檢測(cè)信號(hào)的傳輸與采集課件

第2章檢測(cè)信號(hào)的傳輸與采集2.1檢測(cè)信號(hào)的傳輸

2.2檢測(cè)信號(hào)的數(shù)據(jù)采集

思考與練習(xí)題

2.1檢測(cè)信號(hào)的傳輸

2.1.1模擬信號(hào)的傳輸方法模擬信號(hào)的傳輸方法分為模擬信號(hào)模擬傳輸和模擬信號(hào)數(shù)字傳輸。模擬信號(hào)模擬傳輸傳輸?shù)男盘?hào)是模擬信號(hào)。在精密測(cè)量中，進(jìn)入測(cè)量電路的除了傳感器輸出的測(cè)量信號(hào)外，往往還有各種噪聲。而傳感器的輸出信號(hào)一般又很微弱，為了便于區(qū)別信號(hào)與噪聲，往往給測(cè)量信號(hào)賦予一定特征，也就是調(diào)制。到達(dá)接收方后，接收方再通過(guò)解調(diào)方法還原出傳送的模擬信號(hào)（不一定需要恢復(fù)原信號(hào)，只要能將它所反映的量值提取出來(lái)即可）。

檢測(cè)信號(hào)可以采用電流形式，也可以采用電壓形式傳輸。在機(jī)柜或控制室內(nèi)，一般信號(hào)傳輸?shù)木嚯x不長(zhǎng)，環(huán)境也較好，信號(hào)傳輸多采用電壓形式。在較遠(yuǎn)距離傳輸時(shí)，考慮到傳送線的電阻在一定的范圍內(nèi)變化對(duì)信號(hào)電流值的影響較小，并且信號(hào)電流流過(guò)電阻很容易轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的信號(hào)電壓，因而一般采用電流形式傳送信號(hào)。模擬信號(hào)數(shù)字傳輸傳輸?shù)男盘?hào)是數(shù)字信號(hào)。

2.1.2U／I變換器集成器件

1.引腳功能XTR110的引腳排列如圖2-1所示。

圖2-1XTR110的引腳圖

2.性能參數(shù)XTR110的主要性能特點(diǎn)如下：采用標(biāo)準(zhǔn)４～20mA電流傳輸；輸入／輸出范圍可選擇；最大非線性誤差為0.005％；帶有精確的＋10V參考電壓輸出；采用獨(dú)立電源工作模式，且電壓范圍很寬（13.5～40V）；引腳可編程。

3.輸入/輸出范圍與引腳連接

XTR110內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要由輸入放大器、U／I轉(zhuǎn)換器和+10V基準(zhǔn)電壓電路等組成。對(duì)于不同的輸入電壓和輸出電流，只要對(duì)某些引腳進(jìn)行適當(dāng)連接就可實(shí)現(xiàn)。不同的輸入／輸出范圍時(shí)引腳的連接關(guān)系如表2-1所示。

2.1.3U／I變換器的應(yīng)用

XTR110輸入0～10Ｖ、輸出4～20mＡ?xí)r的電路如圖2-2所示。其中RP1為調(diào)零電位器，RP2為調(diào)量程電位器。對(duì)于其他輸入電壓與輸出電流范圍，使用時(shí)可根據(jù)具體情況改變管腳3、4、5、

9、

10的連接方式。ＸTR110的輸出電流可用下式表示：

(2-1)

圖2-2

XTR110基本應(yīng)用電路

RSPAN實(shí)際上就是內(nèi)部50Ω電阻Ｒ9。為了獲得不同的輸出電流范圍，也可連接相應(yīng)的外部RSPAN。而外部晶體管則用于傳導(dǎo)輸出信號(hào)電流。推薦使用Ｐ溝道MOS晶體管。它的電壓標(biāo)稱值必須大于或等于最大電源電壓，如果電源電壓＋Ｖcc超過(guò)了它的柵極擊穿電壓，晶體管的漏極將被擊穿而失去作用。參考電壓在管腳12處應(yīng)精確校準(zhǔn)。為保持精度，包括管腳３在內(nèi)的任何負(fù)載都應(yīng)與此點(diǎn)相連。

2）傳輸速率傳輸速率包括數(shù)據(jù)傳輸速率和調(diào)制速率兩種，分別用比特率和波特率來(lái)表示。

(1)數(shù)據(jù)傳輸速率。數(shù)據(jù)傳輸速率是指單位時(shí)間內(nèi)傳送二進(jìn)制代碼的位數(shù)。其單位是比特/秒或位/秒，用比特率表示，

記為bit/s或b/s。計(jì)算公式為

式中S——數(shù)據(jù)傳輸速率；

T——電脈沖信號(hào)(碼元)的寬度或周期；

N——電脈沖信號(hào)所有可能的狀態(tài)數(shù)，是2的整冪數(shù)。

lbN是每個(gè)電脈沖信號(hào)所表示的二進(jìn)制數(shù)據(jù)的位數(shù)。若電信號(hào)所有可能的狀態(tài)數(shù)N=2，即只有“0”和“1”兩種狀態(tài)，則每個(gè)電信號(hào)只傳送1位二進(jìn)制數(shù)據(jù)，那么S=1／T。

(2)調(diào)制速率。調(diào)制速率又稱碼元速率，是信號(hào)經(jīng)調(diào)制后的傳輸速率，表示單位時(shí)間內(nèi)傳輸?shù)拇a元個(gè)數(shù)，用波特率表示，

以波特(Baud)為單位。

數(shù)據(jù)傳輸速率與調(diào)制速率的關(guān)系是：S=BlbN。從上述介紹可知，只有當(dāng)N=2即二進(jìn)制調(diào)制時(shí)，數(shù)據(jù)傳輸速率和調(diào)制速率才是相等的。在多元調(diào)制時(shí)，兩者是不相等的。信道是通信中傳輸信息的通道，它由相應(yīng)的發(fā)送信息與接收信息的設(shè)備以及與之相連接的傳輸介質(zhì)組成，其連接方式有點(diǎn)對(duì)點(diǎn)（點(diǎn)—點(diǎn)）連接和多點(diǎn)連接兩種。

