基于CS1237的电子秤应用设计

CS1237是一款高精度、低功耗模数转换芯片，一路差分输入通道，内置温度传感器和高精度振荡器。

以下为CS1237芯片的功能框图。


    　　1） CS1237 是一款高精度、低功耗模数转换芯片，一路差分输入通道，内置温度传感器和高精度振荡器。


    　　2） CS1237的PGA可选： 1、2、64、128，默认为128。


    　　3） CS1237 正常模式下的ADC 数据输出速率可选： 10HZ、40Hz 640Hz 1.28kHz，默认为10Hz;


    　　4） MCU 可以通过2 线的SPI接口SCLK、DRDY DOUT与CS1237 进行通信，对其进行配置，例如通道选择、PGA选择、输出速率选择等。



    　　1）内置晶振


    　　2）集成温度传感器


    　　3）带Power down功能


    　　4）2线SPI接口，最快速率为1.1MHZ



    　　24 位无失码


    　　PGA放大倍数可选： 1、2、64、128


    　　1路24位无失码的差分输入，在PGA=128时ENOB为20位（5V）19.5位（3.3V）


    　　PP噪声：PGA=128、10HZ:180nV;


    　　INL小于0.0015%


    　　输出速率可选： 10HZ、40HZ、640Hz、1.28kHz


    　　带内短功能



    　　CS1237是一款高精度、低功耗Sigma-Delta 模数转换芯片，内置一路Sigma-De1taADC，一路差分输入通道和一路温度传感器，ADC 采用两阶sigm a delta 调制器，通过低噪声仪用放大器结构实现PGA放大，放大倍数可选： 1、2、64、128。在PGA=128时，有效分辨率可达20 位（工作在5V）。


    　　CS1237 内置RC 振荡器，无需外置晶振。


    　　CS1237 可以通过DRDY，DOUT和SCIK 进行多种功能模式的配置，例如用作温度检测、PGA选择、ADC 数据输出速率选择等等。


    　　CS1237 具有Powerdown模式。


    　　所有的参数测试在环境温度-40~85℃、内置基准的条件下测试，除非有其它注明。


    　　CS1237 中有1路ADC，集成了1路差分输入，信号输入可以是差分输入信号AINP、AINN，也可以是温度传感器的输出信号，输入信号的切换由寄存器（ch_se［1:0］）控制，其基本结构如下图所示：

    　　图3 模拟输入结构图


    　　CS1237 的PGA可配： 1、2、64、128，由寄存器（ga_sl［1:0］）控制;


    　　基准电压可以由外部输入也可是内部输出，如果要使用外部基准电压，要先关闭内部


    　　基准，内部基准控制由寄存器（refo_off控制。

    　　芯片内部提供温度测里功能。当ah_se1［1:0］=2‘b10时，ADC模拟信号输入接到内部温度传感器，其它的模拟输入信号无效。ADC 通过测里内部温度传感器输出的电压差来推导出实际的温度值。当ch_se［10］=2b10时，ADC 只支持PGA=1。温度传感器需要进行单点校正。校正方法： 在某个温度点A下，使用温度传感器进行测里得到码值Yao


    　　那么其他温度点B 对应的温度= Yb+（273.15+A）Ya-273.15


    　　A温度单位是摄氏度。Ya 是A点对应温度码值。Yb是B点对应温度码值。

    　　CS1237 提供了一个低噪声，低漂移的PGA 放大器与桥式传感器差分输出连接，其基

    　　本结构图如下图所示，前置抗EMI 滤波器电路R=4502，C=18pF 实现20M高频滤波。低

    　　噪声PGA放大器通过RF1; R1; RF2 实现64倍放大，并和后级开关电容PGA组成64 和

    　　128 的PGA 放大。通过pga_sel［1:0］来配置1 2、64 128 等不同的PGA。当使用PGA=1，2时，64 倍低噪声PGA放大器会被关断以节省功耗。当使用低噪声PGA放大器时，输入范围在GND+0.75V 到VDD_0.75V 之间，超出这个范围，会导致实际性能下降。在CAP端口处接一个内置45PF电容，与内置2k电阻RINT组成一个低通滤波，用作低噪声PGA放大器的输出信号的高频滤波，同时该低通滤波器也可以作为ADC 的抗混叠滤波器。

    　　图4 PGA结构图

    　　CS1237 内置Buffer，当PGA=1，2时，CS1237 使用Buffer来减少由于ADC差分输入阻抗低带来的问题，例如建立时间不足，增益误差偏大等等，当PGA=64 ，128 时，CS1237 也使用Buffer 来减少由于低噪声PGA经过RINT=2K，CNT=0.1uF的低通滤波后带来的建立误差，增益误差以及内码漂移的现象。

    　　CS1237 使用内置晶振来提供系统所需要的时钟频率，典型值为5.2MHZO

    　　当芯片上电时，内置上电复位电路会产生复位信号，使芯片自动复位。

    　　当SCLK 从低电平变高电平并保持在高电平超过100us，CS1237 即进入PowerDwon模式，此时功耗低于0.1UAO 当SCLK 重新回到低电平时，芯片会重新进入正常工作状态。

    　　当系统由Power down 重新进入正常工作模式时，此时所有功能配置为PowerDown 之前的状态，不需要进行功能配置。

    　　基于CS1237的电子秤应用设计

    　　
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