应用ADuC847芯片设计压力及温度测量仪表

　　1 概述

　　随着数字化技术的深入发展, 现今用的诸多测量设备已摒弃了陈旧的模拟指针仪表技术, 向数字化过渡。尤其在腐蚀、振动场所及真空、微压等测量中, 传统压力温度表精度低、损坏率高、不适宜长途运输等诸多缺点, 使得数字化技术的需求变得迫切。典型的例子就有测量电压电流、流量、温度、压力等各类仪表。目前有关温度压力测量的数字仪表已经不再新鲜, 但是如何设计使其达到理想的精度还值得推敲。

　　本设计中采用电压/电流源计算中抵消方法降低了电压/电流源本身的误差, 提高了设计精度。设计的数显压力温度表是现场在线测量仪表, 它采用电池(3.3V)长期供电方式, 无需外接电源, 安装方便。本设计的数显温度压力测量根据不同的传感器有不同的测量范围。调试实验中温度测量范围是零下20℃- 105℃, 压力测量范围是0PA-30MPA。美国模拟器件公司(ADI发布的MicroConverter 数据采集与处理系统级芯片(SoC)- - ADuC847。 该系统级芯片在一颗单芯片内带有24 位Σ- Δ模数转换器(ADC)和10 个单端输入通道(或5 个完全差分输入通道)多路复用器, 集成了 ADI 公司精密数据转换器、可编程微控制器(MCU)和闪速存储器。这种高精密模拟技术集成一个高速微控制器内核, 即嵌入了一个快速可编程的 8 位单指令周期的 8052 闪存 MCU。这种器件消除了设计复杂性, 同时又保持了极低噪声, 这对于精密仪器仪表应用来说非常关键, 非常适合工业和仪器仪表应用中要求精确测量宽动态范围低频信号的应用场合, 例如智能传感器、温度与压力传感器、4～20mA 控制环路和病人监护。

　　2 ADuC847 芯片管脚及功能模块的介绍

　　下面先将 ADuC847 的部分管角及芯片结构做简要介绍:

　　如ADuC847 的管脚结构图(略可向作者索取)中:

　　AIN0~AIN9: 十个模拟输入通道, 输入电压可以选择单极性或者双极性(差分)方式;

　　Iexc1 和 Iexc2: 驱动电流输出, 可以作为恒流源用于温度测量电路的设计上;

　　REFIN—、REFIN+和 REFIN2—、REFIN+是外部参考差分电压输入端;

　　PWM0/PWM1: 脉宽调制波形输出端;

　　PWMCLK: 外部 PWM时钟信号输入端;

　　P0.0- P0.7: 双向 I/O 口;

　　P2.0- P2.7, P3.0- P3.7: 内部接有上拉电阻的双向口;

　　RxD/TxD: UART 串口收发端;

　　INT0/INT1: 外部中断输入口, 也可以作为 Timeo/Time1 的门控输入口;

　　T0/T1: Timer/Counter0 和 Timer/Counter1 的外部输入;

　　SCLK (I2C)、SDATA: I2C 接口的时钟和数据口;

　　WR、RD: P0 口外部存储器的读写控制;