圖2-3數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)連接方式

2.數(shù)據(jù)傳輸方式

1）單工、半雙工和全雙工通信（1）單工通信。如圖2-4(a)所示，單工通信指數(shù)據(jù)總是沿一個(gè)固定方向傳送，如從終端發(fā)數(shù)據(jù)給計(jì)算機(jī)，而不接收從計(jì)算機(jī)發(fā)來(lái)的信息。為了正確發(fā)送數(shù)據(jù)，在接收端收到信息后，要發(fā)回應(yīng)答信息通知發(fā)送端，由發(fā)送端根據(jù)應(yīng)答信息判斷所發(fā)送數(shù)據(jù)是正確接收還是出錯(cuò)并再做處理。應(yīng)答信息總是沿與數(shù)據(jù)傳送方向相反的方向傳送。故單工通信所指方向是數(shù)據(jù)傳送方向。

圖2-4單工、半雙工、全雙工通信(a)單工通信；

(b)半雙工通信；

(c)全雙工通信

2）異步傳輸與同步傳輸異步傳輸方式又稱起止式同步。它是以字符為單位傳輸數(shù)據(jù)，采用位形式的字符同步信號(hào)，發(fā)送器和接收器任一方都不向?qū)Ψ教峁r(shí)鐘同步信號(hào)。在數(shù)據(jù)可以傳送之前，異步傳輸?shù)陌l(fā)送器與接收器雙方不需要協(xié)調(diào)。發(fā)送器可以在任何時(shí)刻發(fā)送數(shù)據(jù)，而接收器必須隨時(shí)都處于準(zhǔn)備接收數(shù)據(jù)的狀態(tài)。計(jì)算機(jī)主機(jī)與輸入、輸出設(shè)備之間一般采用異步傳輸方式，如圖2-5（a）所示。同步傳輸以數(shù)據(jù)幀為單位傳輸數(shù)據(jù)，可采用字符形式或位組合形式的幀同步信號(hào)。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)采用同步傳輸方式時(shí)，常將時(shí)鐘同步信號(hào)置入數(shù)據(jù)信號(hào)幀中，以實(shí)現(xiàn)接收器與發(fā)送器的時(shí)鐘同步，

如圖2-5（b）所示。

圖2-5異步傳輸和同步傳輸

3）串行傳輸與并行傳輸數(shù)據(jù)的傳輸分為串行傳輸與并行傳輸。串行傳輸?shù)臄?shù)據(jù)是一位一位在設(shè)備間進(jìn)行傳輸，在發(fā)送站需將并行數(shù)據(jù)位流變成串行數(shù)據(jù)位流，然后發(fā)送到傳輸信道上，而在接收站又要將從傳輸信道接收到的數(shù)據(jù)位流變換成并行數(shù)據(jù)位流。在并行傳輸時(shí)，多個(gè)位在設(shè)備間是同時(shí)傳輸?shù)?。串行傳輸?shù)乃俣缺炔⑿袀鬏斠枚啵M(fèi)用低，通常傳輸距離較遠(yuǎn)的數(shù)字通信系統(tǒng)多采用串行傳輸。而并行傳輸?shù)乃俣雀撸?/p>

但設(shè)備費(fèi)用也高，

適用于近距離傳輸。

頻分多路復(fù)用(FDM)是將多路信號(hào)分別調(diào)制到互不交疊的頻段來(lái)進(jìn)行傳輸，各路信號(hào)在微觀上是并行傳送的。FDM的缺點(diǎn)是各路信號(hào)之間易互相干擾，它多用于模擬通信中。波分多路復(fù)用(WDM)是在光纖信道上使用的頻分多路復(fù)用的一個(gè)變種，它是在光波頻率范圍內(nèi)，把不同波長(zhǎng)的光波，按一定間隔排列在一根光纖中傳送，即將光纖可工作的有效波長(zhǎng)劃分為多個(gè)波段，通過(guò)棱柱或光柵將不同的波段合成到一根共享光纖上。

WDM用于光纖通信中。

5）基帶、頻帶和寬帶傳輸原始電信號(hào)所占用的頻率范圍叫基本頻率(簡(jiǎn)稱基帶)，這種原始電信號(hào)稱為基帶信號(hào)?；鶐鬏斁褪菍⒒鶐盘?hào)直接送到線路上進(jìn)行傳輸?shù)膫鬏敺绞健?shù)字信號(hào)的基本頻帶為從0到若干兆赫?；鶐鬏斚到y(tǒng)無(wú)需使用調(diào)制解調(diào)器，設(shè)備費(fèi)用低，適用于短距離的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中。頻帶傳輸是指將基帶信號(hào)進(jìn)行調(diào)制后形成的模擬信號(hào)送到線路上進(jìn)行傳輸?shù)膫鬏敺绞?。頻帶傳輸在發(fā)送端和接收端都要設(shè)置調(diào)制解調(diào)器。頻帶傳輸適合于長(zhǎng)距離的數(shù)據(jù)傳輸，而且能夠?qū)崿F(xiàn)多路復(fù)用。

2．現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)的實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)總線的基礎(chǔ)是數(shù)字通信，通信就必須有協(xié)議，現(xiàn)場(chǎng)總線的協(xié)議是參照國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)的開(kāi)放系統(tǒng)互連(OSI)協(xié)議。OSI協(xié)議是為計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)而制定的七層參考模型，即物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層、會(huì)話層、表示層和應(yīng)用層，它對(duì)任何網(wǎng)絡(luò)都是適用的，只要網(wǎng)絡(luò)中所要處理的要素是通過(guò)共同的路徑進(jìn)行通信的。目前，各個(gè)公司生產(chǎn)的現(xiàn)場(chǎng)總線產(chǎn)品沒(méi)有一個(gè)統(tǒng)一的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，但是各公司在制定自己的通信協(xié)議時(shí)，都參考了OSI七層協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，且大都采用了其中的第1層、第2層和第7層，即物理層、數(shù)據(jù)鏈路層和應(yīng)用層，同時(shí)考慮現(xiàn)場(chǎng)裝置的控制功能和具體運(yùn)用增設(shè)了第8層即用戶層。

