美國Cirrus Logic公司的CS5532是一款高度集成的模數轉換器。由于的電荷平衡技術，其精度可以達到24位。非常適用于科學和醫學應用領域的試驗機數據采集過程控制和單雙極性小信號測量。

1、CS5532概述

CS5532包含了一個低噪音斬波穩定可變增益測量放大器(PGIA)(6nV/Hz@0.1Hz)，可選增益為1X、2X、4X、8X、16X、32X，其ADC內部還有一個4階的調制器，一個數字濾波器，它能提供10種可供選擇的字輸出率7.5Hz，15Hz，30Hz，60Hz，120Hz，240Hz，480Hz，960Hz，1.92kHz，3.84kHz(XIN=4.9152MHz)。

圖1描述了CS5532 ADC的機構，在芯片的前端有一個多路復用器，一個單增益的coarse/fine 電荷輸入緩沖器和一個斬波穩定可變增益放大器。單增益放大器設計為軌對軌信號輸入，其共模信號范圍為VA--VA+，用于模數轉換的增益為1X的情況，可變增益放大器用于模數轉換的增益被設定為大于1X的情況。

為減輕人ADC與微處理器(MCU)之間的通訊負擔，它還有個與SPI和MicrowireTM兼容的線串行接口，在串行時鐘口(SCLK)處有個施密特觸發器。

2、芯片的使用

2.1寄存器介紹

CS5532 ADC有一個片內控制器，含有大量用戶可訪問的寄存器，用以保存偏移量增益校驗結果指令數據設置操作模式。

圖2所示為芯片內部寄存器的結構框圖。具體介紹如下：

偏移寄存器/增益寄存器每通道對應組，用于保存校驗結果。寄存器中的內容可以讀寫，用戶可以把數據卸載到外部EEP-ROM保存，也可以通過改變寄存器中的內容修改偏移量和增益。

配置寄存器用于設置芯片，包括電壓復位短路模擬輸入參考電壓選擇，診斷測試位使能等。

通道寄存器用于保存預裝轉換指令，每個設置寄存器為32位，可保存20年。

2.2開始使用

在芯片上電后，這些寄存器可以由微處理器進行初始化，然后可以根據設置的工作模式進行單次或連續模數轉換以及轉換器校驗。由于選用的4.9152MHz晶振在啟動時有20ms的延遲，在啟動處理器后應將ADC的初始化代碼延遲20ms，芯片不具有上電復位功能。初始化ADC必須用軟件復位，通過串口發送15個OXFF和1個OXFE可復位串口為命令模式。然后在配置寄存器中設置系統復位位，從而復位系統。復位后，系統復位有效位自動置位，可通過讀取該位判斷是否成功。當系統復位后系統復位位自動歸零，ADC返回到命令模式，等待有效的命令輸入。

初始化電壓參考模式，根據參考電壓VREF+和VREF-之間的大小設置配置寄存器的位，然后初始化通道設置寄存器以決定執行校驗還是轉換，當通道設置寄存器被初始化后，在校驗變換器時，可以有三種校驗選擇：

a.不校驗，使用缺省配置;

b.執行系統校驗或自校驗;

c.下載以前的校驗結果到偏移或增益寄存器。

校驗用于設置ADC的轉移函數為0或斜率,ADC復位后，不校驗也能工作并進行測量模擬量，這樣轉換器將利用芯片的初始值計算輸出字，芯片內部電路的原始錯誤將被保留。

為了轉換精度更加精確，偏移和增益校驗都應該進行。其中有自校驗和系統校驗兩種:

(1)自偏移校驗是轉換器的輸入引腳短路情況下的校驗，自增益校驗則是把差分輸人弓腳接到VREF+和VREF-上的校驗。

(2)用戶提供地和滿量程的校驗信號后，轉換器執行系統校驗。當執行系統偏移校驗時，必須將地信號接參考信號提供給轉換器;系統增益校驗時，提供滿量程信號給轉換器。

應該注意的是增益校驗必須要在偏移校驗之后進行，因為前者需要參考后者。校驗周期完成后，SDO置0，結果存放在校驗通道出寄存器中的值保存到外部的EEPROM，便于下次使用時可以直接往芯片內部下載而不需要重新校驗在校驗結束后，系統即可執行轉換。

3、CS55532在電子萬能試驗機上的應用

3.1方案概述

本方案中的控制器包括兩路模擬量的放大采集，兩路光電編碼器信號的倍頻判向采集，路方波信號的輸出。采用形液晶進行顯，利用USB接口與上位機進行通訊。另外，上位機測控軟件實時顯試驗力變形和位移，實時記錄力-時間，變形-時間，力-變形和力-位移試驗曲線。試驗數據采用數據庫管理方式，自動保存所有試驗數據和曲線，用戶可以按照自己要求的任意格式打印試驗報告。

3.2原理框圖(圖3)

4結束語

采用085532后，一方面簡化了電路設計，提高了可靠性;另一方面，提高了采集精度，實現了全過程非步進測量。CS5532將在未來的試驗機中得到越來越廣泛的應用。