摘要：MAX1464是一款高性能、低成本、低功耗、多通道、基于微处理器的数字式传感器信号调理器，该器件还集成了闪存和温度传感器。本文给出了用户可能提出的各种各样的问题和疑问，并针对每个问题给出了简短的回答。若想得到更深入的解答，用户可参考MAX1464数据资料以及该产品的其他相关公开资料。另外，Maxim的技术支持小组也是一个很有益的资源，从他们那里可以获得这里或其他相关资料中无法得到的答案。 1) 问：什么是MAX1464? 答：MAX1464是一款高性能、低成本、低功耗、多通道、基于微处理器的数字式传感器信号调理器，该器件还集成了闪存和温度传感器 2)问：MAX1464信号调理器的典型应用是什么? 答：MAX1464的典型应用是为传感器的小信号输出进行补偿、放大及线性化处理。传感器类型包括PRT、RTD、热电偶、应变计等等。 3)问：针对MAX1464，都提供哪些技术支持? 答：我们提供各种各样的技术支持，包括评估套件、软件工具、程序例程、应用笔记、在线/电话技术支持，等等。 4)问：MAX1464评估套件里都有什么东西? 答：评估套件包括一个评估板(内置MAX1464信号调理器，其典型应用电路和用于模拟MAX1464传感器输入的电位器)，一个用于与PC接口的MAX1464KEY，一些MAX1464样品，和互连电缆。 5)问：MAX1464提供哪些软件工具呢? 答：软件工具包括： 1) 编译器，用于编程片上微控制器。 2) 硬件调试器，可以对内部功能和模块进行交互式控制。 3) 以及一个采用LabVIEW®编写的控制程序，该程序内置二阶补偿功能，可以在更高层次上与MAX1464进行通信。 6)问：是否提供一些MAX1464的程序例程? 答：提供。评估套件中的软件提供了一些例程编码，可在Maxim网站上找到。例程采用汇编语言，包括二阶补偿算法、LED闪烁程序和一个典型的环路功能。 7)问：有没有一些针对MAX1464的应用笔记? 答：有，下面给出了已发布的应用笔记的列表。同时正在编写其他应用笔记，未来会发布更多相关信息。 1) 二阶补偿(应用笔记3649)：MAX1464 Signal Conditioner, Sensor Compensation Algorithm 2) 比例电流源(应用笔记3364)：Creating a Ratiometric Current Excitation in Sensors Using the MAX1464 Signal Conditioner 3) 温度传感器(应用笔记3650)：MAX1464的片上温度传感器 关于大多数应用，MAX1463的应用笔记同样也适用于MAX1464。 8)问：每启动一次ADC周期，需要等待多长时间才开始采样? 答：运行ADC指令的同时ADC便启动采样，这一过程将持续整个ADC周期。 9)问： 一次ADC转换都要经历哪些过程? 答：在转换周期内，ADC根据ADC时钟设置(MAX1464数据资料第32页给出了ADC时钟表格)连续执行采样。Σ-Δ型转换器在整个转换周期内，产生信号的比特流输出。这个比特流经过数字化处理后产生一个16位输出结果。随后，停止该输入信道的采样。因此，如果输入信号在ADC转换过程中改变了，其结果将是转换周期内输入的平均值。 10)问：在ADC采样的时候，是不是从最低位或者从最高位开始呢? 答：与传统的SAR型或集成转换器不同，Σ-Δ型转换器不是先转换出低位或高位。在转换周期内，比特流输出经过滤波。应用笔记1870：Demystifying Sigma-Delta ADCs，简要描述了Σ-Δ型转换器，作为补充材料可供参考。 11)问：在不损坏器件的前提下，MAX1464的最高电源电压是多少? 答：在MAX1464上接入6.0V电源似乎不会损坏器件。虽然没有任何官方资料记载，但在实际应用中，我们将这一电压加在ASIC上，几分钟之后将电压恢复到正常电源电压，并未明显损坏器件。当然，当电源电压高于5.5V时，器件工作特性将不能满足数据资料的参数指标。 12)问：能使用MAX1464测量RTD或K型热电偶吗? 答：可以。用户必须保证INM和INP上的电压值高于VSS而低于VDD。如果需要附加增益的话，可以使用DOP中的运放构成模拟增益级，用于将差分信号转换为单端信号。可以将此增益级的输出输入到ADC用于转换，或者可以采用ADC环回转换模式直接转换运放输出。 13)问：MAX1463和MAX1464之间有什么区别? 答：主要区别在于： 1) MAX1464没有ISRC引脚。 2) MAX1464没有VB引脚。 3) MAX1464的外部基准电压只能等于2.5V (VDD的1/2)。 