1）物理層物理層定義了信號(hào)的編碼與傳送方式、傳送介質(zhì)、接口的電氣及機(jī)械特性、信號(hào)傳輸速率等?，F(xiàn)場(chǎng)總線有兩種編碼方式：曼徹斯特編碼（Manchester）和不歸零編碼（NRZ），前者同步性好，但頻帶利用率低，后者則剛好相反。Manchester編碼采用基帶傳輸，而NRZ編碼采用頻帶傳輸。其調(diào)制方式主要有CPFSK和COFSK。現(xiàn)場(chǎng)總線傳輸介質(zhì)主要有有線電纜、光纖和無(wú)線介質(zhì)。

2）數(shù)據(jù)鏈路層關(guān)于MAC層，目前有以下三種協(xié)議：（1）集中式輪詢協(xié)議。其基本原理是網(wǎng)絡(luò)中有主站，主站周期性地輪詢各個(gè)節(jié)點(diǎn)，被輪詢的節(jié)點(diǎn)允許與其他節(jié)點(diǎn)通信。（2）令牌總線協(xié)議。這是一種多主站協(xié)議，主站之間以令牌傳送協(xié)議進(jìn)行工作，持有令牌的站可以輪詢其他站。（3）

總線仲裁協(xié)議。

其機(jī)理類(lèi)似于多機(jī)系統(tǒng)中并行總線的管理機(jī)制。

3）應(yīng)用層應(yīng)用層可以分為兩個(gè)子層。上面子層是應(yīng)用服務(wù)層(FMS層)，它為用戶提供服務(wù)；下面子層是現(xiàn)場(chǎng)總線存取層(FAS層)，它實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)鏈路層的連接。應(yīng)用層的功能是進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備數(shù)據(jù)的傳送及現(xiàn)場(chǎng)總線變量的訪問(wèn)。它為用戶應(yīng)用提供接口，定義了如何應(yīng)用讀、寫(xiě)、中斷和操作信息及命令，同時(shí)定義了信息、句法(包括請(qǐng)求、執(zhí)行及響應(yīng)信息)的格式和內(nèi)容。應(yīng)用層的管理功能在初始化期間初始化網(wǎng)絡(luò)，指定標(biāo)記和地址。同時(shí)按計(jì)劃配置應(yīng)用層，也對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行控制，統(tǒng)計(jì)失敗和檢測(cè)新加入或退出網(wǎng)絡(luò)的裝置。

4）用戶層用戶層是現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)在OSI模型之外新增加的一層，是使現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)開(kāi)放與可互操作性的關(guān)鍵。用戶層定義了從現(xiàn)場(chǎng)裝置中讀、寫(xiě)信息和向網(wǎng)絡(luò)中其他裝置分派信息的方法，即規(guī)定了供用戶組態(tài)構(gòu)成系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)“功能模塊”。事實(shí)上，各廠家生產(chǎn)的產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)功能塊的程序可能完全不同，但對(duì)功能塊特性描述、參數(shù)設(shè)定及相互連接的方法是公開(kāi)統(tǒng)一的。信息在功能塊內(nèi)經(jīng)過(guò)處理后輸出，用戶對(duì)功能塊的工作就是選擇“設(shè)定特征”及“設(shè)定參數(shù)”，并將其連接起來(lái)。

功能塊除了輸入/輸出信號(hào)外，還輸出表征該信號(hào)狀態(tài)的信號(hào)。

3．幾種流行的現(xiàn)場(chǎng)總線

1)CAN(控制器局域網(wǎng)絡(luò))CAN屬于總線型串行通信網(wǎng)絡(luò)，最早用于汽車(chē)內(nèi)部檢測(cè)部件與執(zhí)行部件間的數(shù)據(jù)通信。由于本身的特點(diǎn)，其應(yīng)用范圍已不再局限于汽車(chē)工業(yè)，而向過(guò)程控制、機(jī)械工業(yè)、紡織機(jī)械、機(jī)器人、數(shù)控機(jī)床、醫(yī)療器械、智能建筑等領(lǐng)域發(fā)展。CAN已成為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO11898標(biāo)準(zhǔn)。

2)LONWORKS(局域操作網(wǎng)絡(luò))

LONWORKS由美國(guó)Echelon公司研制，其核心是Neuron(神經(jīng)元)芯片，內(nèi)含3個(gè)8位的CPU。第一個(gè)CPU為介質(zhì)訪問(wèn)控制處理器，實(shí)現(xiàn)LonTank協(xié)議的第1層和第2層；第2個(gè)CPU為網(wǎng)絡(luò)處理器，實(shí)現(xiàn)LonTank協(xié)議的第3層至第6層；第3個(gè)CPU為應(yīng)用處理器，

實(shí)現(xiàn)LonTank協(xié)議的第7層，執(zhí)行用戶編寫(xiě)的代碼及用戶代碼所調(diào)用的操作系統(tǒng)服務(wù)。

3)PROFIBUS(過(guò)程現(xiàn)場(chǎng)總線)

PROFIBUS是德國(guó)標(biāo)準(zhǔn)，有幾種改進(jìn)型，分別用于不同的場(chǎng)合。如PROFIBUS-PA用于過(guò)程自動(dòng)化，通過(guò)總線供電，提供本質(zhì)安全型，可用于危險(xiǎn)防爆區(qū)域；PROFIBUS-FMS用于一般自動(dòng)化；PROFIBUS-DP用于加工自動(dòng)化，適用于分散的外圍設(shè)備。

4)HART(可尋址遠(yuǎn)程傳感器數(shù)據(jù)通路)HART由美國(guó)Rosemount公司研制，HART協(xié)議參照ISO／OSI模型的第1、2、7層，即物理層、

數(shù)據(jù)鏈路層和應(yīng)用層。

5)FF（基金會(huì)現(xiàn)場(chǎng)總線）現(xiàn)場(chǎng)總線基金會(huì)(FF)是國(guó)際公認(rèn)的惟一不附屬于某企業(yè)的公正非商業(yè)化的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織，其宗旨是制定統(tǒng)一的現(xiàn)場(chǎng)總線國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，無(wú)專利許可要求，可供任何人使用。FF現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)共有4層協(xié)議，即物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、應(yīng)用層和用戶層。

