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基于ADC技术的MCU系统数据采集方案
时间:2021-02-01 23:41 点击次数:
本文摘要:单片机的系统设计者受益于摩尔定律,即通过更小的印刷电路板和更低的成本可以获得更好和非常丰富的特性和功能。嵌入式系统设计者和单片机厂商关心的是数据采集系统的三个基本功能:捕获、计算和通信。所有功能的解释对设计都有帮助。 本文将重点研究数据采集系统的捕获阶段。捕捉简单的混合信号MCU,需要从模拟世界中捕捉一些简单的信息,将倒计时信号转换成线性数字形式。模数转换器(ADC)是完成这一任务最重要的单片机外设,因此ADC的性能往往要求哪个单片机受限于哪个应用。

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单片机的系统设计者受益于摩尔定律,即通过更小的印刷电路板和更低的成本可以获得更好和非常丰富的特性和功能。嵌入式系统设计者和单片机厂商关心的是数据采集系统的三个基本功能:捕获、计算和通信。所有功能的解释对设计都有帮助。

本文将重点研究数据采集系统的捕获阶段。捕捉简单的混合信号MCU,需要从模拟世界中捕捉一些简单的信息,将倒计时信号转换成线性数字形式。模数转换器(ADC)是完成这一任务最重要的单片机外设,因此ADC的性能往往要求哪个单片机受限于哪个应用。

MCU还需要通过各种串行或分段数字I/O模块从外部信号源捕获数字系统信息。在计算的信号被捕获之后,必须对捕获的数据进行一些处理。

有时这意味着模数转换,但更多时候需要扩展和计算捕获的数据样本。单片机行业的不断数字化演进给系统开发人员带来了更高的信号处理水平和更高的处理器速度。

因此,嵌入式开发人员现在可以更自由地选择8位、16位和32位混合信号微控制器,以适应环境的各种性价比目标。开发人员也有更多的片上选项可用于完成系统任务。此外,单片机的硬宏可以自动处理,外设内置的功能状态机可以完成罕见的处理器任务。沟通最后,为了控制过程中的信息交流,某种形式的沟通是合适的。

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这个函数可以非常非常简单,也可以非常简单。通信甚至可以是模拟输出的电压或电流,一般用于数模转换器(DAC)将捕获和处理的数据切换成模拟形式。

基于多功能单片机的数据采集系统单片机数据采集系统的关键是模数转换器。电子行业最少见的ADC类型是SARADC。

由于SARADC在速度和性能上的灵活性,它使用了许多MCU。在单片机中,SARADC的精度范围可以从8位到16位,突变率范围可以从慢速按需切换到高达每秒100万次切换。

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但是模数转换器是原始数据采集系统的一部分。数据采集系统的其他部分也可以降低其灵活性,包括信号输出模块、参考电压模块、用作ADC的时钟和采样系统以及切换后用作ADC输入数据的数据管理。一般来说,模拟信号输出模块共享一个标准化的I/O缓冲结构,可以配备数字域或模拟域,也可以两个域共享。

多配置构建方法允许设计人员根据他们的系统市场需求区分多个芯片插槽上的模拟和数字功能。作为输出多路复用器的一部分,片内温度传感器是最罕见的辅助输入之一。

其他最重要的输出包括内部电压。一旦系统的输出地下通道配备完毕,嵌入式设计人员就可以使用程序代码自由选择给定的地下通道,并促使ADC进行切换。设计人员还可以自由选择救援程序代码,并允许ADC地下通道序列器根据原始地下通道输出扩展环路,直到检测到最重要的事件。数据采集系统的另一个最重要的方面是ADC参考电压(VREF)。

基准电压用于设置输出动态范围或系统范围,这会显著影响整体噪声性能。一般来说,多路复用器用于从各种片上和外部基准电压输出中自由选择VREF。常用的参考电压包括单片机内部分解的缓冲带隙电压的倍频电压、芯片外部分解的精确参考电压以及各种外部电源电压,均兼容I/O缓冲结构和ADC。

这么多地下输出通道,人们很容易想象,在某些系统中,一个或多个槽的输出动态范围可能与单个VREF电压不兼容。为了解决这个问题,SiliconLabsPrecision32MCU构建了输出级联增益,根据不同的ADC型号可能有0.5或1倍的增益,通过调整输出信号可以更兼容自由地选择VREF。


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