摘要：MAX1464是一款高性能、低成本、低功耗、多通道、基于微處理器的數(shù)字式傳感器信號調(diào)理器，該器件還集成了閃存和溫度傳感器。本文給出了用戶可能提出的各種各樣的問題和疑問，并針對每個問題給出了簡短的回答。若想得到更深入的解答，用戶可參考MAX1464數(shù)據(jù)資料以及該產(chǎn)品的其他相關(guān)公開資料。另外，Maxim的技術(shù)支持小組也是一個很有益的資源，從他們那里可以獲得這里或其他相關(guān)資料中無法得到的答案。

1) 問：什么是MAX1464?
答： MAX1464是一款高性能、低成本、低功耗、多通道、基于微處理器的數(shù)字式傳感器信號調(diào)理器，該器件還集成了閃存和溫度傳感器

2) 問： MAX1464信號調(diào)理器的典型應(yīng)用是什么？
答： MAX1464的典型應(yīng)用是為傳感器的小信號輸出進行補償、放大及線性化處理。傳感器類型包括PRT、RTD、熱電偶、應(yīng)變計等等。

3) 問： 針對MAX1464，都提供哪些技術(shù)支持？
答： 我們提供各種各樣的技術(shù)支持，包括評估套件、軟件工具、程序例程、應(yīng)用筆記、在線/電話技術(shù)支持，等等。

4) 問： MAX1464評估套件里都有什么東西？
答： 評估套件包括一個評估板(內(nèi)置MAX1464信號調(diào)理器，其典型應(yīng)用電路和用于模擬MAX1464傳感器輸入的電位器)，一個用于與PC接口的MAX1464KEY，一些MAX1464樣品，和互連電纜。

5) 問： MAX1464提供哪些軟件工具呢？
答： 軟件工具包括：
1) 編譯器，用于編程片上微控制器。
2) 硬件調(diào)試器，可以對內(nèi)部功能和模塊進行交互式控制。
3) 以及一個采用LabVIEW?編寫的控制程序，該程序內(nèi)置二階補償功能，可以在更高層次上與MAX1464進行通信。

6) 問： 是否提供一些MAX1464的程序例程？
答： 提供。評估套件中的軟件提供了一些例程編碼，可在Maxim網(wǎng)站上找到。例程采用匯編語言，包括二階補償算法、LED閃爍程序和一個典型的環(huán)路功能。

7) 問： 有沒有一些針對MAX1464的應(yīng)用筆記？
答： 有，下面給出了已發(fā)布的應(yīng)用筆記的列表。同時正在編寫其他應(yīng)用筆記，未來會發(fā)布更多相關(guān)信息。
1) 二階補償(應(yīng)用筆記3649)：MAX1464 Signal Conditioner, Sensor Compensation Algorithm
2) 比例電流源(應(yīng)用筆記3364)：Creating a Ratiometric Current Excitation in Sensors Using the MAX1464 Signal Conditioner
3) 溫度傳感器(應(yīng)用筆記3650)：MAX1464的片上溫度傳感器

關(guān)于大多數(shù)應(yīng)用，MAX1463的應(yīng)用筆記同樣也適用于MAX1464。

8) 問： 每啟動一次ADC周期，需要等待多長時間才開始采樣？
答： 運行ADC指令的同時ADC便啟動采樣，這一過程將持續(xù)整個ADC周期。

9) 問： 一次ADC轉(zhuǎn)換都要經(jīng)歷哪些過程？
答： 在轉(zhuǎn)換周期內(nèi)，ADC根據(jù)ADC時鐘設(shè)置(MAX1464數(shù)據(jù)資料第32頁給出了ADC時鐘表格)連續(xù)執(zhí)行采樣。Σ-Δ型轉(zhuǎn)換器在整個轉(zhuǎn)換周期內(nèi)，產(chǎn)生信號的比特流輸出。這個比特流經(jīng)過數(shù)字化處理后產(chǎn)生一個16位輸出結(jié)果。隨后，停止該輸入信道的采樣。因此，如果輸入信號在ADC轉(zhuǎn)換過程中改變了，其結(jié)果將是轉(zhuǎn)換周期內(nèi)輸入的平均值。

