基于AD7888的高稳定度激光器多路监测系统的设计

　　接口与驱动

　　串行外围设备接口SPI（serial peripheral inteRFace）总线技术是Motorola公司推出的一种同步串行接口。SPI总线是一种三线同步总线，因其硬件功能很强，所以其实现软件就相当简单。AD7888与多种串行接口兼容，可以根据使用的控制芯片在设计中灵活的使用，从经济的角度出发选择普通的MCU芯片AT89S52，使用程序可方便地实现对SPI总线的控制。

图4 串行接口时序图

　　AD7888与MCU之间的接口关系如图5所示。为了能够获得稳定的数据，AD7888与MCU之间加入光隔离器。光隔离器件采用的是隔离电压高、速度快、共模抑制性强的6N137。由于6N137的速度快，编程中不需要进行延时就能满足光隔离器的电平建立时间。试验表明通过光隔离器，获得的稳定数据能够增加3～4位(二进制位)。AD7888的CS接地，使AD888始终工作在SPI接口模式。对每个接口模块的控制是通过74LSl25的三态允许端来实现的。对其中一个SPI接口操作时，使其74LSl25处于选通状态，而其他SPI接口的74LSl25处于高阻状态。这样可实现微处理器单独对一个接口进行操作，而不影响其他接口。CPU通过对三态缓冲器74LSl25控制，可实现多个接口共用相同的数据线。AD7888所采样的七路电压信号经过分压以后电压都在2.5V以内，所以这里可以直接使用芯片内置的+2.5V参考电压，在程序中必须将控制器的REF位置清为“0”。

图5 AD7888与MCU连接图

　　子程序入口参数ADCaddres通过设置控制寄存器来修改采样通道和工作模式

　　程序中把写控制寄存器通知采样某通道和读出上次转换的高位有效数据同时进行，提高了转换的速度，使应用程序编程更加高效。

　　当电源不稳定或者电路出现干扰的时候，AD7888输出的采出码将出现波动，使得采样效果变差，这时可以在读数据时采用防脉冲干扰移动平均值法数字滤波，即加入后置滤波器，使效果得以改善。下面是相关的程序。

　　子程序入口参数Adcaddres通过设置控制寄存器来修改采样通道进行数字滤波

　　设计中需要注意的问题

　　单片机连接多个外围芯片时需要注意几个问题，首先要保证这几个外设的使能有效信号绝对区分开来，通过CPLD译码产生片选来激活不同的外设，否则多个外设的数据就会同时出现在数据总线上，造成数据冲突，接受错误，其次要从地址上区分开对外部设备寄存器的读写操作，同一时刻不能对多个外设进行读或写操作。

　　由于AD7888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，并消除引线过长带来的干扰。

　　本系统介绍的技术已在高稳定度激光器多路监测中得到了应用，它不但提高了系统抗干扰性和数据的测量精度，而且由于结构简单也给维护带来了便利。