本站原创本文关于参考文献及微电子及软件开发方面的免费优秀学术论文范文，关于参考文献方面论文范文文献,与基于ADμC842组成分布式数据采集系统相关毕业论文的格式范文，对不知道怎么写参考文献论文范文课题研究的大学硕士、本科毕业论文开题报告范文和文献综述及职称论文的作为参考文献资料下载。
摘 要： 为了提高前端数据采集系统的性能,采用以ADμC842为核心的单片机数采系统.相对于其他单片机组成的系统具有集成度高,体积小,功耗低,开发周期短,运行可靠,成本低,功能强,系统升级方便的特点.重点指出ADμC842为核心组成超小型、分布式数据采集系统主要组成,以及在使用过程中出现的问题和解决方法.该系统主要应用于工厂车间及各机床的数据采集与控制,运用范围比较广泛.
关 键 词 ： 数据采集； ADμC842； 分布式数据采集系统； MAX3140
中图分类号： TN71034 文献标识码： A 文章编号： 1004373X（2013）07013602
0 引 言
随着微电子技术的发展,大规模集成电路工艺的改进,新型芯片不断推出,微电子器件的成本成倍降低,性能价格比不断的提高,以计算机和微控制器为核心的分布式系统,在监控系统、数据采集系统以及工业自动化控制方面得到了广泛的应用.特别是单片机以它结构紧凑、体积小、抗干扰能力强、功耗低、价格低廉、开发简单等优势更加得到了广大电子设计工程师的厚爱.Intel公司的MS8051单片机系列[2]以它全开放的技术,低廉的价格,在许多领域得到了广泛的推广与应用.随着微电子技术在各个领域的不断深入,对前端的数据采集技术提出了更高的要求,要求前端数据采集系统功能更强、速度更高、体积更小、功耗更低.一般的单片机系统已无法满足要求.AD公司推出了更加完善的数据采集微控制器 ADμC842.它的内核集AD、DA与MS8051于一体,指令完全兼容MS8051[3],使得原有的系统程序便于升级与移植,开发周期短、体积小、成本低、功能强.
1.ADμC842简介
ADμC842结构框图所示,ADμC842嵌入Intel公司的微控制器,增强的8052内核,具有8052的全部功能.增加了62 KB闪速/电擦除程序存储器,2 KB内部数据存储器,16 MB外部数据存储器空间的地址总线.内部具有与I2C兼容的串行接口和SPI串行接口.3 V或5 V工作电压,正常、掉电、空闲三种工作模式.电源监视器,监视系统电源.看门狗定时器,防止在恶劣环境下程序跑飞与系统死机.工作模式设置有控制寄存器设定,寄存器详细说明见参考文献[1].
ADμC842具有全集成的8通道12位单电源A/D,转换速率420 KSPS,此模块为用户提供了多通道多路转换器,装有工厂编程的效准系数,在上电时自动下载到ADC,以确保最佳的ADC性能.ADC的采样和转换时间、转换位数可完全由用户控制.A/D转换器在空闲模式时具有掉电功能,具有单次转换与连续转换的DMA功能.内部有两个12位DAC,DAC的工作由一个控制功能寄存器和4个数据寄存器控制.AD公司提供了一套完整的软件开发工具包,能快速、高效完成应用程序设计、在线编程、加载、仿真和调试.片内程序也可以用第三方提供的编程器编程.
2.ADμC842在数据采集系统中的应用
2.1 系统组成
以ADμC842为核心的分布式数据采集系统框图如图2所示.信号调理电路主要由ADμC842,MAX3140,MAX232三部分组成[3].信号调理部分主要是对各类传感器送来的微弱信号进行隔离、放大、阻抗变换等[5],满足ADμC842输入电平及信号大小的要求.ADμC842完成对信号的采集、保持、A/D转换、数据存储、时序控制、数据上传、系统校准等所有功能,集数据采集与微控制器于一体.MAX3140完成ADμC842与上位机或集总控制器的通信.MAX232用于系统程序的在线下载和在线调试.从图2可以看出,系统集成度高、所用元件少、功耗小、抗干扰能力强.