10) 問： 在ADC采樣的時候，是不是從最低位或者從最高位開始呢？
答： 與傳統(tǒng)的SAR型或集成轉(zhuǎn)換器不同，Σ-Δ型轉(zhuǎn)換器不是先轉(zhuǎn)換出低位或高位。在轉(zhuǎn)換周期內(nèi)，比特流輸出經(jīng)過濾波。應(yīng)用筆記1870，Demystifying Sigma-Delta ADCs，簡要描述了Σ-Δ型轉(zhuǎn)換器，作為補充材料可供參考。

11) 問： 在不損壞器件的前提下，MAX1464的最高電源電壓是多少？
答： 在MAX1464上接入6.0V電源似乎不會損壞器件。雖然沒有任何官方資料記載，但在實際應(yīng)用中，我們將這一電壓加在ASIC上，幾分鐘之后將電壓恢復(fù)到正常電源電壓，并未明顯損壞器件。當然，當電源電壓高于5.5V時，器件工作特性將不能滿足數(shù)據(jù)資料的參數(shù)指標。

12) 問： 能使用MAX1464測量RTD或K型熱電偶嗎？
答： 可以。用戶必須保證INM和INP上的電壓值高于VSS而低于VDD。如果需要附加增益的話，可以使用DOP中的運放構(gòu)成模擬增益級，用于將差分信號轉(zhuǎn)換為單端信號。可以將此增益級的輸出輸入到ADC用于轉(zhuǎn)換，或者可以采用ADC環(huán)回轉(zhuǎn)換模式直接轉(zhuǎn)換運放輸出。

13) 問： MAX1463和MAX1464之間有什么區(qū)別？
答： 主要區(qū)別在于：
1) MAX1464沒有ISRC引腳。
2) MAX1464沒有VB引腳。
3) MAX1464的外部基準電壓只能等于2.5V (VDD的1/2)。
4) MAX1464的PGA增益設(shè)置可以用于溫度轉(zhuǎn)換。
5) MAX1464的溫度傳感器為正斜率(MAX1463為負斜率)，而且可以調(diào)整增益。
6) 其他細小的差別，參見MAX1464數(shù)據(jù)資料。

14) 問： MAX1463和MAX1464有哪些寄存器定義不同？
答： 寄存器定義存在三個變化：
1) 重新定義寄存器08h - “ADC_Config_TA”，增加了用于溫度轉(zhuǎn)換的PGA增益(PGAT[4：0]=ADC_Config_TA[15：11])設(shè)置。其他位保持不變。
2) 寄存器31h - “上電控制”，PWRWFL位(第12個位)不用了，在MAX1464中，它變?yōu)椤癲on't-care”。
3) 寄存器33h - “電流源控制”，被取消了。

15) 問： MAX1463與MAX1464的內(nèi)部溫度傳感器是否相同呢？
答： 不相同。MAX1464的溫度傳感器輸出相對溫度為正斜率，而MAX1463剛好相反。另外，MAX1464溫度傳感器的輸出可增加PGA增益功能，而MAX1463則不行。

16) 問： 我的設(shè)置是正確的，卻無法與MAX1464通信。出了什么問題呢？
答： 可能的原因是：
1) 沒有正確設(shè)置評估板的跳線。
2) 3線或4線通信時，MAX1464KEY、跳線設(shè)置和配置設(shè)置之間的設(shè)置不匹配。
3) 電腦的串口有問題。
4) 評估板故障。
5) 評估板上的MAX1464芯片出現(xiàn)故障。
6) MAX1464KEY出現(xiàn)故障。

17) 問： 3線和4線接口之間有什么區(qū)別？
答： MAX1464串口可以采用4線SPI?兼容模式或3線模式(上電缺省狀態(tài))。在3線模式下，應(yīng)該將DI和DO線連在一起，用作雙向數(shù)據(jù)線。