4) MAX1464的PGA增益设置可以用于温度转换。 5) MAX1464的温度传感器为正斜率(MAX1463为负斜率)，而且可以调整增益。 6) 其他细小的差别，参见MAX1464数据资料。 14)问：MAX1463和MAX1464有哪些寄存器定义不同? 答：寄存器定义存在三个变化： 1) 重新定义寄存器08h - “ADC_Config_TA”，增加了用于温度转换的PGA增益(PGAT[4：0]=ADC_Config_TA[15：11])设置。其他位保持不变。 2) 寄存器31h - “上电控制”，PWRWFL位(第12个位)不用了，在MAX1464中，它变为“don't-care”。 3) 寄存器33h - “电流源控制”，被取消了。 15)问：MAX1463与MAX1464的内部温度传感器是否相同呢? 答：不相同。MAX1464的温度传感器输出相对温度为正斜率，而MAX1463刚好相反。另外，MAX1464温度传感器的输出可增加PGA增益功能，而MAX1463则不行。 16)问：我的设置是正确的，却无法与MAX1464通信。出了什么问题呢? 答：可能的原因是： 1) 没有正确设置评估板的跳线。 2) 3线或4线通信时，MAX1464KEY、跳线设置和配置设置之间的设置不匹配。 3) 电脑的串口有问题。 4) 评估板故障。 5) 评估板上的MAX1464芯片出现故障。 6) MAX1464KEY出现故障。 17)问：3线和4线接口之间有什么区别? 答：MAX1464串口可以采用4线SPI™兼容模式或3线模式(上电缺省状态)。在3线模式下，应该将DI和DO线连在一起，用作双向数据线。 18)问：3线和4线通信时，我都能使用硬件调试器吗? 答：可以。 19)问：3线和4线通信时，我都能使用控制程序吗? 答：可以。 20)问：怎样实现评估板的3线通信和4线通信两个模式之间的切换? 答：可以通过将DI和DO引脚连接在一起或分开，从而实现3线或4线通信。通过连接或者移除JU4上的短路器，可实现3线和4线模式的切换。3线模式将DI和DO引脚短接，允许用户通过单根线实现与MAX1464的通信。 21)问：温度传感器输出与VDD成比例吗? 答：是的。温度传感器的输出与VDD成比例，因此如果VDD满足MAX1464数据资料的规范，则所最终正确的温度读数与VDD电压无关。 22)问：INPx和INMx输入电压所允许的共模电压范围是什么? 答：只要GND和VDD满足MAX1464数据资料规范，共模输入电压范围为GND到VDD。 23)问：对于所有PGA增益设置，共模电压范围的规范都一样吗? 答：是的。 24)问：MAX1464输入阻抗随PGA增益设置变化吗?如何改变? 答：是的。下列表达式给出了输入阻抗相对PGA设置的函数，其中“f”是ADC时钟频率，而“gain”是PGA增益。MAX1464数据资料第2页至第7页的Electrical Characteristics (EC)表给出了对应差分和单端输入的情况下，输入阻抗与PGA设置关系的部分列表。 增益 = 1 ... 64时，RIN = (4 x 1012) / (f x 增益) 增益 = 80 ... 128时，RIN = (8 x 1012) / (f x 增益) 增益 = 160 ... 256时，RIN = (16 x 1012) / (f x 增益) 25)问：传感器输出阻抗和MAX1464输入阻抗之间有什么关系?它们之间如何互相影响的? 答：MAX1464的输入级采用开关电容。因此，在ADC采样期间，电流周期性的流入ADC输入端。等效来讲，在每个采样间隔的初期，输入阻抗很小(大的电流流入电容器)，而在每个采样间隔的末期，输入阻抗变得非常大(电容几乎被充满了，电流几乎等于零)。因此可以通过合理选择INM-INP上的滤波元件(RC过滤器)，或者降低ADC时钟频率来实现合理的输入阻抗。 26)问：改变转换速率如何影响转换分辨率? 答：转换分辨率与转换速率无关。任意介于0.256ms与262.14ms之间的转换速率均可实现9位至16位分辨率。参考MAX1464数据资料第33页上的ADC分辨率和ADC转换时间表格。 27)问：ADC时钟的设置与微控制器时钟无关吗? 答：是的。对于任意给定的系统时钟(内部或外部)，可以根据MAX1464数据资料中的ADC时钟表格设置ADC时钟。 28)问：ADC时钟频率和功耗之间有什么关系? 答：功耗与ADC时钟频率呈近似线性关系。ADC时钟频率越低，功耗越低。MAX1464数据资料的EC表格中给出了1MHz和7kHz的时钟频率下，ADC的电流损耗。