基于PIC單片機的高精度信號采集系統設計
加入技術(shù)交流群
值得注意的是在設計AD7705印刷板電路時(shí)必須講究布線(xiàn)技巧，布線(xiàn)的好壞直接影響數據轉換精度，甚至會(huì )引起芯片工作失常。經(jīng)驗表明，AD7705應該布設在一個(gè)相對獨立和集中的區域，數字區和模擬區盡可能在底面分開(kāi)布線(xiàn)，模擬接地與數字接地應只在一個(gè)點(diǎn)連接在一起，所有電源都要加電容去耦電路，電容器盡可能靠近芯片的電源輸入端。
2．1．2 光電隔離電路
為了提高通訊接口在工業(yè)現場(chǎng)的抗干擾能力，采用光電隔離器件是一種簡(jiǎn)單而有效的方法，這里采用的是高速光耦6N136，如圖4所示，它能夠在對通訊接口進(jìn)行光電隔離的同時(shí)不會(huì )影響通訊速率，可以使系統在不降低采集效率的情況下提高可靠性。由于光耦兩側的電源和地是要完全分開(kāi)的，因此設計了兩路電源，使6N136能達到最佳隔離效果。在設計印刷板電路時(shí)要特別注意6N136底下不能走數據線(xiàn)，這樣會(huì )引入干擾導致數據采集跳動(dòng)。
2．1．3 單片機復位電路
由于工業(yè)現場(chǎng)環(huán)境復雜，簡(jiǎn)單的RC復位電路在強干擾情況下會(huì )使單片機復位引腳電壓意外跌落，造成單片機工作不正常。為了解決這一問(wèn)題，這里采用電壓檢測復位芯片HT7044，它能夠檢測4．5 V的固定電壓并具有穩壓功能，可以滿(mǎn)足系統設計穩定性的要求，如圖5所示。
2．2 軟件設計
AD7705內部只有一套模數轉換電路，通道1和通道2的選擇通過(guò)軟件設置進(jìn)行切換，實(shí)際應用中往往需要對不同通道采取不同的增益，動(dòng)態(tài)地對AD7705進(jìn)行增益、通道設置，很靈活方便地達到這一目的。使用AD7705之前，首先要對所有寄存器進(jìn)行設置，才能保證器件正常工作。在實(shí)際使用中，首先選擇模擬輸入模式(單極性還是雙極性)、是否需要緩沖、時(shí)鐘分頻和輸出更新速率；根據外部輸入信號的幅度來(lái)決定設置器件的增益值。
該系統中的AD7705在應用中選擇輸入通道單極性、初始增益等于1、數據更新速率為500 Hz。AD7705的讀寫(xiě)操作嚴格按照時(shí)序進(jìn)行，圖6和圖7給出了AD7705的讀和寫(xiě)時(shí)序圖。根據實(shí)際確定所有參數以后，對AD7705芯片進(jìn)行設置，參數設置方法比較獨特，在設置參數之前，首先對通信寄存器進(jìn)行一次寫(xiě)操作，來(lái)決定下一個(gè)是什么樣的寄存器和什么樣的操作內容，再進(jìn)行下一步的參數寫(xiě)入，圖8給出了AD7705初始化及讀取數據流程圖，讀者可參考下面的AD7705初始化程序。
評論