18) 問： 3線和4線通信時，我都能使用硬件調(diào)試器嗎？
答： 可以。

19) 問： 3線和4線通信時，我都能使用控制程序嗎？
答： 可以。

20) 問： 怎樣實現(xiàn)評估板的3線通信和4線通信兩個模式之間的切換？
答： 可以通過將DI和DO引腳連接在一起或分開，從而實現(xiàn)3線或4線通信。通過連接或者移除JU4上的短路器，可實現(xiàn)3線和4線模式的切換。3線模式將DI和DO引腳短接，允許用戶通過單根線實現(xiàn)與MAX1464的通信。

21) 問： 溫度傳感器輸出與VDD成比例嗎？
答： 是的。溫度傳感器的輸出與VDD成比例，因此如果VDD滿足MAX1464數(shù)據(jù)資料的規(guī)范，則所最終正確的溫度讀數(shù)與VDD電壓無關(guān)。

22) 問： INPx和INMx輸入電壓所允許的共模電壓范圍是什么？
答： 只要GND和VDD滿足MAX1464數(shù)據(jù)資料規(guī)范，共模輸入電壓范圍為GND到VDD。

23) 問： 對于所有PGA增益設(shè)置，共模電壓范圍的規(guī)范都一樣嗎？
答： 是的。

24) 問： MAX1464輸入阻抗隨PGA增益設(shè)置變化嗎？如何改變？
答： 是的。下列表達式給出了輸入阻抗相對PGA設(shè)置的函數(shù)，其中“f”是ADC時鐘頻率，而“gain”是PGA增益。MAX1464數(shù)據(jù)資料第2頁至第7頁的Electrical Characteristics (EC)表給出了對應(yīng)差分和單端輸入的情況下，輸入阻抗與PGA設(shè)置關(guān)系的部分列表。

增益 = 1 ... 64時，RIN = (4 x 1012) / (f x 增益)
增益 = 80 ... 128時，RIN = (8 x 1012) / (f x 增益)
增益 = 160 ... 256時，RIN = (16 x 1012) / (f x 增益)

25) 問： 傳感器輸出阻抗和MAX1464輸入阻抗之間有什么關(guān)系？它們之間如何互相影響的？
答： MAX1464的輸入級采用開關(guān)電容。因此，在ADC采樣期間，電流周期性的流入ADC輸入端。等效來講，在每個采樣間隔的初期，輸入阻抗很小(大的電流流入電容器)，而在每個采樣間隔的末期，輸入阻抗變得非常大(電容幾乎被充滿了，電流幾乎等于零)。因此可以通過合理選擇INM-INP上的濾波元件(RC過濾器)，或者降低ADC時鐘頻率來實現(xiàn)合理的輸入阻抗。

26) 問： 改變轉(zhuǎn)換速率如何影響轉(zhuǎn)換分辨率？
答： 轉(zhuǎn)換分辨率與轉(zhuǎn)換速率無關(guān)。任意介于0.256ms與262.14ms之間的轉(zhuǎn)換速率均可實現(xiàn)9位至16位分辨率。參考MAX1464數(shù)據(jù)資料第33頁上的ADC分辨率和ADC轉(zhuǎn)換時間表格。

27) 問： ADC時鐘的設(shè)置與微控制器時鐘無關(guān)嗎？
答： 是的。對于任意給定的系統(tǒng)時鐘(內(nèi)部或外部)，可以根據(jù)MAX1464數(shù)據(jù)資料中的ADC時鐘表格設(shè)置ADC時鐘。

28) 問： ADC時鐘頻率和功耗之間有什么關(guān)系？
答： 功耗與ADC時鐘頻率呈近似線性關(guān)系。ADC時鐘頻率越低，功耗越低。MAX1464數(shù)據(jù)資料的EC表格中給出了1MHz和7kHz的時鐘頻率下，ADC的電流損耗。其他頻率上的功耗可通過這兩點之間的連線來近似逼近。

29) 問： 如何平衡功耗和轉(zhuǎn)換速率？
答： 降低ADC時鐘頻率FADC，可降低系統(tǒng)工作的功耗。時鐘頻率越低，所需的工作電流就越小。如果系統(tǒng)仍然具有足夠的功耗開銷，可以采用最高的時鐘頻率FADC，通過犧牲功耗來換取轉(zhuǎn)換速率性能的提高。MAX1464數(shù)據(jù)資料中的ADC轉(zhuǎn)換時間表概括了不同的分辨率和時鐘頻率設(shè)置下，ADC的轉(zhuǎn)換時間。轉(zhuǎn)換時間可由下面公式得出：