ADμC842数据采集系统原理框图
2.2 ADμC842数据采集系统特点
ADμC842内部ADC的转换包含了一个2.38 μs转换时间,8通道、12位、单电源、A/D转换器、跟踪/保持、片内基准、校准特性以及A/D转换器等功能部件,模块内部的所有部件能方便的通过3个特殊功能寄存器来设置.A/D由电容DAC的常规逐次逼近转换器组成.转换器的输入电压范围为0～VREF.片内提供高精度低漂移并经工厂校准的2.5 V的基准电压.外部基准可在2.3 V～DD的范围内.用软件或通过把转换信号加至25脚（CONVST）,可启动单步或连续转换模式.通过设置定时器也可产生用于ADC转换的重复信号.将ADC设置成DMA工作模式,在DMA模式下ADC可连续转换,并把采样捕获所得数据存储到外部RAM空间而不需要来自MCU内核任何干预.这种自动捕获功能可以扩展到16 MB外部数据存储空间.来自片内温度传感器的电压,输出正比于绝对温度,它可通过前端多路转换器（实际上是9个ADC通道输入）传送,这方便了温度传感器的实现.
ADμC842片内具有62 KB闪速/电擦除程序空间,不需要外加ROM,由于厂家提供了启动引导程序,因此通过标准UART串行接口,经过MAX232电平转换,可以方便地把程序代码加载到ADμC842中,引脚PSEN通过外部电阻拉到低电平,上电复位时将自动进入串行加载模式,一旦处于此模式,用户就可以把程序代码加载到其程序存储器阵列.同时器件仍处于用户应用硬件环境中,利用PC机在用户板上可进行在线编程、加载、仿真和调试,无需任何开发装置.对于新项目开发与系统的升级非常简便.
内部有4 KB闪速/电擦除数据存储器,分为1 024页,每页4 B,按页读写,预写入数据与读出的数据保存在由一组数据存储器EDATA1-EDATA3中.EADRL保存被访问页的8位地址.ECON是8位的控制寄存器.它可以写入5个闪速/电擦除存储器访问命令之一,可以实现各种读、写、擦除和校验模式.所有的操作用户通过6个特殊功能寄存器访问该区域,在掉电情况下,数据不会丢失,使得系统更加可靠. ADμC842通过同步串行接口经MAX3140到异步串行数据通信接口RS 485/RS 422[6],使得在工业环境及强电磁干扰情况下,保证数据传送无误.MAX3140的波特率、数据字长、校验使能和数据字节接收FIFO,通过SPI向MAX3140控制寄存器写入控制字来实现.MAX3140有8 B的FIFO及中断逻辑可节省MCU的时间.支持多点通信即常用的9位模式组成大型的数据采集系统.
3.ADμC842数据采集系统在使用中应注意的
问题
（1） ADC时钟必须在400 kHz～6.7 MHz之间,同时ADC在400 kHz～3 MHz之间有最好的特性,低于400 kHz ADC性能会变坏.
（2） 使用内部基准电压时,VREF和CREF引脚应接0.1 μF到地,内部基准电压将在ADC（经由ADCON1）使能激活,激活后不能立即启动A/D转换,基准电压需要65 ms时间才能到达准确值.
（3） ADμC842有独立的数字、模拟电源与地线引脚.最好保持ADμC842在单电源供电,如果电路板上有两个独立的电源地,为得到好的ADC特性,ADμC842接到较稳定的模拟地.如果两组电源单独供电.DVDD和DD之间最大的绝对差值不能超过0.3 V.
4.结 语
ADμC842组成的系统在实际应用中简单快捷,操作升级简单.使其与其他同类系统相比具有开发周期短、体积小、成本低、功能强、符合现代电子技术应用的要求.