基于ARM的高精度數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設計

2．4 ADC單元

ADC單元主要功能是完成對A／D芯片時序控制及數(shù)據(jù)讀取，并將數(shù)據(jù)緩存在寄存器中，供處理功能單元進行運算處理。因為輸入電壓范圍是0～+5 V，且要求分辨率不大于2 mV，所以要求ADC的有效位數(shù)至少為12位，考慮到ADC的轉換誤差，將ADC的輸出數(shù)據(jù)位數(shù)定為16位。由于ADC單元用于采集4路接近直流的信號，所以對ADC的采樣率要求較低，這里將采樣率定為50kHz。

ADC單元主芯片選用TI公司的ADS8364，該芯片有16位數(shù)據(jù)線，6路輸入通道，最高轉換速率250 kHz，輸入信號0～5 V，外接電壓基準源2．5V，具有3．3 V兼容的數(shù)字接口，其引腳可以直接和ARM芯片STM32F103ZET6的I／O接口相接。ADC芯片掛載在STM32F103ZET6的I／O接口上，通過I／O接口進行時序控制和數(shù)據(jù)讀取。電路圖如圖4所示。

2．5 RS 422串口通信單元

串口芯片采用MAX3160完成電氣性能轉換，連接在ARM芯片的USART通信接口上。該單元為RS 422通信接口，串行接口速率定為115．2 Kb／s，完成參數(shù)的串行加載功能。

2．6 電源電路

電源部分采用1片PTH05000W模塊將輸入的數(shù)字5 V電源轉換為3．3 V，見圖5。輸入的模擬5 V電源用于給ADC電路供電。用一片AD780將模擬5 V轉換為2．5 V，用于給ADC電路提供精密電壓基準源，見圖6。