TCONVERT = (每次轉(zhuǎn)換的FADC時鐘數(shù)) / FADC

“每次轉(zhuǎn)換的時鐘數(shù)”是所期望得到的轉(zhuǎn)換分辨率的函數(shù)。

30) 問： MAX1464的額定數(shù)據(jù)保存年限與溫度之間存在什么關(guān)系？
答： 在室溫下，器件的額定數(shù)據(jù)保存年限為100年。在額定工作溫度范圍內(nèi)，可以保證10年的數(shù)據(jù)保存年限。

31) 問： MAX1464中的閃存容量是多少？
答： MAX1464閃存分為兩個區(qū)。第0區(qū)有4kB，用于存儲CPU校正、放大和線性化輸入信號的程序。第1區(qū)有128B，用于保存用戶信息。CPU不能訪問第1區(qū)。

32) 問： 4kB閃存可以存儲多大的程序？
答： 4kB閃存空間相對于傳感器應(yīng)用已經(jīng)足夠大了。例如，可以在不多于4kB的閃存空間里，保存具備以下功能的程序：
1) 測量一路差分輸入
2) 測量兩路單端輸入
3) 讀取一路片外溫度傳感器
4) 讀VDD
5) 設(shè)置兩路模擬輸出
6) 采用GPIO引腳配置報警觸發(fā)點
7) 實現(xiàn)二階補償

當然，編程技巧通常也是影響內(nèi)存空間使用效率的重要因素。

33) 問： MAX1464微處理器有哪些指令？
答： MAX1464具有16個指令，用于運行傳感器補償、放大，以及傳感器輸出信號線性化等所有計算。MAX1464數(shù)據(jù)資料給出了所有指令的詳細說明。

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) 問： 如何編程MAX1464？
答： 編譯器作為MAX1464評估板軟件工具的一部分同時附贈給客戶，用于開發(fā)匯編程序并對其進行編譯。隨后由編譯器對匯編程序進行編譯，進而得到一個.hex文件，該文件可通過所提供的工具(硬件調(diào)試器或控制程序)，下載到MAX1464內(nèi)部閃存內(nèi)。

35) 問： 硬件調(diào)試器與哪些Windows平臺兼容？
答： 硬件調(diào)試器可以在Windows? 95/98/2000/NT/XP下運行。

36) 問： MAX1464的DLL與哪些Windows平臺兼容？
答： MAX1464的DLL可以在Windows 95/98/2000/NT/XP下運行。

37) 問： MAX1464的DLL在什么平臺下開發(fā)？
答： MAX1464的DLL在C++平臺下通過標準調(diào)用開發(fā)。

38) 問： 能通過Visual Basic調(diào)用MAX1464的DLL函數(shù)么？
答： 可以。所有基于Windows的OS都可以調(diào)用DLL。由Maxim開發(fā)的控制程序采用C語言來調(diào)用DLL。要使用Visual Basic或其他平臺調(diào)用DLL，必須使用stdCall DLL。評估板提供的MAX1464 DLL是采用C語言調(diào)用。關(guān)于stdCall方面的信息，請聯(lián)系Maxim技術(shù)支持小組。

39) 問： MAX1464適用于什么樣的輸入電壓？
答： 理論上，MAX1464可接受1mV到5V的輸入電壓。實際上，輸入范圍取決于所需的滿量程輸出和分辨率。MAX1464能夠分17級，實現(xiàn)高達244倍的模擬信號放大倍數(shù)。更高的放大倍數(shù)可以通過數(shù)字方式實現(xiàn)。采用數(shù)字方式實現(xiàn)信號放大將以降低分辨率為代價。

40) 問： 如何使用硬件調(diào)試器？
答： 硬件調(diào)試器包括多個標簽，用于訪問相關(guān)寄存器和端口，以及將閃存里的內(nèi)容加載到文件中，等等。可以使用硬件調(diào)試器來了解MAX1464的功能、寄存器，和端口。

