1 MCP3421封裝形式與結構

　　MCP3421是Microchip公司A/D轉換器系列的一款18位分辨率器件，采用SOT23-6封裝。圖1為MCP342引腳分布圖，各引腳的功能如表1所列。MCP342內部采用了Microchip專利的差分開關電容轉換及數字濾波技術，專為需要高分辨率和低功耗的應用而設計。在這種應用中，空間和低功耗是設計的首要考慮因素。MCP3421可在2.7～5.5V單電源下電壓工作，并消耗很低的電流。在VDD=3 V、單次轉換、1 sps條件下，電流消耗僅為39μA(典型值)。　　

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　　2 MCP3421的工作原理

　　MCP3421為一個全差分、18位分辨率且具有自校正功能的△-∑A/D轉換器，內部內部包括△-EA/D轉換器、可編程增益放大器(PGA)、時鐘振蕩器和I2C串行接口，以及2.048 V電壓基準源5部分。MCP3421設計簡單、極易配置，允許設計工程師通過最小配置獲得精確的測量結果。

　　2.1 △-∑A/D轉換器

　　MCP3421△-∑A/D轉換器包括一個差分開關電容△-∑調制器和一個數字濾波器。調制器測量差分模擬輸入電壓(經內部PGA放大)，并將其與內部電壓基準相比較。MCP3421內部集成了2.048 V電壓基準。數字濾波器從調制器接收到高速數據流，經數字濾波器處理后輸出一個數字代碼。MCP3421輸出的數字代碼是PGA增益、輸入信號和內部電壓基準的函數。在固定配置下，輸出數字代碼與兩個模擬輸入引腳問的電壓差成正比。輸出代碼限定在一定的數目范圍內，該范圍取決于代表輸出碼所需的位數，同時也與采用的轉換速率有關，如表2所列。

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　　MCP3421輸出代碼采用二進制補碼的形式，最大的n位代碼為2n-1，而最小的n位代碼為-2n-1。MCP3421輸出的所有代碼均右對齊，并且經過符號擴展。不同轉換模式下輸出代碼的格式如表3所列。

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　　2.2 時鐘振蕩器

　　MCP3421內部包括時鐘振蕩器，該時鐘電路驅動△-∑調制器和數字濾波器工作。用戶可通過設置配置寄存器來選擇MCP3421的采樣速率為3.75、15、60或240sps。MCP3421不能采用外部調制器輸入時鐘。

　　2.3 自校準

　　MCP3421集成了自校準電路。自校準系統連續工作并不需要用戶干涉。MCP3421在每次轉換時進行失調電壓和增益的自校準。這樣在溫度和電源電壓變化時仍可提供可靠的轉換結果。

　　2.4 I2C串行接口

　　MCP3421通過I2C串行接口與主機進行通信。MCP3421只能作為從器件，并提供8個可選I2C地址。MCP3421的I2C接口支持標準(100 kbps)、快速(400kbps)和高速(3.4 Mbps)三種模式，且與I2C總線協議完全兼容。

　　用戶可通過I2C接口讀/寫MCP3421內的配置寄存器，進而改變器件的工作模式并查詢器件的工作狀態。同時，I2C接口也用于讀取轉換后的數據代碼。