基于ADuC841的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

摘要：針對(duì)油田現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境復(fù)雜，一直面臨著因采集到的數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確的問(wèn)題，采用ADl公司的ADuC841芯片設(shè)計(jì)了一種具有在油田現(xiàn)場(chǎng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集的小型電路。該數(shù)據(jù)采集電路采用片內(nèi)集成的A／D轉(zhuǎn)換器，大大減小電路體積；滿足系統(tǒng)的高溫、高壓工作環(huán)境以及低功耗。現(xiàn)在的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)速度更快，功能更強(qiáng)，精度更高，但是體積卻顯得更小，總體性價(jià)比越來(lái)越高。
關(guān)鍵詞：嵌入式；數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)；ADuC841；A／D轉(zhuǎn)換器

0 引言
油田現(xiàn)場(chǎng)往往環(huán)境復(fù)雜，電磁干擾多，溫度／濕度相對(duì)變化范圍較大，所以一直面臨著因采集到的數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確，影響測(cè)量精度和速度。在設(shè)計(jì)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集模塊的過(guò)程中，經(jīng)過(guò)對(duì)眾多數(shù)據(jù)采集處理芯片的分析比較，選用了ADuC841作為數(shù)據(jù)采集的核心芯片，相比于早期的ADuC81x系列，它在速度大幅度提升片內(nèi)的集成功能、器件的可靠性和功耗等方面都達(dá)到了一個(gè)嶄新的水平，證明該芯片非常適合用于復(fù)雜電磁環(huán)境下工業(yè)控制上的小信號(hào)數(shù)據(jù)采集。

1 ADuC841的基本原理和性能特點(diǎn)
ADuc841單片機(jī)具有高速、高精度的ADC，DAC功能，以及獨(dú)一無(wú)二的在電路可調(diào)試、可下載的特點(diǎn)，特別適合在各種測(cè)控系統(tǒng)和儀器儀表中使用。
ADuC841(如圖1所示)內(nèi)部集成了8052微處理器的內(nèi)核，并提供了很大的存儲(chǔ)空間，如64 KB的FLASH／E2PROM程序空間、8 KB的FLASH／E-2PROM數(shù)據(jù)空間，以及2 304 B的數(shù)據(jù)RAM等。此外，該器件還集成了許多外圍器件，包括精確、高速的8通道12位模／數(shù)轉(zhuǎn)換器(其轉(zhuǎn)換速率最高可達(dá)420 kS／s)，片上低漂移15×10-6℃的精密內(nèi)部電壓參考源，DMA方式控制器，2個(gè)12位的電壓輸出數(shù)／模轉(zhuǎn)換器、2個(gè)脈寬調(diào)制輸出、一個(gè)溫度傳感器。使用這些模塊，可以方便地實(shí)現(xiàn)與前級(jí)傳感器的接口，也可以有效地控制后級(jí)電路。其他的片上外設(shè)主要有ART，SPI以及I2C接口、時(shí)間間隔計(jì)數(shù)器、看門狗定時(shí)器和電源監(jiān)視器等，這些模塊可以便捷地實(shí)現(xiàn)與其他單片機(jī)或PC機(jī)通信(此時(shí)需電平轉(zhuǎn)換電路)，還可以有效地保障單片機(jī)電源的正常工作和程序的正常運(yùn)行。