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带LCD人机交互功能的便携式高精度数据采集系统

2012年02月20日 ?? 收藏1
在许多传统行业中,高精度温度数据采集系统是不可缺少的。近年来,随着高精度ADC价格的不断下降以及其功能的不断完善,研制廉价的多路、快速、高精度温度采集系统成为了可能。美国德州仪器公司(TI)推出的带24位ADC的微处理器MSC1210,特别适合于测量高精度温度、压力传感器等输出的微弱信号。本文以MSC1210作为测量、信号处理以及通讯的核心,设计了高精度温度采集系统模块。该系统测量通道易于扩充,测量精度高,可以快速地进行高精度数据测量。

系统总体方案设计

本系统的硬件部分主要由前端数据采集、处理电路和后端数据处理、LCD电路组成。两部分通过RS-232串行接口进行通信。系统的总体方案构图如图1所示。

图1 系统总体结构

数据采集部分的软硬件设计

硬件电路设计

数据采集部分的核心器件选用了MSC1210Y5。这主要是因为该微处理器具有24位的 ADC,其有效精度高于22位。其内部包含完整的前向通道(包括输入缓存器、模拟开关电路、可编程增益放大器和ADC以及数字滤波部分)和后向通道— DAC,这些都是完成测控系统的必须部分。此外,该处理器通过改变命令寄存器的方式对内部通道功能进行设置,用指令就可以选择输入缓存器、设置放大增益、控制通道开关切换、进行偏置校正等,使用非常方便。数据采集部分的电路结构原理图如图2所示。

本系统中两个核心芯片MSC1210Y5和 MAX3223的功耗都很低,因此,在设计中板上的电源(3.3V)由后端系统通过RS-232接口提供。除了RS-232接口的接线,以及接入J1、 J2插座的信号(8个AIN线、REF以及公共地)线外,本系统的硬件部分不再需要其它连接,使用非常方便。此外,设计时还在电路中预留了一部分接口线供以后扩展系统功能使用,包含了第二串行口以及四根可配置为SPI接口、中断输入和I/O端口的备用接口线。

图2  数据采集电路结构原理图


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MSC1210? 微处理器? 微弱信号?

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