2.1 内部寄存器

    MX7705拥有7个内部寄存器，供串行口访问，如图2所示，这7个寄存器控制器件的各种功能。通信寄存器控制通道选择、读/写操作，以及访问哪一个寄存器；设置寄存器控制校正模式、增益设定、单极性/双极性输入、缓冲/非缓冲方式；时钟寄存器设定数字滤波器特性时钟控制字节；数据寄存器保存输出数据；偏移/增益寄存器储存校正系数；测试寄存器只用于芯片测试。
　　

    （1）通信寄存器 可读/写8位通信寄存器的结构如下。

RS2

RS1

RS0

R/W

PD

CH1

CH0

    ：写启动/状态指示位。=0时，启动通信寄存器写操作；读操作时,=1，直到完成转换，并且数据准备就绪时，变为0，当新的数据已被读取，并且下一次转换尚未完成时,变为1。

    RS2、RS1、RS0：寄存器选择位。确定下一步将访问哪一个寄存器。

    R/W：读/写选择位。R/W=0，对被选寄存器写操作，R/W=1，对被选寄存器读操作；PD：掉电控制位；CH0、CH1:通道选择位。00时对应AIN1+-AIN1-差动输入，01时对应AIN2+-AIN2-差动输入，10时对应AIN1-单极性输入，11时对应AIN2-单极性输入。

                                           表1 寄存器选择

RS2	RS1	RS0	寄存器
0	0	0	通信寄存器
0	0	1	设定寄存器
0	1	0	时钟寄存器
0	1	1	数据寄存器
1	0	0	测试寄存器
1	0	1	不操作
1	1	0	偏移寄存器
1	1	1	增益寄存器

    （2）设定寄存器 可读/写8位设定寄存器设定校正模式、PGA增益、单极性/双极性模式、缓冲使能和转换启动，结构如下。

MD1

MD0

G2

G1

G0

B/U

BUF-EN

FSYNC

    MD1，MD0：模式设定位，包括正常操作模式、自校正、零度校正、满度校正。

                                      表2  操作模式设定

MD1	MD0	操作模式
0	0	正常转换模式
0	1	自校正模式
1	0	零度系统校正模式
1	1	满度系统校正模式

    自校正模式完成对CH0、CH1所选通道的自校正，自校正结束后，器件自动恢复到正常模式（MD1=0 MD0=0）。自校正期间,变为高电平，首先，模拟输入端在器件内部被短路，进行零度校正，以补偿直流偏移电压，确保等效模拟输入电压不超过1/2 LSB；其次，模拟输入端在器件内部连接相应的满度参考电压（VREF/增益），进行满度校正，确保满度输入误差不超过1/2 LSB，偏移/增益寄存器将自动更新校正数据，当完成自校正并且新的数据存入数据寄存器后,恢复为低电平。

    G2,G1,G0：PGA增益设定位。G2,G1,G0从安二进制000递增至111，PGA增益从20=1递增至27=128。
B/U：单极性/双极性输入模式设定位。B/U=0时，双极性输入，B/U=1时，单极性输入。

    BUF：缓冲使能位。当输入信号源阻抗较低时，设定BUF=0，缓冲器的短路开关闭合，模拟输入无缓冲，以降低MX7705的功率消耗，当输入信号源阻抗较大时，设定当BUF=1时，缓冲器的短路开关开路，模拟输入有缓冲，实现与输入信号源阻抗匹配。

    FSYNC：同步滤波/转换启动位。FSYNC=0，开始校正或转换，FSYNC=1时，指示数据寄存器内的有效数据还未被读取，这时，数据转换停止，数字滤波器的滤波点、滤波控制逻辑电路、校正控制逻辑电路、以及Σ-Δ调制转换器保持复位状态，期间不会从低电平重置为高电平，直至数据寄存器内的有效数据被读取。

    （3）时钟寄存器 可读/写8位时钟寄存器设定时钟、滤波器第一个陷波频率和数据输出率，结构如下。

MXID

ZERO

ZERO

CLKDIS

CLKDIV

CLK

FS1

FS0

    MXID、ZERO：MXID（最大标识位）和ZERO（零位）都是只读位，默认值分别为1和0，其值可忽略；CLKDIS：时钟失效设置位，当CLKIN和CLKOUT间使用晶体振荡器时，设置CLKDIS=1，使内部时钟失效，CLKOUT保持低电位，以降低功耗，当设置CLKDIS=0时，CLKOUT端有时钟信号输出；

    CLKDIV：时钟分频控制位，CLKDIV=0时，时钟频率等于外部振荡器频率，CLKDIV=1时，时钟频率等于外部振荡器频率的2倍；CLK：时钟位，CLK=1时，fCLKIN =2.4576MHz（CLKDIV=0）或fCLKIN=4.9152MHz（CLKDIV=1）。当外部时钟频率为1MHz（CLKDIV=0）或2MHz（CLKDIV=1）时，设置CLK=0以优化性能；FS1, FS0: 滤波器选择位，决定数据输出率及数字滤波器截止频率，
数字滤波率由CLK、FS1, FS0决定，数字滤波器的第一陷波频率由数字滤波率和时钟频率fCLKIN共同确定，而数据输出率等于滤波器数字滤波器的第一陷波频率。数字滤波器的滤波特性如表3所示。

                                   表3 数字滤波器的滤波特性

CLK	FS1	FS0	数字滤波率	fCLKIN/MHZ	输出数据率/HZ（第一陷波频率）	-3dB截止频率/HZ
0	0	0	391	1	20	5.24
0	0	1	313	1	25	6.55
0	1	0	78	1	100	26.20
0	1	1	39	1	200	52.40
1	0	0	384	2.4576	50	13.10
1	0	1	320	2.4576	60	15.70
1	1	0	77	2.4576	250	65.50
1	1	1	38	2.4576	500	131.00

3 热电偶温度测量电路

    基于MX7705的高精度温度测量电路如图3所示。来自热电偶的温度信号经电感电容滤波，消除热电偶引线上的噪声干扰（参见文献[5]），从通道1的AIN1+—AIN1-差动输入端口接入MX7705，设定MX7705为缓冲模式，与外电路实现阻抗匹配，MX7705的通道1将热电偶电压转换成数字输出，通道2没有使用，差动输入端AIN1+和AIN1-直接接地；三端稳压器件MAX6002为MX7705提供2.5V基准电压。

    为了对热电偶进行冷端（远结点）温度补偿，2N3904和MAX6627（参见文献[6]）构成数字温度传感器，测量冷端温度。温度传感器2N3904是一个NPN型三极管，接成二极管使用，安装在热电偶接头处，测量热电偶接头处的冷端温度，冷端温度信号经电容滤波后送给A/D转换器件MAX6627，12位MAX6627的分辨率为0.0625℃，测量2N3904结点温度范围(-55℃～+145℃)，当2N3904结点温度0～+125℃, MAX6627芯片环境温度+30℃时，精度为±1℃；当2N3904结点温度-55℃～+100℃, MAX6627芯片环境温度0～+70℃时，精度为±2.4℃，A/D转换速率0.5秒，内带SPI串行接口，三线制串行数据输出。

    微处理器μPC（图中未画出）从MX7705读取热电偶温度差，从MAX6627读取冷端温度，经补偿运算（相加），即可获得热电偶被测点温度。