產(chǎn)品簡述

MS1242/MS1243是一款高精度、寬動(dòng)態(tài)范圍、?-Σ模數(shù)轉(zhuǎn)

換芯片，其工作電壓為2.7V至5.25V，可以達(dá)到24bit無失碼轉(zhuǎn)

換，有效精度可達(dá)21bit。MS1242/MS1243可以廣泛使用在工

業(yè)控制、稱重、液體/氣體化學(xué)分析、血液分析、智能發(fā)送

器、便攜式測量儀器等領(lǐng)域。

主要特點(diǎn)

? 24位無失碼、21位有效精度模數(shù)轉(zhuǎn)換器

? 集成50Hz、60Hz陷波濾波器

? INL小于0.0015%

? 可編程增益(1?128)

? 單周期建立時(shí)間

? 可編程數(shù)據(jù)速率輸出

? 外接參考電壓范圍：0.1V?5V

? 集成校準(zhǔn)功能

? 兼容SPI總線接口

? 低功耗

? 4個(gè)模擬輸入通道 (MS1242)

? 8個(gè)模擬輸入通道 (MS1243)

應(yīng)用

?工業(yè)過程控制

?重量計(jì)

?液體/氣體化學(xué)分析

?血液計(jì)

?智能變換器

?便攜式設(shè)備

產(chǎn)品規(guī)格分類

管腳圖

管腳說明

內(nèi)部框圖

極限參數(shù)

芯片使用中，任何超過極限參數(shù)的應(yīng)用方式會(huì)對(duì)器件造成永久的損壞，芯片長時(shí)間處于極限工作

狀態(tài)可能會(huì)影響器件的可靠性。極限參數(shù)只是由一系列極端測試得出，并不代表芯片可以正常工作在

此極限條件下。

電氣參數(shù)

數(shù)字特性：TMIN到 TMAX，VDD= 2.7V 到 5.25V。

電學(xué)特性：TMIN到 TMAX，VDD=+5V，fMOD=19.2kHz，PGA=1，打開 Buffer，

fDATA=15Hz，VREF≡ (VREF+)–(VREF–)= +2.5V。

如有需求請(qǐng)聯(lián)系——三亞微科技 王子文（16620966594）

電學(xué)特性：TMINto TMAX, VDD= +3V, fMOD= 19.2kHz, PGA = 1, Buffer ON,

fDATA= 15Hz,VREF≡(VREF+)-(VREF-)= +1.25V。

功能描述

1. 時(shí)序圖

如有需求請(qǐng)聯(lián)系——三亞微科技 王子文（16620966594）

2. 模塊描述

2.1 輸入多路信號(hào)選擇器(Input Multiplexer)

MS1242 的輸入信號(hào)通道可以任意組合，多路輸入選擇原理圖如下圖所示。

MS1242 可以最多配置 2 對(duì)差分輸入或 3 個(gè)單端輸入，MS1243 可以最多配置 4 對(duì)差分輸入或 7 個(gè)

單端輸入。例如，如果選擇 AIN1 為差分正（負(fù)）信號(hào)的一個(gè)輸入端，可以選擇任意其它輸入端為負(fù)

（正）端輸入。

MS1242 可以實(shí)現(xiàn)在單時(shí)鐘周期內(nèi)完成輸入信號(hào)的選擇切換、內(nèi)部數(shù)字濾波器的穩(wěn)定輸出。為了降

低切換誤差，要求在 DRDY 信號(hào)變低后立即配置 MUX 寄存器，允許操作時(shí)間參見時(shí)序圖 t

17。

2.2 Burnout 電流源

Burnout 電流源用來檢測輸入傳感器短路或開路，其打開或關(guān)閉是通過內(nèi)部寄存器位(BOCS)來設(shè)置

的，其電流大小為 2μA，當(dāng)輸入傳感器處于短路時(shí)，Burnout 電流源使得 MS1242 輸出近似為 0；當(dāng)輸

入傳感器處于開路時(shí)，Burnout 電流源使得 MS1242 輸出近似為滿幅狀態(tài)。

2.3 輸入緩沖器(Buffer)

