基于ARM的高精度数据采集系统设计

2．4 ADC单元

ADC单元主要功能是完成对A／D芯片时序控制及数据读取，并将数据缓存在寄存器中，供处理功能单元进行运算处理。因为输入电压范围是0～+5 V，且要求分辨率不大于2 mV，所以要求ADC的有效位数至少为12位，考虑到ADC的转换误差，将ADC的输出数据位数定为16位。由于ADC单元用于采集4路接近直流的信号，所以对ADC的采样率要求较低，这里将采样率定为50kHz。

ADC单元主芯片选用TI公司的ADS8364，该芯片有16位数据线，6路输入通道，最高转换速率250 kHz，输入信号0～5 V，外接电压基准源2．5V，具有3．3 V兼容的数字接口，其引脚可以直接和ARM芯片STM32F103ZET6的I／O接口相接。ADC芯片挂载在STM32F103ZET6的I／O接口上，通过I／O接口进行时序控制和数据读取。电路图如图4所示。

2．5 RS 422串口通信单元

串口芯片采用MAX3160完成电气性能转换，连接在ARM芯片的USART通信接口上。该单元为RS 422通信接口，串行接口速率定为115．2 Kb／s，完成参数的串行加载功能。

2．6 电源电路

电源部分采用1片PTH05000W模块将输入的数字5 V电源转换为3．3 V，见图5。输入的模拟5 V电源用于给ADC电路供电。用一片AD780将模拟5 V转换为2．5 V，用于给ADC电路提供精密电压基准源，见图6。