基于ADS1252的數(shù)據(jù)采集模塊設(shè)計(jì)

摘要：針對(duì)高精度數(shù)據(jù)采集模塊廣泛應(yīng)用于高精度測量系統(tǒng)的需求，提出一種基于S3C451OB處理器，并以ADS1252為A／D轉(zhuǎn)換器的高精度數(shù)據(jù)采集模塊的設(shè)計(jì)方案。首先描述了ADS1252芯片特性；接著詳細(xì)描述了數(shù)據(jù)采集模塊電路的設(shè)計(jì)原理并給出了選用的主要芯片型號(hào)；最后詳細(xì)描述了數(shù)據(jù)采集模塊軟件設(shè)計(jì)流程。目前已完成數(shù)據(jù)采集模塊硬件和軟件的設(shè)計(jì)，通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，此方案正確可行。
關(guān)鍵詞：ADS1252；83C4510B；數(shù)據(jù)采集；高精度測量系統(tǒng)

現(xiàn)代醫(yī)療、地質(zhì)、環(huán)境監(jiān)測、工業(yè)過程控制往往需要對(duì)監(jiān)測點(diǎn)進(jìn)行高速高精度的數(shù)據(jù)采集，高精度的數(shù)據(jù)采集模塊在其中得到廣泛的應(yīng)用。數(shù)據(jù)采集模塊的設(shè)計(jì)決定著測量數(shù)據(jù)的精度和可靠性，因此它是構(gòu)建高精度測量系統(tǒng)的基礎(chǔ)。本文提出一種基于ARM7處理器S3C4510B和A／D轉(zhuǎn)換器ADS1252構(gòu)建的高精度數(shù)據(jù)采集模塊的設(shè)計(jì)方案，并介紹了該方案的軟硬件設(shè)計(jì)。

1 ADS1252芯片特性
ADS1252是美國BURR-BROWN公司推出的一款高精度、寬動(dòng)態(tài)范圍、采用單+5 V電源供電、具有24位分辨率的單通道A／D轉(zhuǎn)換器。它采用差分輸入方式，對(duì)于低電平電壓信號(hào)接入非常有利；它采用4階∑-△結(jié)構(gòu)的調(diào)制器，可以得到寬動(dòng)態(tài)范圍和24位無差錯(cuò)編碼；它內(nèi)部有三階數(shù)字濾波器，可以濾除電源波紋和其他干擾；它的數(shù)據(jù)輸出率可隨系統(tǒng)時(shí)鐘的改變而改變，當(dāng)數(shù)據(jù)輸出速率達(dá)到最大40 kHz時(shí)，仍具有19位的分辨率；它提供一個(gè)2線同步串行接口，可以方便的與微處理器連接。所有這些特點(diǎn)使得ADS1252非常適合用做高精度數(shù)據(jù)采集模塊的A／D轉(zhuǎn)換器。

2 采集模塊電路設(shè)計(jì)
本數(shù)據(jù)采集模塊設(shè)計(jì)使用的微處理器是S3C4510B，它是三星公司針對(duì)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用而開發(fā)的一款性價(jià)比很高的ARM7TDMI內(nèi)核的16／32位RISC微處理器，具有低成本和高性能的特點(diǎn)。本文以ADS1252測量電壓為例說明采集模塊電路的設(shè)計(jì)原理。S3C4510B與ADS1252的接口電路如圖1所示：其中CPU_TOUT1信號(hào)對(duì)應(yīng)于S3C4510B定時(shí)器1的溢出TOUT1引腳，主要為ADS1252工作提供系統(tǒng)時(shí)鐘CLK；CPU_P1信號(hào)對(duì)應(yīng)于S3C4510B的I／O端口P1引腳，主要為讀取ADS1252的有效數(shù)據(jù)提供串行時(shí)鐘SCLK；CPU_P2信號(hào)對(duì)應(yīng)于S3C4510B的I／O端口P2引腳，主要用于檢測ADS1252數(shù)據(jù)是否準(zhǔn)備好以及讀取有效數(shù)據(jù)DOUT而提供的串行數(shù)據(jù)引腳。