2.2檢測(cè)信號(hào)的數(shù)據(jù)采集

2.2.1數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的基本組成單元數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)簡(jiǎn)稱DAS，其種類(lèi)很多，但其基本構(gòu)成是相似的。圖2-7所示為一個(gè)典型的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。由圖可見(jiàn)，計(jì)算機(jī)通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)接口與本身的外部設(shè)備連接，如打印機(jī)、顯示器等。再通過(guò)測(cè)控接口與模擬或數(shù)字輸入通道、模擬或數(shù)字控制通道、智能儀器儀表等連接起來(lái)。因此，一個(gè)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)實(shí)際上是一個(gè)計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)，它由軟件和硬件兩大部分組成。其中，硬件結(jié)構(gòu)主要有傳感器、多路開(kāi)關(guān)及采樣/保持器（S/H）、濾波器和放大器（IA）、A／D轉(zhuǎn)換器、計(jì)算機(jī)及接口電路等。圖2-7數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)組成

2.2.2數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式

1.集中采集式集中采集式又有兩種結(jié)構(gòu)形式：同步型和分時(shí)型。（1）多通道同步型。如圖2-8(a)所示，每個(gè)通道都有自己的S／H，并可受同一觸發(fā)信號(hào)控制，這樣可以做到在同一時(shí)刻內(nèi)將采集信號(hào)暫存在各自的保持電容上，以后由計(jì)算機(jī)指令逐一進(jìn)行A／D轉(zhuǎn)換。這種結(jié)構(gòu)可允許對(duì)各通道之間的相互關(guān)系(如互相關(guān)、互功率譜等)進(jìn)行分析。

圖2-8集中采集式多通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式(a)多通道同步型；

(b)多通道分時(shí)型

2.分散采集式(分布式)分布式如圖2-9(a)所示，無(wú)切換開(kāi)關(guān)，這種結(jié)構(gòu)形式通常用于高速系統(tǒng)，允許通道同時(shí)進(jìn)行轉(zhuǎn)換。它是多個(gè)單通道DAS的組合，可以對(duì)各通道數(shù)據(jù)描述同時(shí)實(shí)時(shí)給出，具有靈活性強(qiáng)、

高速、高精度的特點(diǎn)。

圖2-9分布式多通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式(a)分布式單機(jī)結(jié)構(gòu)；

(b)網(wǎng)絡(luò)式結(jié)構(gòu)

2.2.3數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的主要構(gòu)件

1、多路開(kāi)關(guān)

1）CD4051：CD4051是一個(gè)雙向8通道多路開(kāi)關(guān)，它有3個(gè)二進(jìn)制控制輸入端A、B、C和一個(gè)禁止輸入端，并由3位二進(jìn)制信號(hào)來(lái)選擇8個(gè)通道中的一個(gè)通道。當(dāng)為“1”時(shí)，通道斷開(kāi)，禁止模擬量輸入；當(dāng)為“0"，通道接通，允許模擬量輸入。其工作原理如圖2－10所示。

圖2—10CD4051原理圖圖中，邏輯電平轉(zhuǎn)換單元完成CMOS到TTL的電平轉(zhuǎn)換，因此這種多路開(kāi)關(guān)輸入電平范圍廣，數(shù)字量輸入為3～15V，模擬量可達(dá)15V。二進(jìn)制譯碼器用來(lái)對(duì)選擇輸入端A、B、C的狀態(tài)進(jìn)行譯碼，并控制開(kāi)關(guān)電路TG，使某一路開(kāi)關(guān)接通，從而使輸入/輸出通道相連。

2）CD4052

CD4052為雙向4通道多路開(kāi)關(guān)，其工作原理與CD4051相似，兩者不同之處在于CD4052只有兩個(gè)通道選擇輸入端A、B，這樣可以選擇4種狀態(tài)。譯碼器譯出的每一種狀態(tài)同時(shí)控制X、Y兩個(gè)開(kāi)關(guān)。因此，這種開(kāi)關(guān)適宜做差動(dòng)信號(hào)輸入的多路開(kāi)關(guān)。

CD4052的工作原理如圖2-11所示。

圖2-11CD4052原理圖

3）CD4053

CD4053為三重兩通道多路開(kāi)關(guān)，其原理與CD4052基本相同。不同的是它可以一次接通3個(gè)通道，此外它有3個(gè)二選一譯碼器，

其工作原理如圖2-12所示。

圖2-12CD4053原理圖

表2-2CD4051／CD4052／CD4053的真值表

2．采樣／保持器采樣／保持電路是為了保證在A／D轉(zhuǎn)換過(guò)程中，使模擬信號(hào)以較高的精度轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。由于模擬信號(hào)向數(shù)字信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換需要一定的時(shí)間，因此在這段時(shí)間里，必須保持采樣點(diǎn)的數(shù)值不變，才能保證轉(zhuǎn)換的精度，這就是采樣／保持器的意義所在。采樣／保持器有兩種工作方式：一種是采樣方式；另一種是保持方式。這兩種方式由方式控制端來(lái)選擇。在采樣方式中，采樣／保持器的輸出跟隨模擬輸入電壓；在保持方式中，采樣／保持器的輸出將保持采樣命令發(fā)出時(shí)刻的輸入值，直到保持命令撤消(即轉(zhuǎn)到采樣命令)時(shí)為止。

圖2-13所示為采樣／保持過(guò)程的示意圖。

圖2-13采樣/保持器的工作方式(a)工作方式；

(b)采樣/保持器

1)AD582

AD582是由高性能運(yùn)算放大器、低泄漏電阻的模擬開(kāi)關(guān)及一個(gè)由結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管組成的輸入放大器等三部分組成。