在沒有使能模擬輸入緩沖器(Buffer)時(shí)，輸入阻抗約 5MΩ/PGA。當(dāng)系統(tǒng)要求較高的輸入阻抗時(shí)，可

以使能模擬輸入緩沖器，此時(shí)可以將輸入阻抗提高約到 5GΩ。

緩沖器的使能信號(hào)可以由內(nèi)部寄存器 ACR 控制。當(dāng) ACR 寄存器的 BUF 為高時(shí)，輸入緩沖器使

能，有效提高輸入阻抗。如果使能緩沖器，芯片增加額外的功耗。消耗功率的大小與 PGA 的增益有

關(guān)，PGA=1 時(shí)，增加約 50μA 電流，而 PGA=128 時(shí)，增加的電流則達(dá) 150μA。當(dāng)開啟緩沖器后，對(duì)輸

入信號(hào)的范圍有所要求，此時(shí)輸入信號(hào)的范圍為 AGND+0.3V ? AVDD-1.5V。

2.4 可編程增益放大器(PGA)

內(nèi)部的電壓增益放大器可以配置為 1,2,4,8,16,32,64,128。通過使用 PGA 可以提高有效轉(zhuǎn)換精度。

2.5 偏移 DAC

為了擴(kuò)展輸入范圍，MS1242 內(nèi)部集成了一個(gè)偏移 8bitDAC。偏移 DAC 是一個(gè)可編程電壓源，輸入

信號(hào)被 PGA 放大后，和偏移 DAC 輸出電壓相加，輸入到?-Σ 調(diào)制器中。

2.6 調(diào)制器(Modulator)

MS1242 的調(diào)制器是單環(huán)、2 階?-Σ 調(diào)制器，調(diào)制器的采樣頻率可以通過 SPEED(ACR 寄存器的 bit 5)

控制，具體如下表所示：

2.7 校準(zhǔn)(Calibration)

MS1242 校準(zhǔn)包括內(nèi)部校準(zhǔn)和系統(tǒng)校準(zhǔn)，校準(zhǔn)包括偏移誤差校準(zhǔn)、增益誤差校準(zhǔn)。

內(nèi)部校準(zhǔn)是通過內(nèi)部校準(zhǔn)命令：偏移和增益誤差自校準(zhǔn)(SELFCAL)、增益誤差自校準(zhǔn)(SELFGAL)、偏

移誤差自校準(zhǔn)(SELFOCAL)。每個(gè)校準(zhǔn)占用兩個(gè)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換周期。在校準(zhǔn)期間，ADC 關(guān)斷外部輸入端口，

在 SELFCAL 和 SELFGAL 期間 PGA 必須設(shè)置為 1。當(dāng)輸入?yún)⒖茧妷捍笥?VDD-1.5V 時(shí)，必須關(guān)斷輸入緩沖

器。

系統(tǒng)校準(zhǔn)可以校準(zhǔn)系統(tǒng)的偏移誤差和增益誤差，校準(zhǔn)必須要求輸入正確的輸入信號(hào)后進(jìn)行。系統(tǒng)

偏移誤差校準(zhǔn)(SYSOCAL) 要求輸入零差分電壓，芯片計(jì)算出系統(tǒng)的偏移誤差值并寫入 OCR 寄存器中，

在正常轉(zhuǎn)換時(shí)予以抵消。系統(tǒng)增益誤差校準(zhǔn)(SYSGCAL) 要求輸入正滿幅度電壓，芯片計(jì)算出系統(tǒng)的增

益誤差并寫入 FSR 寄存器中，在正常轉(zhuǎn)換時(shí)予以抵消。每個(gè)校準(zhǔn)占用兩個(gè)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換周期。

在芯片重新上電、外部環(huán)境溫度改變、增益(PGA)改變后必須進(jìn)行誤差校準(zhǔn)，以保證模數(shù)轉(zhuǎn)換的正

確。在校準(zhǔn)期間，RANGE 位 (ACR bit2)必須設(shè)置成 0，且關(guān)閉偏移 DAC。完成校準(zhǔn)后 DRDY 管腳變低。

