ADS1256是TI公司Burr-Brown產品線推出的微功耗、高精度、8通道、24位△-∑型高性能模數轉換器（ADC）。該器件提供高達23比特的無噪聲精度、數據速率高達30kSPS（次采樣/秒）、0.0010%非線性特性（最大值）以及眾多的板上外設（輸入模擬多路開關、輸入緩沖器、可編程增益放大器和可編程數字濾波器等），可為設計人員帶來完整而高分辨率的量測解決方案。ADS1256采用SSOP-2封裝，1000顆采購量零售單價為8.95美元。

ADS1256主要特點

1、8通道輸入：可同時采集8路信號輸入。

2、測量范圍廣：基本范圍為0-5V輸入電壓，可在輸入端可焊接分壓電阻，將電壓調整至0-5V內，所以此采集卡可采集市面上大部分標準電壓，

3、采集頻率高，精度高：采集卡的采集速率為30K/s，精度可達到0.00001。

4、工業應用級布線，模地，數字地完全隔離，抗干擾能力強。

5、體積小，方便安裝應用

6、跳帽設計，方便多重狀態組合

ADS1256內部結構

ADS1256的內部結構如圖1所示。該器件主要由模擬多路開關（MUX）、輸入緩沖器（BUF）、可編程增益放大器（PGA）、四階△-∑調制器、可編程數字濾波器、時鐘發生器、控制器和串行SPI接口等組成。由于ADS1256提供有九路模擬輸入端，因此，可使用模擬多路開關寄存器來將其配置為4路差動輸入、8路單極輸入或差動輸入和單極輸入的組合。當模擬輸入通道0被選擇為正差動輸入端（AINP）時，其余通道可被選擇為負差動輸入端（AINN）。通常，輸入引腳的選擇是沒有限制的，但是為了得到最佳的模擬性能，推薦如下的引腳連接方式：

1.作差動測量時，一般將AIN0~AIN7作為輸入端，不用AINCOM；

2.作單極測量時，一般將AIN0~AIN7作為單極輸入端；AINCOM作為公共輸入端，但是不把AINCOM接地；

3.將未用的模擬輸入引腳懸空，這樣有利于減小輸入泄漏電流。

ADS1256工作原理

ADS1256采用四線制（時鐘信號線SCLK、數據輸入線DIN、數據輸出線DOUT和偏片選線CS）SPI通信方式，只能工作在SPI通信的從模式下。設計時可以通過各種主控制器（如單片機等）來控制ADS1256片上的寄存器，并通過串口讀寫這些寄存器。串口通信時，必須保持CS為低電平。DRDY引腳用來表明轉換已經完成，可以通過RDADA或者RDATAC命令從DOUT引腳讀取最新的轉換數據。在SPI通信過程中，可同步地發送和接收數據，而且數據也可來利用SCLK和DIN、DOUT信號同步移動。SCLK信號要盡量保持干凈以免發生數據錯誤，在SCLK的上升沿，可通過DIN向ADS1256發送數據，而在SCLK的上升沿，可通過DOUT從ADS1256讀取數據。DIN和DOUT也可以通過一條雙向信號線與主控制器相連，但在這種情況下，一定不能用RDATAC命令來讀取數據。圖2為SPI通信時序關系。

ADS1256有四個通用數字I/O口，所有的I/O口都可以通過IO寄存器設置為輸入或輸出。通過IO寄存器的DIR位可對每一個腳的輸入或輸出進行設置；DIO位用于控制每一個腳的狀態。通過D0腳可設置一個時鐘發生器以供別的設備使用（如微控制器等）。此時鐘可以通過ADCON寄存器的CLK0和CLK1位設置成fCLKIN、fCLKIN/2、fCLKIN/4。把D0作為時鐘要增加電壓的消耗，因此，如果不需要時鐘輸出功能，最好在上電或者復位后通過寫ADCON寄存器使其處于無效狀態。不用的IO引腳可以作為輸入接地，也可以設置為輸出，這樣有利于減小電源消耗。

ADS1256的主時鐘可以由外部晶振或時鐘發生器提供。由外部晶振產生時，PCB布線板上的晶振應該盡量地靠近ADS1256。為了保證能夠起振并得到一個穩定頻率，可使用一個外部電容（一般使用陶瓷電容）。晶振頻率一般選擇7.68MHz（即fCLKIN=7.68 MHz）。

ADS1256可通過復位引腳RESET、RESET命令和特殊串口通信時鐘SCLK三種方式進行復位。ADS1256的同步操作則有SYNC/PDWN引腳和SYNC命令兩種方式。

ADS1256工作過程的建立主要是通過對11個獨立寄存器的設置來完成，這些寄存器包括了所有需要設置的信息，如采樣速度、模擬多路開關、PGA設置、I/O選擇、自校準等。表1給出了ADS1256的主要寄存器狀態，其中包括：狀態寄存器STATUS、模擬多路開關寄存器MUX、AD控制寄存器ADCON和數據速度寄存器DRATE。

其中，狀態寄存器STATUS（地址00h，復位值為X1H）的高四位（ID位）由出廠設定，ORDER位為數據輸出順序選擇位，為0時，數據輸出高位在先（默認）；為1時，數據輸出低位在先。ACAL位為自動校準選擇位，為0時，自動校準關閉（默認）；為1時，自動校準開啟。BUFFER位為輸入緩沖選擇位，為0時，輸入緩沖關閉（默認）；為1時，輸入緩沖開啟。DRDY位為轉換數據狀態位，此位完全復制DRDY引腳的狀態，DRDY低電平時，表明數據轉換結束，結果可以讀出；高電平時，表明沒有數據轉換或者正在轉換數據，此時不能讀數據。