AD582的引腳及結(jié)構(gòu)原理如圖2-14所示。

圖2—14AD582的引腳及原理圖

AD582的各引腳功能如下：

+IN、－IN：采樣／保持器模擬輸人信號(hào)端。接+IN時(shí)，輸出與輸入同相；接－IN時(shí)，輸出與輸入反相。

NULL：調(diào)零端。使用時(shí)要求外接一個(gè)電位器，以調(diào)整第一級(jí)差動(dòng)運(yùn)算放大器的工作電流。

CH：外接保持電容。由用戶選用。

0UTPUT：采樣／保持器輸出端。由于采樣／保持器的增益為1，所以輸出始終跟蹤輸入(注意相位的變化)。

LogicIN+、LogicIN－：邏輯控制差動(dòng)輸入端。LogicIN+相對(duì)于LogicIN－的電壓為－6V～+0.8V時(shí)，AD582處于采樣工作方式；LogicIN+偏置為+2V～+Vs－3V之間時(shí)，AD582處于保持工作方式。

+Vs、－Vs：電源端。分別為+15V和－15V。

NC：空腳。

AD582的使用特點(diǎn)如下：（1）采樣時(shí)間比較短，最短可達(dá)6μs。該時(shí)間與所選擇的保持電容的大小有關(guān)。（2）保持電容器C充電電流與保持時(shí)的電容漏電流之間的比值可達(dá)107。該比值越大，表明保持電壓下降速率越低。（3）輸入信號(hào)電平可達(dá)電源電壓±VS，可適用于12位的A／D轉(zhuǎn)換器。（4）使用時(shí)要把模擬地與數(shù)字地相互隔開(kāi)，以提高抗干擾能力。（5）

可與任何獨(dú)立的運(yùn)算放大器連接，

以控制增益或頻率響應(yīng)，

并提供反相信號(hào)。

2)LF198/LF298/LF398LF198／LF298／LF398是一種具有采樣速度高、保持電壓下降速率慢及精度高的單片集成采樣／保持器，采用雙極型—結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管工藝。當(dāng)邏輯控制信號(hào)為高電平時(shí)，處于跟隨狀態(tài)；為低電平時(shí)處于保持狀態(tài)。LF198／LF298／LF398的電路結(jié)構(gòu)完全相同，只是某些電氣參數(shù)稍有不同，其結(jié)構(gòu)原理如圖2-15所示。LF198系列采用兩種封裝方式，一種是雙列直插式封裝（見(jiàn)圖2-16(a)），另一種是8腳金屬管殼封裝（見(jiàn)圖2-16(b)）。

圖2-15LF198/LF298/LF398結(jié)構(gòu)原理圖

圖2-16LF198/LF298/LF398管腳圖

LF398使用的極限參數(shù)如下：①電源電壓為±18V；②功率耗散(封裝限制)為500mW；③工作環(huán)境溫度范圍：LF198／LF198A為－55～+125℃，

LF298為－25～+85℃，

LF398為0～+150℃；④存儲(chǔ)溫度范圍為－65～+150℃；⑤輸入電壓為電源電壓；⑥邏輯到邏輯基準(zhǔn)的差動(dòng)電壓為+7V，－30V；⑦輸出短路持續(xù)時(shí)間不確定；⑧保持電容器短路持續(xù)時(shí)間為10s；⑨

引線溫度(焊錫，10s)為300℃。

圖2-17所示是LF398作為采樣／保持器應(yīng)用的典型電路。管腳2是調(diào)零端。將1kΩ電位器的一個(gè)固定端接VCC，另一個(gè)固定端通過(guò)電阻接地，可調(diào)端接管腳2。固定電阻以其流過(guò)0.6mA為宜選取阻值。不需要直流調(diào)零時(shí)，管腳2懸空。

圖2-17LF398應(yīng)用典型電路

3.模/數(shù)（A／D）轉(zhuǎn)換器

A／D轉(zhuǎn)換器是一種將模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量的器件，通常也稱為ADC。在數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中，傳感器的輸出大部分為模擬信號(hào)(電壓、電流)，而計(jì)算機(jī)只能接收數(shù)字量。為此，需要在傳感器與計(jì)算機(jī)之間進(jìn)行模／數(shù)轉(zhuǎn)換，以便將模擬電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)能識(shí)別的二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)。因此A／D轉(zhuǎn)換器是數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)，它直接關(guān)系到測(cè)量的準(zhǔn)確度、分辨力和轉(zhuǎn)換速度。

A／D轉(zhuǎn)換器的類(lèi)型較多。按其轉(zhuǎn)換輸出數(shù)據(jù)的方式，可分為并行和串行兩種，其中并行又分為8位、10位、14位和16位等；按其轉(zhuǎn)換原理可分為逐次逼近式和雙積分式等。并行與串行ADC各有其優(yōu)勢(shì)。并行ADC占用較多的數(shù)據(jù)線，具有輸出速度快的優(yōu)點(diǎn)，在轉(zhuǎn)換位數(shù)較少時(shí)具有很高的性價(jià)比。串行ADC占用的數(shù)據(jù)線少，轉(zhuǎn)換速度慢，但它也有自身的優(yōu)點(diǎn)：一是便于信號(hào)隔離，只需少數(shù)幾路光電隔離器件就可以實(shí)現(xiàn)電氣隔離，在轉(zhuǎn)換位數(shù)較多的情況下具有較高的性價(jià)比；二是其芯片小、引腳少，便于線路板的制作。

A／D轉(zhuǎn)換器的主要技術(shù)特性如下：

(1)分辨力與分辨率。A／D轉(zhuǎn)換器的分辨率習(xí)慣上以輸出二進(jìn)制位數(shù)或BCD碼位數(shù)表示。分辨力為1LSB(最低有效位數(shù))。12位A／D轉(zhuǎn)換器AD574的分辨率為12位，用百分?jǐn)?shù)表示為

·5G14433雙積分式A／D轉(zhuǎn)換器的分辨率為3位半。它的滿度字位為1999，其百分?jǐn)?shù)表示的分辨率為

A／D轉(zhuǎn)換器的分辨力(1LSB)對(duì)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的總分辨力起著決定性作用。

