在便携式仪器设备中，往往要求其数据采集系统不仅具有速度快、精度高的特点，而且还要求其具有供电电压低、体积小以及功耗小等特性。ADS8320是 Burr-Brown公司生产的逐次逼近式串行16位微功耗CMOS型高速A/D转换器，它的线性度为±0.05%，工作电源在2.7V～5.25V范围内，采样频率最高可达100kHz；在2.7V供电和100kHz采样速率下，其功耗仅为1.8mW，而在10kHz低速采样时的功耗仅为0.3mW；在非转换状态时可处于关闭模式，此时功耗可低至100μW；ADS8320具有同步串行SPI/SSI接口，因而占用微处理器的端口较少；其差动输入信号范围为500mV～VCC(工作电源)；采用8引脚MSOP小体积封装。以上特点使ADS8320非常适用于便携式电池供电系统中。

1 内部结构及引脚排列

ADS8320的内部结构如图1所示，它由采样/保持放大器、D/A转换器、比较器、移位寄存器、控制逻辑电路、串行接口电路等组成。其管脚排列如图2所示。各引脚的功能如下：

●VREF为外接参考电压输入端；

●+IN、-IN为外接差动模拟信号输入端；

●+Vcc、GND为供电电源接入端；

●CS/SHDN为片选/关断控制端；

●DCLOCK为时钟输入端；

●DOUT为A/D转换的数字结果串行输出端。

2 工作时序

ADS8320与微处理器或其它数字系统采用同步3线串行接口进行通信，其工作时序如图3所示。

当CS/SHDN 端从高电平变为低电平（下降沿）时，芯片的整个转换和数据传输过程被初始化，DCLOCK端的最初4.5～5个时钟脉冲用于对输入模拟信号的采样，此时 DOUT端处于高阻态；在随后的DCLOCK下降沿，DOUT端将输出一个可持续一个脉冲周期的低电平信号，以作为将要输出A/D转换结果的标志；紧接着在16个DCLOCK的控制下，从最高位（MSB）到最低位（LSB）依次由DOUT输出16位转换结果。

DCLOCK信号的下降沿可用来控制A/D转换结果在DOUT端的同步传输，大多数接收系统对DOUT端转换结果数字位流的采集在DCLOCK的上升沿进行。

当16 位转换结构传输结束后，若CS/SHDN端仍为低电平且DCLOCK端有控制脉冲，那么在DOUT端继续输出转换结果，但此时是由最低位（LSB）到最高位（MSB）依次输出，直到当最高位输出出现重复使DOUT端变成高阻态为止。即一次转换数据最多输出两次，一次从高位到低位，一次从低位到高位。一般情况下，当16位转换结果输出完毕后，置位或去掉DCLOCK脉冲，可使结果仅输出一次。

当CS/SHDN端接高电平（下降沿）时，ADS8320在关断模式下低功耗工作，只有当CS/SHDN端从高电平变为低电平时，芯片方可重新初始化而进行另一次A/D转换。

3 与单片机的典型接口设计

图4 以MCS-51系列单片机为例，给出了ADS8320与微处理的典型连接图。ADS8320采用单电源Vcc(2.7V～5.25V)供电，外接参考电源直接由供电电源来提供，此时模拟输入的最大范围为Vcc。串行接口的外部时钟DCLOCK及芯片的片选信号由单片机的P1.0口控制产生，转换结果由 P1.2读取。

在其它应用中，外接参考电源可在 500mV～Vcc之间选择，这同时决定了外接模拟电压的最大范围。但是过低的参考电压虽然可提高A/D转换的灵敏度且降低系统的抗干扰性能，同时需要连接更干净的低噪声电源，而且由于温漂、增益误差等原因也降低了A/D转换的线性度。如采用+5V参考电源，则内部噪声干扰的典型值为1.5LSB；而采用 +500mV参考电源时的内部噪声干扰典型值为15LSB。