CS5524內含多路復用器、斬波穩(wěn)定放大器、24位∑-ΔA/D轉換器、可編程增益放大器、片內校驗電路以及若干存儲器。
其中存儲器主要有command寄存器、configuration寄存器、csr寄存器以及標驗寄存器等。command寄存器一個8位只寫寄存器，通過設置該寄存器的相應位可以對其他五個寄存器進行讀或寫操作；configuration寄存器是一個24位可讀寫寄存器，用來設置邏輯通道數(shù)、斬波頻率、軟件復位以及是否進行多通道環(huán)轉換；csr寄存器主要用來設置要轉換的物理通道號、量程、信號極性和輸出字率。另外，還有幾個寄存器如校驗寄存器等。圖2 是CS5524的內部結構框圖。CS5524芯片在每次軟件復位或硬件復位后都會置為缺省值，在缺省值下，芯片均能正常工作。CS5524的主要特點如下：
●采用∑-Δ結構；
●輸入動態(tài)范圍大，共有25mV、55mV、100mV、1V、2.5V、5V等6個單/雙極性量程可選（帶雙緩沖）；
●內帶驅動泵，能以此產生小信號和負電壓信號的基準電壓（-2.1～-2.5V）；
●可編程選擇通道；
●每個通道內均帶有可讀寫的系統(tǒng)校驗與自校驗存儲器；
●功率消耗僅5.5mW。
2 應用
CS5524是一種高精度24位4通道模/數(shù)轉換芯片。可以廣泛應用在一些信號較弱、變化范圍大、干擾嚴重的測量系統(tǒng)中。圖3為該芯片在智能媒質測硫儀中的應用原理框圖。
圖3中，數(shù)據(jù)采集部分選用CS5524，單片機則采用80C196KC，其中準雙向口P1.0～P1.3與CS5524的I/O口相連以進行數(shù)據(jù)采集。準雙向口的編程與雙向口略有不同，其區(qū)別在于：準雙向口在編程時需要在每次讀數(shù)前將口狀態(tài)先置為1。
應用CS5524芯片進行數(shù)據(jù)采集時，其芯片的線性誤差小于0.0015%。在媒質測硫儀的應用中，當參考電壓穩(wěn)定時，其線性誤差普遍小于0.0012%。而在標稱輸入為2.40V時，連續(xù)抽樣10個測量值的線性誤差僅為0.00038%。
該智能性媒質測硫儀系統(tǒng)的軟件實現(xiàn)流程如圖4所示。
3 軟、硬件處理
3.1 軟件處理
a.串口初始化
在用軟件對CS5524進行初始化時，應先向輸入口SDI順序寫入15個字節(jié)的#0FFh和一個字節(jié)的#0Feh。寫完后，芯片將被強制工作于命令模式。
b.軟件復位
對CS5524的軟件復位可通過向configuration寄存器的RS位寫1（其它位可以置0）來實現(xiàn)。然后在命令模式下再讀出configuration寄存器的值（正確復位后，其值為#0000C0h）。
需要指出的是：有時CS5524芯片不經過以上兩步也可正常工作。但這種狀態(tài)是不確定的，嚴重時可能會導致死循環(huán)。而且一旦出現(xiàn)死循環(huán)，則需要硬件的再次復位。
c.開始工作
開始工作時，應將configuration寄存器的RS位重新寫0并跳出復位狀態(tài)。
d.讀數(shù)
讀數(shù)前，必須先判斷SDO腳是否已降為0電平。接著再寫8個周期的0來清SDO標志位。
需要注意的是：系統(tǒng)在高電平時讀數(shù)，而在低電平時鎖存下一位。
e.寄存器的設置
在具體應用中，假設需要K個邏輯通道，configuration寄存器的深度指針只需寫為K-1，而并不是芯片有8個邏輯通道，就必須要將D15～D12置為#0111B.
另外，需要寫入的CSR寄存器位數(shù)取決于configuration寄存器的深度指針。
例如：在測硫儀設計中，實際只需要用兩個邏輯通道，這樣便可將D15～D12置為#0001B，需只需將CSR寄存器寫入24位（而不是全部的96位）即可。當然，先寫入的應當是邏輯通道1。
3.2 硬件處理
硬件問題主要需要注意CPD和NBV管腳外圍參數(shù)的選擇。廠商提供的參考電路如圖5所示。
但是，筆者認為：圖5所提供的電路參數(shù)選擇存有商討之處。
圖為CPD的輸出是幅值為5V的周期性高頻方波。它通過BAT85（2.1V穩(wěn)壓）給NBV提供參考負壓，因而圖5所示電路對外圍穩(wěn)壓管的要求特別高，這樣，一旦BAT85過壓損壞，則很容易燒壞芯片。為此，在設計中，若輸入電壓高于100mV，可將CPD懸空，NBV接地。這樣做不但可以減少芯片發(fā)熱，還可以降低CPD輸出功耗。若輸入低于100mV，穩(wěn)妥的辦法則是直接從穩(wěn)壓電源獲取負壓。
4 結束語
CS5524是一種高精度的4通道A/D轉換芯片，它采用∑-Δ處理算法。適用于信號較弱和干擾嚴重的環(huán)境條件下；同時，它的多通道、多量程輸入還可滿足輸入動態(tài)范圍比較大的應用系統(tǒng)，而且精度也非常高。
盡管CS5524非常實用，但應用中需要特別注意對芯片的保護。