41) 問： 如何使用控制程序？
答： 控制程序主要是為用戶補償傳感器提供一個方便的工具。控制程序包括一些功能按鈕，通過它們實現(xiàn)一系列底層的、預(yù)先設(shè)定的操作，例如“讀ADC”，加載文件到MAX1464的內(nèi)部閃存，等等。控制程序可用于執(zhí)行二階溫度補償。

42) 問： MAX1464中不用的運放可以另作他用嗎？
答： 可以。MAX1464的每個通道對應(yīng)有兩個運放。任何時候，如果只有一個運放與輸出端相連，則那個不用的運放可以作為緩沖器使用，或可以提供附加增益。

43) 問： MAX1464閃存的第1區(qū)有什么功能？
答： 閃存的第1區(qū)用于保存用戶信息，例如序列號、器件歷史、生產(chǎn)信息、日期，等等。CPU不能訪問第1區(qū)。只能通過SPI接口對該區(qū)進行寫操作和讀操作。

44) 問： CPU程序能訪問MAX1464閃存的第1區(qū)(用戶部分)嗎？
答： 不能。第1區(qū)只能通過SPI接口訪問。第1區(qū)可以用來控制MAX1464的工作狀態(tài)。

45) 問： MAX1464有多少個輸入通道？
答： 兩個差分輸入或四個單端輸入，以及九個環(huán)回輸入。

46) 問： 補償過程中，如何最大化ADC范圍？
答： 只有正確設(shè)置ADC輸入的粗調(diào)偏置和PGA增益，才能得到最大的ADC范圍。正確設(shè)置粗調(diào)偏置和PGA增益的步驟，請參考MAX1460數(shù)據(jù)資料的第七頁。

47) 問： 補償時，如何使溫度傳感器的分辨率最大化？
答： 只有正確設(shè)置溫度傳感器轉(zhuǎn)換的粗調(diào)偏置和PGA增益，才能得到最大的溫度傳感器的分辨率。正確設(shè)置粗調(diào)偏置和PGA增益的步驟，請參見MAX1460數(shù)據(jù)資料的第七頁。

48) 問： 量產(chǎn)時，能使用控制程序中的二階補償算法進行實際補償嗎？
答： 可以。可以將模板文件中的系數(shù)采用傳感器量產(chǎn)模型中所定義的系數(shù)替代。

49) 問： 啟動控制程序的時候，控制程序窗口上的‘DUT?’按鈕并沒有變成綠色？怎么回事？
答： PC無法識別MAX1464。有很多可能性，包括：
1) 安裝不正確。確認安裝和接線與MAX1464評估板數(shù)據(jù)資料的說明一致。同時確認電源電壓是否正確，并且加在了評估板上面適當?shù)慕K端模塊。
2) 評估板上的跳線設(shè)置不正確。確認跳線與MAX1464評估板數(shù)據(jù)資料的說明一致。
3) 3線或4線通信時，MAX1464KEY、跳線設(shè)置和配置設(shè)置不匹配。
4) 電腦并口有問題。
5) 評估板故障。觀察評估板并確認有沒有器件損壞或丟失。所有的評估板在出廠時都經(jīng)過檢測。
6) 評估板上的MAX1464芯片損。更換MAX1464 ASIC。
7) MAX1464KEY出現(xiàn)故障。

50) 問： 啟動控制程序的時候，出現(xiàn)‘file operation’錯誤提示。什么原因？
答： 啟動時，控制器找不到要加載的某個或多個文件。兩個可能的原因為：
1) “MAX1464 Main.exe”啟動所在的文件夾中的“MAX1464.ini”丟失。
2) “MAX1464.ini”文件中的所列的文件在文件夾中無法找到。

51) 問： 調(diào)節(jié)評估板上的電位器，MAX1464的輸入沒有發(fā)生任何變化。怎么回事？
答： 兩個可能的原因如下：
1) 沒有安裝跳線JU11和JU12。
2) 電位器有問題。這一可能性很小。可以通過測量電位器各個端子的電阻來校驗電位器的好壞。

其他資源

1) MAX1464數(shù)據(jù)資料
2) MAX1460數(shù)據(jù)資料
3) MAX1464和MAX1463的應(yīng)用筆記