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在工廠自動化應用中,從單片機中獲取更多的用于信號鏈處理的資源

2018-06-21

  隨著工廠越來越智能化,用于制造監(jiān)控這些設備的傳感器和自動化設備的技術也變得越來越智能。

  微控制器(MCU)則需要快速有效地適應不同類型的傳感和測量的應用需求,特別是那些涉及照明、濕度、溫度、電力電流、一氧化碳以及涉及許多其他條件或參數(shù)的傳感應用。解決適應性需求的一種方法是在MCU中集成可以靈活配置的信號鏈處理模塊,可以根據(jù)不同的應用需求做不同的配置。

  這種集成信號鏈的設計是新型MSP430FR23xx MCU系列的關鍵組成,具有多個可配置的智能模擬組合模塊外設。智能模擬組合模塊包含多個模擬信號鏈外設,包括具有可編程增益放大(PGA)功能的運算放大器(op amp)和12位數(shù)模轉換器(DAC)。這些外設提供了許多配置選項,使您可以根據(jù)應用需求配置內部信號路徑。圖1是智能模擬組合模塊的高級框圖。

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  圖1:MSP430FR2355 MCU中的智能模擬組合模塊

  MSP430FR2355器件包含四個智能模擬組合模塊,每個模塊均可以根據(jù)應用需求獨立配置成為DAC、PGA和運算放大器以及他們的組合。還可以通過內部連接配對使用,這降低了MCU外部連接電路的需求。該MCU還包括一個200KSPS 12位逐次逼近式(SAR)模數(shù)轉換器(ADC)和兩個增強型比較器,以在MCU內提供更多的信號鏈外設。

  可以工作在-40至105°C的智能模擬組合模塊和MSP430FR2355 MCU其中一個應用是工業(yè)溫度變送器。采用MSP430FR2355 MCU的4-20mA回路供電的 RTD 溫度變送器參考設計提供了較少元件數(shù)量、低成本的解決方案。該參考設計利用MSP430FR2355 MCU中的片上智能模擬組合模塊來控制回路電流,因此不再需要獨立式DAC,如圖2所示。

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  圖2:4mA-20mA電流回路供電的溫度變送器參考設計框圖

  該設計實現(xiàn)了12位輸出分辨率和6μA輸出電流分辨率。該設計還結合了反向極性保護,以及國際電工委員會(IEC)61000-4-2和IEC61000-4-4環(huán)路電源輸入保護。 圖3顯示了該設計的實際硬件。

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  圖3:采用MSP430FR2355 MCU的溫度變送器參考設計


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