CN-0075

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电路笔记
CN-0075
连接/参考器件
利用 ADI 公司产品进行电路设计
放心运用这些配套产品迅速完成设计。
欲获得更多信息和技术支持,请拨打 4006-100-006
或访问www.analog.com/zh/circuits 。
ADuC7061
基于 ARM7 的微控制器,内置双通道
24 位 Σ-Δ ADC
ADP3333-2.5
2.5 V 低压差线性调节器
ADP120-2.5
2.5 V 低压差线性调节器
利用精密模拟微控制器 ADuC7061 和外部 RTD
构建基于 USB 的温度监控器
电路功能与优势
本电路显示如何在精密RTD温度监控应用中使用精密模拟微
电路描述
控制器ADuC7061。ADuC7061 集成双通道 24 位Σ-Δ ADC、
图 1所示电路完全通过USB接口供电。利用 2.5 V低压差线性
双通道可编程电流源、14 位DAC、1.2 V内部基准电压源、
稳压器ADP3333,可将USB接口提供的 5 V电源调节至 2.5 V,
ARM7 内核、32 kB闪存、4 kB SRAM以及各种数字外设,例
进而向ADuC7061 提供DVDD电压。ADuC7061 的AVDD电源
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如UART、定时器、SPI和I C接口等。它与一个 100 Ω RTD相
经过额外滤波处理,如图所示。在线性稳压器的输入端也放
连。
置一个滤波器,对USB电源进行滤波。
在源代码中,ADC 采样速率选择 100 Hz。当 ADC 输入 PGA
的增益配置为 32 时,ADuC7061 的无噪声分辨率大于 18 位。
图 1.具有RTD接口、用作温度监控器控制器的ADuC7061(原理示意图,所有连接均未显示)
Rev.0
“Circuits from the Lab” from Analog Devices have been designed and built by Analog Devices
engineers. Standard engineering practices have been employed in the design and construction
of each circuit, and their function and performance have been tested and verified in a lab
environment at room temperature. However, you are solely responsible for testing the circuit
and determining its suitability and applicability for your use and application. Accordingly, in
no event shall Analog Devices be liable for direct, indirect, special, incidental, consequential or
punitive damages due to any cause whatsoever connected to the use of any “Circuit from the
Lab”. (Continued on last page)
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电路笔记
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本应用中用到 ADuC7061 的下列特性:
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请注意,基准电阻RREF应为精密 5.62 kΩ (±0.1%)电阻。
内置可编程增益放大器(PGA)的 24 位 Σ-Δ 型主 ADC:
ADuC7061 的USB接口通过 FT232R UART转USB收发器实
PGA 的增益在本应用的软件中设置为 32。
现,它将USB信号直接转换为UART。
可编程激励电流源,用来强制受控电流流经 RTD:双通
除图 1 所示的去耦外,USB 电缆本身还应采用铁氧体磁珠来
道电流源可在 0 μA 至 2 mA 范围内以 200 μA 步进配置。
增强 EMI/RFI 保护功能。本电路所用铁氧体磁珠为 Taiyo
本例设置为 200 μA。
Yuden, #BK2125HS102-T,它在 100 MHz 时的阻抗为 1000 Ω。
ADuC7061 中ADC的外部基准电压源:对于本应用,我
们采用比率式设置,将一个外部基准电阻(RREF)连接在外
部VREF+和VREF−引脚上。或者,也可以在ADuC7061 中提
供 1.2 V内部基准电压源。
y
ARM7TDMI®内核:功能强大的 16/32 位ARM7 内核集成
了 32 kB闪存和SRAM存储器,用来运行用户代码,可配
本电路必须构建在具有较大面积接地层的多层电路板上。为
实现最佳性能,必须采用适当的布局、接地和去耦技术(请
参考教程MT-031—“实现数据转换器的接地并解开AGND和
DGND的迷团”、教程MT-101—“去耦技术”以及ADuC7061
评估板布局)。
置 并 控 制 ADC , 通 过 RTD 处 理 ADC 转 换 , 以 及 控 制
代码说明
UART/USB接口的通信。
用于测试本电路的源代码可从以下网址下载(zip压缩文件):
y
UART:UART 用作与 PC 主机的通信接口。
www.analog.com/cn0075_source。
y
两个外部开关用来强制该器件进入闪存引导模式:使 S1
UART配置为波特率 9600、8 数据位、无极性、无流量控制。
处于低电平,同时切换 S2,ADuC7061 将进入引导模式,
如 果 本 电 路 直 接 与 PC 相 连 , 则 可 以 使 用 “ 超 级 终 端 ”
而不是正常的用户模式。在引导模式下,通过 UART 接
(HyperTerminal)等通信端口查看程序来查看该程序发送给
口可以对内部闪存重新编程。
UART的结果(请参考图 2)。源代码附有注释说明,方便了
本电路使用的RTD为 100 Ω铂RTD,型号为Enercorp PCS
1.1503.1。它采用 0805 表贴封装,温度变化率为 0.385 Ω/°C。
解、使用。
欲了解有关线性化和实现最佳电路性能的详细信息,请参考
应用笔记AN-0970:“利用ADuC706x微控制器实现RTD接口
和线性化”。
图 2. “超级终端”通信端口查看程序的输出
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常见变化
ADP120-2.5可以代替ADP3333-2.5,
前者具有更宽的工作温度
MT-022 Tutorial, ADC Architectures III: Sigma-Delta ADC
范围(−40°C至+125°C),功耗更低(典型值为 20 μA,而后
Basics. Analog Devices.
者为 70 μA),但最大输入电压较低(前者为 5.5 V,后者为
MT-023 Tutorial, ADC Architectures IV: Sigma-Delta ADC
12 V)。如果微控制器上需要更多GPIO引脚,则可以选择采
Advanced Concepts and Applications. Analog Devices.
用 48-LFCSP 或 48-LQFP 封 装 的 ADuC7060 。 请 注 意 ,
MT-031 Tutorial, Grounding Data Converters and Solving the
ADuC7060/ADuC7061 可以通过标准JTAG接口编程或调试。
Mystery of "AGND" and "DGND." Analog Devices.
对于标准UART至RS-232 接口,可以用ADM3202等器件代替
MT-101 Tutorial, Decoupling Techniques. Analog Devices.
FT232R收发器,前者需采用 3 V电源供电。
数据手册和评估板
进一步阅读
ADuC7061 Data Sheet.
ADIsimPower Design Tool.
ADuC7061 Evaluation Kit.
CN-0075 Circuit Test Source Code File..
ADM3202 UART to RS232 Tranceiver Data Sheet.
Kester, Walt. 1999. Sensor Signal Conditioning. Analog Devices.
ADP120 Data Sheet.
Chapter 7, "Temperature Sensors."
ADP3333 Data Sheet.
Kester,Walt. 1999. Sensor Signal Conditioning. Analog Devices.
Chapter 8, "ADCs for Signal Conditioning."
修订历史
Looney, Mike. RTD Interfacing and Linearization Using an
7/09—Revision 0: Initial Version
ADuC706x Microcontroller. AN-0970 Application Note. Analog
Devices.
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