進(jìn)行試驗，進(jìn)口七位半電壓表 監測，重復測試3次，結果見(jiàn)表1。

7.結束語(yǔ)

表1的測試結果是經(jīng)過(guò)標度變換后得到的顯 示值（未進(jìn)行非線(xiàn)性修正,當量精度達到了 0.001%,如果要得到更高的精度，還可采用多點(diǎn)非 線(xiàn)性修正的方法。在稱(chēng)重儀表設計中采用高分辨率 模數轉換器，的確是提高儀表準確度的一種切實(shí)可 行的方法。