(2)量化誤差e

在理論上≤±1/2LSB。

(3)轉(zhuǎn)換時(shí)間。完成一次A／D轉(zhuǎn)換的時(shí)間TC為A／D轉(zhuǎn)換時(shí)間，在這段時(shí)間里輸入A／D的模擬電壓數(shù)值應(yīng)穩(wěn)定不變，否則就會(huì)造成A／D轉(zhuǎn)換的誤差。通常轉(zhuǎn)換時(shí)間TC比采樣/保持器的孔徑時(shí)間TAP大，更比孔徑抖動(dòng)TAJ大得多，因此若不加采樣保持器，在保證轉(zhuǎn)換誤差不大于量化誤差e的條件下，A／D轉(zhuǎn)換器直接轉(zhuǎn)換輸入信號(hào)Vx(t)的最高頻率是很低的，公式(2-2)是轉(zhuǎn)換時(shí)間TC和轉(zhuǎn)換器的位數(shù)與可采集信號(hào)的最高頻率的關(guān)系：（2-2）

例如：8位ADC(080X)，n=8，Tc=100μs，fH≤6.3Hz；12位ADC(AD574)，n=12，Tc=35μs，fH≤1.1Hz；例如：8位ADC(080X)，n=8，Tc=100μs，fH≤6.3Hz；12位ADC(AD574)，n=12，Tc=35μs，fH≤1.1Hz；為了對(duì)更高頻率的輸入信號(hào)進(jìn)行模一數(shù)轉(zhuǎn)換，在A／D轉(zhuǎn)換器前都要加采樣保持器。

(4)轉(zhuǎn)換速率是轉(zhuǎn)換時(shí)間Tc的倒數(shù)，如Tc=20ns，即轉(zhuǎn)換速率為50MSPS，就是說(shuō)每秒完成50×100次A／D轉(zhuǎn)換。

(5)其他參數(shù)如對(duì)電源電壓變化的抑制比(PSRR)、零點(diǎn)和增益溫度系數(shù)、輸入電阻等。

A／D轉(zhuǎn)換器除了以上主要技術(shù)特性外，作為一個(gè)測(cè)量系統(tǒng)中的一個(gè)環(huán)節(jié)，它也有測(cè)量環(huán)節(jié)的基本特性(靜態(tài)特性、動(dòng)態(tài)特性)相對(duì)應(yīng)的技術(shù)指標(biāo)，如零點(diǎn)、非線性誤差(線性度)、量程等，除廠家給出外，用戶可以自行檢驗(yàn)或標(biāo)定。

4.A／D轉(zhuǎn)換器芯片AD574A簡(jiǎn)介

AD574A型快速12位逐次比較式A／D轉(zhuǎn)換器為美國(guó)模擬器件公司產(chǎn)品。一次轉(zhuǎn)換時(shí)間為25μs，轉(zhuǎn)換速率為40MSPS，分辨率12位，非線性誤差小于±1/2LSB。采用28腳雙立直插式封裝，各引腳功能如圖2-18所示，圖2-19是其管腳圖。

圖2-18AD574的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖圖2-19AD574A引腳功能

1)工作電源與地UL（1腳）——+5V；VCC(7腳)——+15V／+12V；VEE(11腳)——

－15V／－12V；AG(9腳)——模擬公共端；DG(15腳)——數(shù)字公共端。

2)模擬信號(hào)輸入引腳

AD574A可提供四種模擬量量程范圍的輸入：?jiǎn)螛O性0～+10V，0～+20V；雙極性－5～+5V，－10～+10V。

(1)單極性輸入：BIPOFF(12腳)——經(jīng)100Ω電阻接地。10VIN(13腳)——接量程0～+10V輸入信號(hào)；20VIN(14腳)——接量程0～+20V輸入信號(hào)。

(2)雙極性輸入：BIPOFF(12腳)——經(jīng)100Ω可調(diào)電阻接8腳。10VIN(13腳)——接量程－5～+5V輸入信號(hào)；

20VIN(14腳)——接量程－10～+10V輸入信號(hào)。

3)參考電壓源芯片內(nèi)參考電壓源可提供基準(zhǔn)電壓值為+10.0V±1％。REFOUT(8腳)——片內(nèi)參考電壓源基準(zhǔn)電壓輸出端；REFIN(10腳)——基準(zhǔn)電壓值輸入端。說(shuō)明：使用片內(nèi)參考電壓源時(shí)，8腳經(jīng)100Ω可調(diào)電阻接10腳；使用外部參考電壓源時(shí)，

10腳接外部參考電壓源。

(4)輸出引腳

12個(gè)引腳輸出12位二進(jìn)制數(shù)碼，碼位與引腳對(duì)應(yīng)關(guān)系為：引腳16～27—D0～D11，為12位二進(jìn)制數(shù)碼輸出數(shù)據(jù)線。

(5)芯片工作控制信號(hào)引入腳

CE(6腳)——片能用信號(hào)輸入端；

CS(3腳)——片選信號(hào)輸入端。

同時(shí)滿足CE=1，CS=0時(shí)，AD574才能處于正常工作狀態(tài)。

6)A／D轉(zhuǎn)換啟動(dòng)、數(shù)據(jù)讀出邏輯控制信號(hào)R／C(5腳)——讀／信號(hào)轉(zhuǎn)換，低電平“0”啟動(dòng)A／D轉(zhuǎn)換，高電平“1”讀A／D轉(zhuǎn)換結(jié)果數(shù)據(jù)；12／8(2腳)——數(shù)據(jù)輸出方式選擇，“1”高電平(必須接+5V(1腳))對(duì)應(yīng)12位并行數(shù)碼輸出；“0”低電平(必須接15腳、地)對(duì)應(yīng)8位雙字節(jié)輸出；A0(4腳)——字節(jié)選擇。說(shuō)明：①當(dāng)12／8=0且A0=0時(shí)，輸出高8位；當(dāng)12／8=0且A0=1時(shí)，輸出低4位，并以4個(gè)0補(bǔ)足尾隨的4位。②當(dāng)R/C=0且A0=0時(shí)，按12位A／D轉(zhuǎn)換方式工作；當(dāng)R/C=0且A0=1時(shí)，按8位A／D轉(zhuǎn)換方式工作。

