基于max110的容错数据采集系统的设计

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1、基于MAX110的容错数据采集系统的设计

2、第1...１基于串行A/D转换器MAX110的数据采集系统的结构工业过程控制的许多慢过程，对A/D转换器转换速度要求较低，所以选用慢速A/D转换器便可以满足设计要求。±14bit串行ADCMAX110BCPE转换时间可达到10ms，且可编程控制，精度和速度也可以满足如温度控制对象的数据采集要求。在设计适用于温度控制的模糊智能调节器的过程中，数据采集部分使用了基于串行ADCMAX110的具有容错功能的数据采集设计方法。系统结构如图１所示。模拟信号隔离可选两种方法：选用模拟隔离放大器或在A/D的数字接口采用光电隔离。模拟隔离放大器价格较高，所以选择数字隔离

3、方法，而采用串行A/D可大大减少数字信号隔离路数。如图１所示，串行A/D转换器MAX110的数字侧与微处理器全部采用了光电隔离器件，将MAX110的数据输入输出信号、时钟信号、转换结束中断请求信号由PC817实现电气的隔离。在后续的模拟通道中采用了多路开关CD4051选通输入的各路模拟信号，其中通道选择信号也采取光电隔离的方法，这样使A/D转换器之后的所有电路都与微处理器部分隔离。２A/D异常停止转换故障的自动恢复原理2.1串行ADCMAX110的控制与数据传递500)this.style.ouseg(this)">串行ADCMAX110的转换方式和标定由芯片控制字确定，控制字确定了MAX11

4、0A/D转换的通道、速度等各种工作方式。MAX110的控制字包含：转换时间控制，SCLK与过采样频率的比率控制、输入通道选择、增益标定控制、内部振荡器掉电控制、模拟部分掉电控制。每次转换按新送入的控制字工作。控制字格式及控制字作用见表１。MAX110采用与Micro45l41191195xe"o:preferrelative="t"o:spt="75"coordsize="21600,21600">500)this.style.ouseg(this)">SPI500)this.style.ouseg(this)">QSPI500)this.style.ouseg(this)">串行接口通讯协议

5、SPI:SerialPeripheralInterface,QSPIQuickSPI）兼容的串行接口标准[３]。其时序实现如图２所示。当微处理器检测到MAX110转换完标志500)this.style.ouseg(this)">变高时，AD中断产生，中断服务程序首先将串行时钟信号SCLK初始化为0，再将MAX110片选信号500)this.style.ouseg(this)">500)this.style.ouseg(this)">低，开始串行数据的全双工传输：送MAX110转换命令字，同时接收MAX110转换结果。数据的发送和接收过程是：首先，微处理器将要送命令字的最高位送到MAX110接

6、收命令字的引脚DIN，然后将SCLK置高，MAX110利用SCLK时钟信号的上升沿将命令字最高位读入；这时微处理器将MAX110的转换结果最高位读入。微处理器再将SCLK置低，使SCLK出现下降沿；MAX110在下降沿将转换结果的第二位送到DOUT引脚，微处理器将命令字的第二位送到DUN引脚，再将SCLK置高，MAX110利用SCLK的上升沿读入命令字的第二位；微处理器读入MAX110转换结果的第二位。如此循环直到将十六位数据接收完毕，命令字写完毕，完成数据交换，最后将500)this.style.ouseg(this)">500)this.style.ouseg(this)">引脚置高。当M

7、AX110的500)this.style.ouseg(this)">500)this.style.ouseg(this)">引脚被置高时，MAX110开始新的转换，转换的工作方式由刚接收到的命令字确定。微处理器A/D中断结束，直到MAX110下一次转换结束时间的到来。2.2A/D异常停止转换故障的检测及自动恢复A/D转换器MAX110的启动包括标定和转换控制字的设置，耗时较长，设计时将MAX110设置为连续转换方式，本次转换启动下次转换，下次转换的转换控制字由本次提供，这样MAX110就可以连续产生采集数据中断，实现数据的自动采集。但这种转换方式有可能出现A/D转换停止的故障。因为系统受到外界

8、干扰时，可能会影响到某些数据线信号波形的偶然畸变，而串行A/DMAX110每次转换都建立在收到正确转换命令的基础上，如受到干扰，转换命令字错误，有可能导致MAX110停止转换，或者进入休眠方式或模拟电路电压切离的低功耗方式，这样系统将停止数据采集。500)this.style.ouseg(this)">解决这种停止转换故障的方法如图3所示。在数据的自动采集过程中，下次转换的正常工作建立在本次正确送