校準(zhǔn)完成后的第一個(gè)輸出數(shù)據(jù)須舍棄。

2.8 外部基準(zhǔn)電壓

MS1242 需要外接參考電壓，具體值的選擇通過內(nèi)部 ACR 寄存器配置。參考電壓接在 VREF+與

REF-管腳上，電壓不能超過芯片的電源電壓。

當(dāng) VDD=5V，RANGE = 0 時(shí)，差分基準(zhǔn)電壓不能超過 2.5V；

2.9 時(shí)鐘產(chǎn)生電路(CLOCK GENERATOR)

MS1242 可以外接晶體、振蕩器或時(shí)鐘。如果接外部時(shí)鐘，則從 XIN 管腳輸入，此時(shí) XOUT 懸空。

如果外部接晶體，電路要求如下：要求在 XIN 及 XOUT 管腳上同時(shí)接 10pF~20pF 的電容。

2.10 數(shù)字濾波器(FIR)

MS1242 帶有一個(gè)可編程的 FIR 濾波器。FIR 濾波器可以被配置成不同的輸出速率。當(dāng)使用

2.4576M 的時(shí)鐘時(shí)，MS1242 的輸出數(shù)據(jù)的速率可以被配置成 15Hz、7.5Hz 或者 3.75Hz。此時(shí)，F(xiàn)IR 濾

波器可以同時(shí)對(duì) 50Hz 和 60Hz 的雜波信號(hào)進(jìn)行陷波濾波。

若希望得到其他的輸出數(shù)據(jù)速率，則須使用其他的時(shí)鐘頻率。此時(shí)，陷波頻率也同時(shí)跟著改變。

比如，當(dāng)使用默認(rèn)的寄存器配置，時(shí)鐘頻率為 3.6864M 的時(shí)候，

輸出數(shù)據(jù)的頻率為： (3.6864MHz/2.4576MHz) ×15Hz = 22.5Hz

陷波頻率為： (3.6864MHz/2.4576MHz ) ×(50Hz 和 60Hz) = (75Hz 和 90Hz)

2.11 數(shù)據(jù) I/O 接口

MS1242/MS1243 的數(shù)據(jù)接口提供雙重功能：模擬輸入和數(shù)據(jù) I/O。此端口的配置通過內(nèi)部

IOCON、DIR、DIO 寄存器設(shè)置。上電默認(rèn)配置為模擬輸入。下圖是輸入端口的等效電路：

2.12 串行總線接口( SPI )

MS1242/MS1243 通過 SPI 總線與外部的控制器進(jìn)行通訊。MS1242/MS1243 只能用于從模式?？偩€

接口是標(biāo)準(zhǔn)的四線 SPI 總線，包括 CS 、SCLK、 DIN 和 DOUT。

2.12.1 片選信號(hào)( CS )

在與 MS1242/MS1243 進(jìn)行通訊前，外部的控制器必須先發(fā)出 CS 片選信號(hào)。在整個(gè)通訊期間， CS

信號(hào)必須維持為低。當(dāng) CS 信號(hào)變高后，整個(gè) SPI 總線會(huì)被復(fù)位。 CS 信號(hào)也可以被接為常低。

2.12.2 串行時(shí)鐘(SCLK)

SCLK 內(nèi)置施密特觸發(fā)器。如果在 3 個(gè) DRDY 周期內(nèi)都沒有出現(xiàn) SCLK 時(shí)鐘，那么在下一個(gè) SCLK 來

臨時(shí)，SPI 總線將被復(fù)位，進(jìn)而開始下一個(gè)通訊周期。SCLK 上的一個(gè)特定的波形可以復(fù)位整個(gè)芯片。

2.12.3 數(shù)據(jù)輸入(DIN)和數(shù)據(jù)輸出(DOUT)

DIN 和 DOUT 引腳分別用來輸入和輸出數(shù)據(jù)。在未使用時(shí)，DOUT 為高阻態(tài)，允許將 DIN 和 DOUT

接在一起然后通過一個(gè)雙向的總線來驅(qū)動(dòng)它。需要注意的是，這種情況下不適合向 MS1242/MS1243 發(fā)

