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02- 模块化编程-005 MAX1241数码显示

news 2024/11/5 23:41:12

1、MAX1241 芯片介绍

MAX1241 是一款低功耗、12 位串行模数转换器，具有 8 个管脚，工作电压范围为 +2.7～+5.5V。它具有高效的连续 AD 转换能力，最高采样速率可达 73ksps，功耗仅为 37mw（Vdd=3V）。此外，MAX1241 还具有关闭模式，可以降低功耗，但这时传输速率也会降低。

特性

单电源供电：
- +2.7V至+3.6V (MAX1240)
- +2.7V至+5.25V (MAX1241)
12位分辨率
内部2.5V基准电压源(MAX1240)
小尺寸：8引脚PDIP/SO封装
低功耗：3.7µW（73ksps、MAX1240）
- 3mW（73ksps，MAX1241）
- 66µW（1ksps、MAX1241）
- 5µW（关断模式）
内部采样/保持
SPI/QSPI/MICROWIRE 3线串行接口
内部时钟

内部结构

引脚定义

典型电路

应用场景

电池供电应用
仪器仪表
隔离数据采集
便携式数据记录
过程控制

注意事项

在开始加电 20ms 内不要有任何转换工作。
将 CS 置低电平后，开始转化。在 CS 的下降沿，采样保持电路进入保持状态，而且转化正式开始，经过一段内部转化时间后，转化结束的标志是 Dout 信号置高。
在外部时钟的作用下，数据将依次被传送。在这一操作过程中，需要通过CPU的一个通用I/O接口拉低CS，并保持SCLK在低电平状态。此时，我们需要等待最大转换时间，或者查询DOUT的高电平信号，以判断转换是否已完成。当转换结束后，DOUT的数据输出将在SCLK的下降沿开始。在第13个脉冲时，将CS置为高电平。如果CS继续保持在低电平状态，后续输出的数据将为0。在启动新的转换之前，我们还需等待规定的最小时间tcs，此时CS应保持高电平。

2、仿真电路

3、软件代码

max1241.c

/****************************************************************************
*  文件名：max1241-io.c
*  文件描述：max124的IO模拟时序驱动函数定义
*  创建人：bianjingyuan
*  编程日期：2024-11-05
*  版本号：1.0
*  修改记录：无
****************************************************************************/
#include  	"pic.h"#define 	uchar 		unsigned char
#define 	uint  		unsigned int
#define 	ulong 		unsigned long
#define 	nop  		asm("NOP")// 主要引脚的替代
#define 	dout	RC0		// 887引脚输入
#define 	sclk	RC1		// RC1-RC3为887引脚输出
#define 	cs		RC2		// 下降沿启动转换 1-dout呈现高阻
#define 	SHDN	RC3		// 0-器件关闭 1-器件工作// 外部变量引用
extern uint adre_1241;
extern void delayus(uchar a);//*****************************以下为函数和子程序****************************/
//* 名称:   max1241_read_io
//* 说明:   max1241的IO模拟时序驱动程序
//* 功能:   12位数据AD转换
//* 调用:   无
//* 输入:   无
//* 返回值: adre_1241
//****************************************************************************/
void max1241_read_io() // max1241的IO模拟时序驱动程序
{uchar k;adre_1241 = 0;SHDN = 1; // 使能1241cs = 0;   // 开始转换过程，采样保持时间1.5usdelayus(9); // 需要至少7.5us的延时作为转换时间sclk = 1;  delayus(1); // 第一个时钟的上升沿无操作sclk = 0;   // 时钟周期约6us，fclk必须小于2.1mhzdelayus(1);for (k = 12; k > 0; k--){   sclk = 1; // 从第二个时钟的上升沿开始输出数据delayus(1);adre_1241 |= dout;sclk = 0;delayus(1);    adre_1241 <<= 1; // 高位在前移位nop; nop;}adre_1241 >>= 1; // 完成12位数据的移位寄存cs = 1;          // 转换终止SHDN = 0;       // 关闭1241
}//****************************************************************************/
//* 名称:   max1241_init_io
//* 说明:   max1241的初始化函数
//* 功能:   单片1241的初始化
//* 调用:   send(uchar addres, uchar data);
//* 输入:   无
//* 返回值: 无
//****************************************************************************/
void max1241_init_io()
{   SHDN = 0; // 关闭1241cs = 1;   // 转换终止sclk = 0; // 空闲状态为低电平
}

main.c

//*  文件名：main.c
//*  文件描述：单片机主程序，负责系统初始化和电压监测
//*  编译环境: Windows XP + MPLAB IDE 8.83 + Picc 9.60
//*  编程者: bianjingyuan
//*  编程日期: 2024-11-05
//*  版本号：1.0
//*  修改记录：无
//********************************************************************
void main()
{Initial_System();     // 初始化系统设置ad_init();Set_Port_IO();        // 设置端口IO方向max7219_int();        // 初始化MAX7219显示驱动di();                 // 禁用全局中断TRISC=1;             // RC0为转换结果输入，RC1-RC3为输出max1241_init_io();add3 = 0; add2 = 0;  // 显示数据清零add1 = 0; add0 = 0;  
redo:counter = 0;for (k = 10; k > 0; k--)  // 5.12V电压基准{max1241_read_io();counter = counter + adre_1241;}cal_hex(counter >> 3);// cal_hex(adre_1241);send(0x01, 15);send(0x02, 15);send(0x03, 15);send(0x04, 15);send(0x05, add3 + 128);  // 加小数点, X.XXX Vsend(0x06, add2);send(0x07, add1);send(0x08, add0);delay1s();delayms(100);        // 延时100毫秒delayus(10);         // 延时10微秒delay1s();           // 延时1秒goto redo;           // 循环返回到redo标签
}

4、代码解析

该代码主要是用于配置和控制 MAX1241 ADC 的初始化和数据转换。程序通过模拟 SPI 时序控制 MAX1241 的转换过程，并读取转换结果。具体功能包括：

初始化 ADC（max1241_init_io）：
- 配置为关机模式，设置片选为不选中状态，并将时钟信号置于低电平以节省能耗。
读取 ADC 数据（max1241_read_io）：
- 启动 ADC 进行模数转换，通过时钟信号同步数据传输。
- 在时钟的上升沿读取数据，将其移位到正确的位置，以得到完整的 12 位结果。

5、硬件资源分配表

序号	引脚	类别	方向	功能定义	功能内容	相关寄存器及配置
1	RC0	数字IO	输入	dout	数据输出	TRISC0
2	RC1	数字IO	输出	sclk	时钟信号	TRISC1
3	RC2	数字IO	输出	cs	片选控制	TRISC2
4	RC3	数字IO	输出	SHDN	开关控制	TRISC3