其他频率上的功耗可通过这两点之间的连线来近似逼近。 29)问：如何平衡功耗和转换速率? 答：降低ADC时钟频率FADC，可降低系统工作的功耗。时钟频率越低，所需的工作电流就越小。如果系统仍然具有足够的功耗开销，可以采用最高的时钟频率FADC，通过牺牲功耗来换取转换速率性能的提高。MAX1464数据资料中的ADC转换时间表概括了不同的分辨率和时钟频率设置下，ADC的转换时间。转换时间可由下面公式得出： TCONVERT = (每次转换的FADC时钟数) / FADC “每次转换的时钟数”是所期望得到的转换分辨率的函数。 30)问：MAX1464的额定数据保存年限与温度之间存在什么关系? 答：在室温下，器件的额定数据保存年限为100年。在额定工作温度范围内，可以保证10年的数据保存年限。 31)问：MAX1464中的闪存容量是多少? 答：MAX1464闪存分为两个区。第0区有4kB，用于存储CPU校正、放大和线性化输入信号的程序。第1区有128B，用于保存用户信息。CPU不能访问第1区。 32)问：4kB闪存可以存储多大的程序? 答：4kB闪存空间相对于传感器应用已经足够大了。例如，可以在不多于4kB的闪存空间里，保存具备以下功能的程序： 1) 测量一路差分输入 2) 测量两路单端输入 3) 读取一路片外温度传感器 4) 读VDD 5) 设置两路模拟输出 6) 采用GPIO引脚配置报警触发点 7) 实现二阶补偿 当然，编程技巧通常也是影响内存空间使用效率的重要因素。 33)问：MAX1464微处理器有哪些指令? 答：MAX1464具有16个指令，用于运行传感器补偿、放大，以及传感器输出信号线性化等所有计算。MAX1464数据资料给出了所有指令的详细说明。 MAX1464指令集 OP-CODE (HEX) MNEMONIC OPERATION 0X LDX Load register X from program memory. 1X CLX Clear X-reg 2X ANX A-reg = A-reg AND X-reg 3X ORX A-reg = A-reg OR X-reg 4X ADX A-reg = A-reg ADD X-reg 5X STX X-reg = A-reg 6X SLX Shift left X-reg 7X SRX Shift right X-reg propagating sign bit 8X INX X-reg = X-reg + 1 9X DEX X-reg = X-reg - 1 AX NGX X-reg = NOT X-reg BX BPX Branch positive I-reg by amount in X-reg CX BNX Branch not zero I-reg by amount in X-reg DX RDX A-reg = CPU port-X EX WRX CPU port-X = A-reg F3 MLT A-reg | M-reg = M-reg multiplied by N-reg; register op code must be 3h 34)问：如何编程MAX1464? 答：编译器作为MAX1464评估板软件工具的一部分同时附赠给客户，用于开发汇编程序并对其进行编译。随后由编译器对汇编程序进行编译，进而得到一个.hex文件，该文件可通过所提供的工具(硬件调试器或控制程序)，下载到MAX1464内部闪存内。 35)问：硬件调试器与哪些Windows平台兼容? 答：硬件调试器可以在Windows® 95/98/2000/NT/XP下运行。 36)问：MAX1464的DLL与哪些Windows平台兼容? 答：MAX1464的DLL可以在Windows 95/98/2000/NT/XP下运行。 37)问：MAX1464的DLL在什么平台下开发? 答：MAX1464的DLL在C++平台下通过标准调用开发。 38)问：能通过Visual Basic调用MAX1464的DLL函数么? 答：可以。所有基于Windows的OS都可以调用DLL。由Maxim开发的控制程序采用C语言来调用DLL。要使用Visual Basic或其他平台调用DLL，必须使用stdCall DLL。评估板提供的MAX1464 DLL是采用C语言调用。关于stdCall方面的信息，请联系Maxim技术支持小组。 39)问：MAX1464适用于什么样的输入电压? 答：理论上，MAX1464可接受1mV到5V的输入电压。实际上，输入范围取决于所需的满量程输出和分辨率。