出 RDATAC 指令。因?yàn)?RDATAC 指令需要用 STOPC 指令或者 RESET 指令來終止。而在 RDATAC 模式

下，這條雙向總線會(huì)一直被 DOUT 占用向外部發(fā)送數(shù)據(jù)，所以就無法通過總線向 MS1242/MS1243 發(fā)送

STOPC 指令或者 RESET 指令，就無法終止 RDATAC 狀態(tài)。如果 DOUT 發(fā)送的數(shù)據(jù)中形成 STOPC 或者

RESET 指令，此時(shí) DIN 會(huì)檢測到 STOPC 或者 RESET 指令，從而終止 RDATAC 狀態(tài)或復(fù)位芯片。

2.13 數(shù)據(jù)準(zhǔn)備就緒 ( DRDY )

DRDY 信號(hào)表示內(nèi)部數(shù)據(jù)寄存器的狀態(tài)。當(dāng)內(nèi)部數(shù)據(jù)寄存器 DOR 內(nèi)新的數(shù)據(jù)準(zhǔn)備就緒時(shí)， DRDY

信號(hào)會(huì)變低。當(dāng)執(zhí)行完 DOR 的讀操作后， DRDY 信號(hào)變高。在 DOR 寄存器的數(shù)據(jù)準(zhǔn)備更新時(shí) DRDY 信

號(hào)也會(huì)變高，表示此時(shí) DOR 寄存器內(nèi)的數(shù)據(jù)不可用，防止在 DOR 寄存器進(jìn)行更新時(shí)從 DOR 寄存器內(nèi)

讀取數(shù)據(jù)，參見時(shí)序圖 t18。

DRDY 信號(hào)也可以從 ACR 寄存器的 bit 7 來獲得。

2.14 數(shù)據(jù)同步(DSYNC)

MS1242/MS1243 可以通過 DSYNC 指令來進(jìn)行數(shù)據(jù)同步。當(dāng)使用 DSYNC 指令進(jìn)行數(shù)據(jù)同步時(shí)，數(shù)

字濾波器在 DSYNC 指令的最后一個(gè) SCLK 時(shí)鐘的邊沿被復(fù)位，同時(shí)調(diào)制器也將處于復(fù)位狀態(tài)。在

DSYNC 后的第一個(gè) SCLK 內(nèi)的系統(tǒng)時(shí)鐘的上升沿，重新開始轉(zhuǎn)換。

2.15 上電速率(Supply Voltage Ramp Rate)

MS1242/MS1243 的上電電路可兼容數(shù)字電源低到 1V/10ms 的上電速率，為了確保正常工作，電源

電壓應(yīng)單調(diào)上升。

3. 寄存器描述

MS1242/MS1243 通過控制寄存器來配置工作方式。

3.1 寄存器列表

MS1242/MS1243 內(nèi)部寄存器詳細(xì)列表如下表所示：

3.2 寄存器詳細(xì)描述

SETUP 寄存器（地址：00H, 復(fù)位值：X0H）

如有需求請(qǐng)聯(lián)系——三亞微科技王子文（16620966594）

4. MS1242/MS1243 指令描述

MS1242/MS1243 使用了一系列指令，這些指令中有些是單條的（比如 RESET），有些則需要另外

的操作數(shù)（比如 WREG 等）。

操作數(shù)：

n = 數(shù)量 ( 0 到 127 )

r = 寄存器 ( 0 到 15 )

x = 任意值

指令列表

RDATA－讀數(shù)據(jù)模式

如有需求請(qǐng)聯(lián)系——三亞微科技王子文（16620966594）

典型應(yīng)用圖

下圖是 MS1242 在普通精度重量計(jì)的典型應(yīng)用圖：

下圖是 MS1242/MS1243 在高精度重量計(jì)的典型應(yīng)用圖：

封裝外形圖

TSSOP16

TSSOP20

審核編輯 黃宇

——愛研究芯片的小王