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工業(yè)控制可編程邏輯控制器(PLC)解決方案
作者：
時(shí)間：2016-12-16
來(lái)源：網(wǎng)絡(luò )
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ADuC7124/ADuC7126均為完全集成的1 MSPS、12位數據采集系統，在單芯片內集成高性能多通道ADC、16位/32位MCU和Flash/EE存儲器。ADC具有多達12路單端輸入。另外還有4個(gè)ADC輸入通道也可以和4個(gè)DAC的輸出引腳復用。ADC可以在單端模式或差分輸入模式下工作，ADC輸入電壓范圍為0 V至VREF。低漂移帶隙基準電壓源、溫度傳感器和電壓比較器完善了ADC的外設設置。通過(guò)編程可以將DAC輸出范圍設置為三種電壓范圍之一。DAC輸出具有一個(gè)增強特性，能夠在看門(mén)狗或軟件復位時(shí)序中保持其輸出電壓。
這些器件通過(guò)一個(gè)片內振蕩器和鎖相環(huán)(PLL)產(chǎn)生41.78MHz的內部高頻時(shí)鐘信號。該時(shí)鐘信號通過(guò)一個(gè)可編程時(shí)鐘分頻器進(jìn)行中繼，在其中產(chǎn)生MCU內核時(shí)鐘工作頻率。微控制器內核為ARM7TDMI®，它是一個(gè)16位/32位RISC機器，峰值性能最高可達41MIPS。片內集成有32 KB SRAM和126 KB非易失性Flash/EE存儲器。ARM7TDMI內核將所有存儲器和寄存器視為一個(gè)線(xiàn)性陣列。
ADuC7124內置一個(gè)高級中斷控制器。該矢量中斷控制器(VIC)可以為每個(gè)中斷分配一個(gè)優(yōu)先級。它還支持嵌套中斷，每個(gè)IRQ和FIQ最多允許8級嵌套。如果將IRQ和FIQ中斷源合并，則可以支持總計16級嵌套中斷。片內出廠(chǎng)固件支持通過(guò)UART串行接口端口或 I2C 端口進(jìn)行在線(xiàn)下載，并且支持通過(guò)JTAG接口進(jìn)行非介入仿真。這些特性都集成在支持此MicroConverter®系列的低成本QuickStart™開(kāi)發(fā)系統中。該器件內置一個(gè)提供6路輸出信號的16位PWM。為便于通信，該器件內置2個(gè) I2C 通道，可以將這些通道獨立配置為主模式或從模式。另外還提供了支持主從兩種模式的SPI接口。此外還有2個(gè)UART通道，每個(gè)UART通道內置一個(gè)帶接收和發(fā)送緩沖器的可配置16位FIFO。
這些器件的工作電壓范圍為2.7 V至3.6 V，額定溫度范圍為−40°C至+125°C工業(yè)溫度范圍。工作頻率為41.78 MHz時(shí)，其典型功耗為120 mW。ADuC7124提供64引腳LFCSP和80引腳LFQFP兩種封裝。
ADuC7124/ADuC7126應用:
工業(yè)控制和自動(dòng)化系統
智能傳感器、精密儀器
基站系統、光纖網(wǎng)絡(luò )
病人監護
圖1.ADuC7124/ADuC7126功能方框圖
ADIPLC(可編程邏輯控制器)解決方案
PLC系統由電源、CPU和多個(gè)模擬及數字I/O模塊組成，可控制、執行和監控復雜的機器變量；PLC設計用于多輸入和輸出配置，具有擴展的溫度范圍、卓越的電噪聲抑制性能、抗震性和抗沖擊能力。
PLC系統包括電源、控制和通信模塊以及多種模擬輸入、模擬輸出、數字輸入和數字輸出模塊。
工業(yè)PLC系統設計考慮和主要挑戰
為了獲得合適的PLC系統設計，設計人員必須考慮許多不同的系統要求，包括精度、帶寬和輸入范圍等。
• 模擬輸入類(lèi)型和范圍：TC(熱電偶)和RTD最小_10 mV；執行器控制器最大±10 V，過(guò)程控制系統中電流為4 mA至20 mA。
• 模擬輸出類(lèi)型和范圍：一般包括_5 V、_10 V、0 V至5 V、0 V至10 V、4 mA至20 mA和0 mA至20 mA。有時(shí)需要超量程性能。
• 輸入/輸出模塊的分辨率和精度；典型范圍為12位至16位，工業(yè)溫度范圍內精度為0.1%。
• 提供與不同工業(yè)網(wǎng)絡(luò )的連接能力，如模擬、現場(chǎng)總線(xiàn)、CAN、以太網(wǎng)以及USB
• 隔離：系統電源模塊與低功耗電子元件之間；輸入與輸出之間；I/O與中央控制單元之間；隔離等級從1 kV至2.5 kV不等。
• 模擬輸入/輸出和電源輸入保護：故障條件電壓或電流以及EMC考慮，包括電涌和快速脈沖瞬變及ESD。
• 隨著(zhù)電路板尺寸的減小，功效比、熱管理和散熱將成為小型化器件一個(gè)日益重要的問(wèn)題。另外，更多的通道或節點(diǎn)需要置于相同的空間中，因而要求采用高密度系統。為此，必須縮小尺寸。這意味著(zhù)外殼更小，從而帶來(lái)電源管理和散熱難題，因此需要通過(guò)集成動(dòng)態(tài)電源控制實(shí)現智能電源管理的解決方案。
以前，實(shí)現這類(lèi)I/O系統需要大量高性能分立式元件，由此產(chǎn)生的是龐大且昂貴的系統。近來(lái)，集成技術(shù)的進(jìn)步使得系統設計人員能夠采用尺寸更小、功耗更低、成本更低的解決方案，而其性能與那些大型系統不相上下。持續的技術(shù)進(jìn)步要求既能不斷促進(jìn)這些解決方案集成，同時(shí)還提高其性能和診斷能力。
ADI針對市場(chǎng)需求度身定制解決方案，為設計助一臂之力。這些解決方案采用業(yè)界領(lǐng)先技術(shù)，并提供眾多設計選項：從采用分立器件的實(shí)施方案到全集成式解決方案，應有盡有。
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