MAX1464能够分17级，实现高达244倍的模拟信号放大倍数。更高的放大倍数可以通过数字方式实现。采用数字方式实现信号放大将以降低分辨率为代价。 40)问：如何使用硬件调试器? 答：硬件调试器包括多个标签，用于访问相关寄存器和端口，以及将闪存里的内容加载到文件中，等等。可以使用硬件调试器来了解MAX1464的功能、寄存器，和端口。 41)问：如何使用控制程序? 答：控制程序主要是为用户补偿传感器提供一个方便的工具。控制程序包括一些功能按钮，通过它们实现一系列底层的、预先设定的操作，例如“读ADC”，加载文件到MAX1464的内部闪存，等等。控制程序可用于执行二阶温度补偿。 42)问：MAX1464中不用的运放可以另作他用吗? 答：可以。MAX1464的每个通道对应有两个运放。任何时候，如果只有一个运放与输出端相连，则那个不用的运放可以作为缓冲器使用，或可以提供附加增益。 43)问：MAX1464闪存的第1区有什么功能? 答：闪存的第1区用于保存用户信息，例如序列号、器件历史、生产信息、日期，等等。CPU不能访问第1区。只能通过SPI接口对该区进行写操作和读操作。 44)问：CPU程序能访问MAX1464闪存的第1区(用户部分)吗? 答：不能。第1区只能通过SPI接口访问。第1区可以用来控制MAX1464的工作状态。 45)问：MAX1464有多少个输入通道? 答：两个差分输入或四个单端输入，以及九个环回输入。 46)问：补偿过程中，如何最大化ADC范围? 答：只有正确设置ADC输入的粗调偏置和PGA增益，才能得到最大的ADC范围。正确设置粗调偏置和PGA增益的步骤，请参考MAX1460数据资料的第七页。 47)问：补偿时，如何使温度传感器的分辨率最大化? 答：只有正确设置温度传感器转换的粗调偏置和PGA增益，才能得到最大的温度传感器的分辨率。正确设置粗调偏置和PGA增益的步骤，请参见MAX1460数据资料的第七页。 48)问：量产时，能使用控制程序中的二阶补偿算法进行实际补偿吗? 答：可以。可以将模板文件中的系数采用传感器量产模型中所定义的系数替代。 49)问：启动控制程序的时候，控制程序窗口上的‘DUT?’按钮并没有变成绿色?怎么回事? 答：PC无法识别MAX1464。有很多可能性，包括： 1) 安装不正确。确认安装和接线与MAX1464评估板数据资料的说明一致。同时确认电源电压是否正确，并且加在了评估板上面适当的终端模块。 2) 评估板上的跳线设置不正确。确认跳线与MAX1464评估板数据资料的说明一致。 3) 3线或4线通信时，MAX1464KEY、跳线设置和配置设置不匹配。 4) 电脑并口有问题。 5) 评估板故障。观察评估板并确认有没有器件损坏或丢失。所有的评估板在出厂时都经过检测。 6) 评估板上的MAX1464芯片损。更换MAX1464 ASIC。 7) MAX1464KEY出现故障。 50)问：启动控制程序的时候，出现‘file operation’错误提示。什么原因? 答：启动时，控制器找不到要加载的某个或多个文件。两个可能的原因为： 1) “MAX1464 Main.exe”启动所在的文件夹中的“MAX1464.ini”丢失。 2) “MAX1464.ini”文件中的所列的文件在文件夹中无法找到。 51)问：调节评估板上的电位器，MAX1464的输入没有发生任何变化。怎么回事? 答：两个可能的原因如下： 1) 没有安装跳线JU11和JU12。 2) 电位器有问题。这一可能性很小。可以通过测量电位器各个端子的电阻来校验电位器的好坏。 其他资源 1) MAX1464数据资料 2) MAX1460数据资料 3) MAX1464和MAX1463的应用笔记 LabVIEW是National Instruments Corporation的注册商标。 Windows是Microsoft Corp.的注册商标。 相关型号   APP 3852: Nov 15, 2006 MAX1463 低功耗、双通道传感器信号处理器 完整的数据资料 (PDF, 560kB) MAX1464 低功耗、低噪声、多路传感器信号处理器 完整的数据资料 (PDF, 488kB) 免费样品 自动更新 需要自动接收最新发布的应用笔记吗？请订阅EE-Mail™ (English only)。 我们期待您的反馈！ 喜欢？不喜欢？有待改善？或为我们提供建议？请与我们联系 — 我们将根据您的意见或建议改善我们的工作。 网页评价或提供建议   下载，PDF格式 (62kB)  AN3852, AN 3852, APP3852, Appnote3852, Appnote 3852