表2-3AD574A邏輯控制真值表

7）工作狀態(tài)指示STS(28腳)——轉(zhuǎn)換／完成狀態(tài)指示端

STS=1時(shí)表示轉(zhuǎn)換器正處于轉(zhuǎn)換狀態(tài)，STS=0時(shí)表示A／D轉(zhuǎn)換完畢。該信號(hào)可供微處理器作為中斷或查詢信號(hào)，用于轉(zhuǎn)換結(jié)果的讀取以及(經(jīng)反相器)直接作為采樣／保持器的控制信號(hào)。

2.2.4數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的電氣隔離

1.光電耦合隔離

1)光電耦合器隔離的原理

(1)光電耦合器的輸入端為發(fā)光二極管，輸出端為光敏三極管，輸入端與輸出端之間是通過(guò)光傳遞信息的，而且又是在密封條件下進(jìn)行的，故不會(huì)受到外界光的影響。光電耦合器的結(jié)構(gòu)如圖2-20所示。

圖2-20

光電耦合器的結(jié)構(gòu)

(2)光電耦合器的輸入阻抗很低，一般為100～1000Ω，而干擾源的內(nèi)阻一般很大，通常為105～106Ω，根據(jù)分壓原理可知，這時(shí)能饋送到光電耦合器輸入端的噪聲自然很小。

(3)由于干擾噪聲源的內(nèi)阻一般很大，盡管它能提供較大幅度的干擾電壓，但能提供的能量很小，即只能形成微弱的電流。而光電耦合器輸入端的發(fā)光二極管，只有當(dāng)流過(guò)的電流超過(guò)其閾值時(shí)才能發(fā)光，輸出端的光敏三極管只在一定光強(qiáng)下才能工作。因此即使是電壓幅值很高的干擾，由于沒(méi)有足夠的能量而不能使發(fā)光二極管發(fā)光，

仍然會(huì)被抑制掉。

(4)光電耦合器的輸入端與輸出端之間的寄生電容極小，一般僅為0.5～2pF，而絕緣電阻又非常大，通常為1011～1013Ω，因此輸出端的各種干擾噪聲很難反饋到輸入端。由于光電耦合器件的以上優(yōu)點(diǎn)，

使得它在數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中得到了廣泛應(yīng)用。

2)光電耦合器隔離的應(yīng)用

(1)用于系統(tǒng)與外界的隔離。在實(shí)際應(yīng)用中，因?yàn)閿?shù)據(jù)采集系統(tǒng)采集的信號(hào)來(lái)源于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，所以需把待采集的信號(hào)系統(tǒng)隔離。其做法是在傳感器與數(shù)據(jù)采集電路之間加上一個(gè)光電耦合器，如圖2-21所示。

圖2-21信號(hào)與系統(tǒng)的隔離

(2)用于系統(tǒng)電路之間的隔離。這種方法是在兩個(gè)電路之間加入一個(gè)光電耦合器，如圖2-22所示。電路Ⅰ的信號(hào)向電路Ⅱ是靠光傳遞的，切斷了兩個(gè)電路之間電的聯(lián)系，使兩個(gè)電路之間的電位差UCM不能形成干擾。

電路Ⅰ的信號(hào)加到發(fā)光二極管上，使發(fā)光二極管發(fā)光，它的光強(qiáng)正比于電路Ⅰ輸出的信號(hào)電流。這個(gè)光被光電三極管接收，再產(chǎn)生正比于光強(qiáng)的電流輸送到電路Ⅱ。由于光電耦合器的線性范圍比較小，

因此它主要用于傳輸數(shù)字信號(hào)。

圖2-22電路的光電耦合隔離

2.電磁耦合隔離電磁耦合隔離是在傳感器與采集電路之間加入一個(gè)隔離放大器，利用隔離放大器的電磁耦合，將外界的模擬信號(hào)與系統(tǒng)進(jìn)行隔離傳送。圖2-23所示為AD公司生產(chǎn)的隔離放大器AD202的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。AD202是一個(gè)典型的變壓器耦合二端隔離放大器，它采用調(diào)幅與解調(diào)技術(shù)將直流或交流信號(hào)通過(guò)變壓器耦合到輸出級(jí)。其輸入級(jí)內(nèi)置一個(gè)獨(dú)立的運(yùn)放作為信號(hào)預(yù)處理，可進(jìn)行緩沖、濾波等功能；輸出級(jí)對(duì)信號(hào)進(jìn)行解調(diào)、濾波與放大。內(nèi)置的DC/DC變換器可以提供電源給輸入側(cè)的運(yùn)放、調(diào)制器或其他電路。

圖2-23AD202的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖

另外，還有三點(diǎn)隔離的變壓器耦合隔離放大器，如BB公司的3656，可以實(shí)現(xiàn)輸入級(jí)和輸出級(jí)隔離，而且供電電源與放大器隔離，真正實(shí)現(xiàn)了信號(hào)和電源完全隔離。隔離放大器在采集系統(tǒng)中的應(yīng)用見(jiàn)圖2-24。由圖可見(jiàn)，外界的模擬信號(hào)由隔離放大器進(jìn)行隔離放大，然后以高電平低阻抗的特性輸出至多路開(kāi)關(guān)。為抑制市電頻率對(duì)系統(tǒng)的影響，電源部分由變壓器隔離。另外，A/D轉(zhuǎn)換輸出采取光電隔離后送入計(jì)算機(jī)總線，以防止模擬通道的干擾饋入計(jì)算機(jī)；計(jì)算機(jī)總線的控制信號(hào)也經(jīng)光電隔離傳送至多路開(kāi)關(guān)、采樣／保持和A／D轉(zhuǎn)換芯片。

