摘要：MAX194是一种14位逐次逼近型串行输出的模数转换器，它具有高速度，高精度，低功耗等特点，并且带来采样保持电路，具有10μA的停机模式，能够满足最高采样频率为85kPS的转换。其最快转换时间为9.4μs，具有单极性和双极性两种输入和三态串行数据输出方式，同时价格也比同功能并行输出的模数转换器要低得多。文中介绍了它的功能和用途，同时给出了MAX194在锅炉测温系统中的单睡机进行接口的硬件电路和软件程序。

    关键词：AD转换器 采样保持 串行输出 MAX194

在一些实时数据采集与信息处理电路中，要满足数据采集的精度和速度要求，以必须采用分辨率高，转换速度快的AD转换器。MAX194是一种性能优越的高精度、带采样保持的高速度十四位串行AD转换器。笔者在课题实践中应用了MAX194芯片取得了很好的效果。由于MAX194的输出方式是串行输出而与一般的并行输出方式不同，因此，在与MC51系列单片机通信时有一些需要注意的事项。在此笔者把在应用中遇到的问题及解决方法作以介绍。

1 工作原理及结构

MAX194的工作原理框图如图1所示。它主要由主DAC、控制逻辑、比较器和校准DAC组成。主DAC用于产生与输入模拟信号进行比较的模拟信号，它的内部结构与一般模数转换器内部的DAC不同，它没有采用T型电阻网络，而是由带二进制权值的电容阵列组成（见图2）.模拟电子开关受数字量的数字代码控制，代码为0时开关接地，代码为1时开关接到参考电压上。这样，d13为1而其它为0时，VA=VREF/2；当d12为1而其它为0时，VA=VREF/2 2；依次类推，直到当d0=1而其它为0时，VA=VREF/2 14。根据叠加原理，总的等效电势为：

VA=d13VREF/2+d12VREF/2 2……+d0VREF/2 14

以单极性输入为例，其具体的转换过程如下：

（1）将电容的自由端均接在AIN，以使电容充电得到电压VAIN。

（2）将最高位电容接参考电压，其它电容的自由端接地，以使VA=VAIN，即d13=1而其它位为0，这时，VA=VREF/2-VAIN，当VA<0即VAIN<VREF/2时，比较器的输出为1，并通过控制逻辑使d13=0,反之使d13=1。在最高位确定后，如果使d12=1而其余为0，则VA=d13VREF/2+d12VREF/2 2-VAIN。

（3）要通过比较器和控制逻辑来确定次高位，依次向下类推，经过16次比较以可以使转换结束（包括两位附加位）。需要说明的是：图中的DUMMY电容是为了使它前面的电容具有权值而设置的，其本身没有权值。而由电容组成DAC将使MAX194具有采样保持功能，也就是电路不需加采样保持部分。

另外，MAX194自身具有校准功能，可在上电时进行校准。当外部环境改变时（如温度变化，电源电压改变等），还可以人为地置RESET为0时进行校准。

2 管脚排列及功能

MAX194的管脚排列如图3所示。它采用16脚DIP封装，各管脚的功能如下：

引脚1（BP/UP/SHDN）为三态输入，此脚悬空，则模拟信号以双极性方式输入；接高电平时以单极性输入；接低电平时则以10μA的关闭模式工作。

引脚10(RESET)接低电平时停止工作，并在上升沿开始校准。

引脚9（CONV）变低后，A/D转换