圖2-24數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的隔離

3.電容耦合隔離電容耦合隔離方法是比較先進(jìn)的，采用了頻率調(diào)制技術(shù)，通過(guò)對(duì)輸入電壓數(shù)字編碼和差動(dòng)電容勢(shì)壘耦合，準(zhǔn)確地隔離和傳輸模擬信號(hào)。圖2-25所示為BB公司生產(chǎn)的電容耦合隔離放大器ISO122的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。該隔離放大器輸入和輸出之間通過(guò)2個(gè)1pF的隔離電容進(jìn)行信號(hào)耦合。在調(diào)制端，輸入放大器對(duì)輸入電流和一個(gè)可切換的電流源之間的差值進(jìn)行積分。假設(shè)VIN為0V，積分器將以單向的斜率上升直到超過(guò)比較器的閾值。內(nèi)部的壓控振蕩器使電流源以500kHz的頻率切換，輸出調(diào)制的數(shù)字電平以差動(dòng)形式加在勢(shì)壘電容上，同時(shí)外加隔離電壓呈共模形式。輸出端的放大器檢測(cè)出來(lái)的差動(dòng)信號(hào)作為另一個(gè)電流源到積分器A2的切換控制，信號(hào)解調(diào)產(chǎn)生一個(gè)平均值等于VIN的VOUT，經(jīng)過(guò)低通濾波器濾掉余下的載波噪聲之后，就成為隔離放大器的輸出。

圖2-25ISO122的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖

2.2.5ADμC8XX集成數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

1.ADμC8XX系列產(chǎn)品簡(jiǎn)介美國(guó)AD公司是轉(zhuǎn)換器領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)者。該公司率先研制出了真正意義上的完整的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)芯片(包括數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換電路、微控制器、閃速／電擦除存儲(chǔ)器等)——ADμC8XX。這種嶄新的微轉(zhuǎn)換器采用先進(jìn)的混合信號(hào)處理的IC工藝，顯著地提高了數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的性能并大幅度地減少了開(kāi)發(fā)時(shí)間和成本。微轉(zhuǎn)換器系列產(chǎn)品的高性能和高精度轉(zhuǎn)換技術(shù)，能更靈活地對(duì)芯片進(jìn)行編程，能更方便地處理大量的數(shù)據(jù)采集問(wèn)題，其低廉的價(jià)格更富有競(jìng)爭(zhēng)力。ADμC8XX系列的典型產(chǎn)品有ADμC812、ADμC816和ADμC824，可組成單片數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制、家用電器、通信、自動(dòng)化和軍事領(lǐng)域當(dāng)中；由于其體積小、功耗低，還可以用于智能傳感器、電池供電系統(tǒng)(如手提電腦、儀器、監(jiān)視器)等。

ADμC812是全集成的高性能的12位數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，它在單個(gè)芯片內(nèi)集成了高性能的自校準(zhǔn)多通道ADC、兩個(gè)12位DΑC以及可編程的8位(與8051兼容)MCU。其片內(nèi)8KB的閃速／電擦除(Flash／EE)程序存儲(chǔ)器、640字節(jié)的閃速／電擦除數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器以及256字節(jié)的數(shù)據(jù)SRAM均由可編程內(nèi)核控制。另外，MCU具有看門(mén)狗定時(shí)器、電源監(jiān)視器和ADCDMA的功能，為多處理器接口和I／O擴(kuò)展提供了32條可編程的I／O線、IZC兼容的SPI和標(biāo)準(zhǔn)UAR2、串行口I／O等。MCU內(nèi)核和模擬轉(zhuǎn)換器均有正常、空閑和掉電這三種工作模式，有適合于低功率應(yīng)用的靈活的電源管理方案。在工業(yè)溫度范圍內(nèi)，有3V和5V兩種規(guī)格電壓工作器件可供選擇。它有52條引腳，用扁平塑料四方形封裝。

ADμC8１6與ADμC8１2類(lèi)似。它在單個(gè)芯片內(nèi)包含了高精度的雙通道16位Σ-ΔADC溫度傳感器、PGA與89C52MCU兼容的內(nèi)核、閃速存儲(chǔ)RAM以及定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，具有26條可編程的I/O線和12個(gè)中斷源(2個(gè)優(yōu)先級(jí))。其芯片內(nèi)集成了8KB的閃速/電擦除程序存儲(chǔ)器、640B的閃速/電擦除數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和256B的RAM，而且包括UART、SPI和與I2C兼容的串行接口、多個(gè)數(shù)字I/O、看門(mén)狗定時(shí)器(WDT)、12位電壓輸出DAC、電壓監(jiān)視器(PSM)，以及定時(shí)器／計(jì)數(shù)器(TIC)等外圍設(shè)備。這種集成數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于稱重、便攜式電子儀器及壓力測(cè)量等系統(tǒng)中。ADμC824是一款非常靈活的器件，它集雙路Σ-ΔADC、溫度傳感器、增益可程控的放大器(PGA)、8位MCU、FlashMemory、RAM以及定時(shí)器／計(jì)數(shù)器于一身，并且可以直接接收來(lái)自傳感器的微弱信號(hào)。

ADμC824利用一個(gè)32kHz晶振驅(qū)動(dòng)片內(nèi)PLL來(lái)產(chǎn)生內(nèi)部所需的工作頻率。其輸出數(shù)據(jù)速率隨MCU內(nèi)核工作頻率而變化，輸出分辨率隨程控增益和輸出數(shù)據(jù)速率的變化而變化。微控制器內(nèi)核與8051指令集兼容。片內(nèi)外圍設(shè)備包括一個(gè)與SPI和VC兼容的串行端口、多路數(shù)字輸入／輸出端口、看門(mén)狗定時(shí)器、電源監(jiān)視器以及時(shí)間間隔計(jì)數(shù)器。片內(nèi)提供了8KB閃速／電擦除程序存儲(chǔ)器、640B閃速／電擦除數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和256BRAM

2.ADμC812的特點(diǎn)

(1)模擬I／O：8通道，高精度12位AIX；片內(nèi)參考溫度系數(shù)40ppm/℃(ppm=10-6)電壓基準(zhǔn)；高速200kHz；高速ADC至RAM的DMA控制器；兩個(gè)12位電壓輸出DAC；

片內(nèi)溫度傳感器功能。

(2)存儲(chǔ)器：8KB片內(nèi)閃速／電擦除程序存儲(chǔ)器；640B片內(nèi)閃速／電擦除數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器；片內(nèi)電荷泵(不需要外部UPP)；256B片內(nèi)數(shù)據(jù)RAM；16MB外部數(shù)據(jù)地址空間；64KB外部程序地址空間。(3)與8051兼容的內(nèi)核：額定工作頻率12MHz(最大16MHz