ADI公司的ADUCM360是24位数据采集系统解决方案,集成了两个多路24位Sigma-Delta ADC,32位ARM Cortex M3 MCU以及闪存/ EE存储器,能直接和外部精密的传感器接口。全差分输入,ADC输出速率(4Hz至4kHz),同时对50Hz / 60Hz抑制,主要用于工业自动化和过程控制,智能精密的传感器系统,4-20mA回路智能传感器系统,医疗设备和病人监护。本文介绍了ADuCM360主要特性,外形图以及ADUCM360 / 361评估板主要特性,电路图和PCB布局图。
ADuCM360是一款完全集成的4 kSPS,24位数据采集系统,集成了双路高性能多通道sigma-delta(Σ-Δ)模数转换器(ADC),32位ARM CortexM3®MCU ,并且Flash / EE存储器位于单个芯片上。该器件设计用于直接连接有线和电池供电应用中的外部精密传感器。
ADuCM361包含ADuCM360的所有功能,除了主ADC ADC0不可用-仅辅助ADC ADC1可用。
该器件包含一个片上32 KHz振荡器和一个内部16MHz高频振荡器。该时钟通过可编程时钟分频器路由,并由此产生MCU内核时钟工作频率。最大内核时钟速度为16MHz,不受工作电压或温度的限制。
微控制器内核是ARM的低功耗Cortex-M3内核。它是一个32位RISC计算机,提供高达20 MIPS峰值性能。Cortex-M3 MCU集成了一个灵活的11通道DMA控制器,支持所有有线(SPI,UART,I2C)通信外围设备。片上还集成了128k字节的非易失性Flash / EE和8k字节的SRAM。
模拟子系统由两个ADC组成,每个ADC都连接到一个灵活的输入MUX。两个ADC均可在全差分和单端模式下工作。片上ADC的其他功能还包括双路可编程激励电流源,烧断电流源和AVDD_REG / 2(900mV)偏置电压发生器,用于设置输入通道的共模电压。提供了一个低侧内部接地开关,以允许转换之间的电桥断电。ADC包含两个并行滤波器– Sinc3或Sinc4与Sinc2并行。Sinc3或Sinc4滤波器用于精确测量。Sinc2滤波器用于快速测量和检测输入信号中的阶跃变化。该设备还包含低噪声,低漂移内部带隙基准电压源,或可以配置为在比率测量配置中接受多达2个外部基准源。片上还提供了一个缓冲外部基准输入的选项。单通道缓冲电压输出片上还提供了DAC。ADuCM360 / ADuCM361还集成了一系列片上外设,可以根据应用要求在微控制器软件的控制下对其进行配置。这些外设包括UART,I2C和双SPI串行I / O通信控制器,19引脚GPIO端口,2个通用定时器,唤醒定时器和系统看门狗定时器。还提供了具有六个输出通道的16位PWM。
ADuCM360 / ADuCM361专为要求低功耗工作的电池供电应用而设计。可以将微控制器内核配置为消耗290μA/ MHz的正常工作模式(包括闪存/ SRAM Idd),从而在所有外围设备均处于活动状态时导致总系统电流消耗为1mA。
该器件还可以在直接程序控制下配置为多种低功耗工作模式,包括仅消耗4μA的休眠模式(内部唤醒定时器有效)。在休眠模式下,外围设备(例如外部中断或内部唤醒定时器)可以唤醒设备。这使器件可以在超低功耗工作模式下运行,并且仍然可以响应异步外部或周期性事件。
片上工厂固件支持通过串行线接口(2引脚JTAG系统)和UART进行在线串行下载,同时还通过串行线接口支持非介入式仿真。这些功能已集成到支持此Precision Analog Microcontroller系列的低成本QuickStart开发系统中。
该器件采用外部1.8V至3.6V电源供电,额定温度范围为-40℃至125℃。
ADuCM360是一款完全集成的4 kSPS,24位数据采集系统,集成了双路高性能多通道sigma-delta(Σ-Δ)模数转换器(ADC),32位ARM CortexM3®MCU ,并且Flash / EE存储器位于单个芯片上。该器件设计用于直接连接有线和电池供电应用中的外部精密传感器。
ADuCM361包含ADuCM360的所有功能,除了主ADC ADC0不可用-仅辅助ADC ADC1可用。
该器件包含一个片上32 KHz振荡器和一个内部16MHz高频振荡器。该时钟通过可编程时钟分频器路由,并由此产生MCU内核时钟工作频率。最大内核时钟速度为16MHz,不受工作电压或温度的限制。
微控制器内核是ARM的低功耗Cortex-M3内核。它是32位RISC计算机,可提供高达20 MIPS的峰值性能。Cortex-M3 MCU集成了一个灵活的11通道DMA控制器,支持所有有线(SPI,UART,I2C)通信外围设备。片上还集成了128k字节的非易失性Flash / EE和8k字节的SRAM。
模拟子系统由两个ADC组成,每个ADC都连接到一个灵活的输入MUX。两个ADC均可在全差分和单端模式下工作。片上ADC的其他功能包括双路可编程激励电流源,烧断电流源和AVDD_REG / 2(900mV)偏置电压发生器,用于设置输入通道的共模电压。提供了一个低侧内部接地开关,以允许转换之间的电桥断电。ADC包含两个并行滤波器– Sinc3或Sinc4与Sinc2并行。Sinc3或Sinc4滤波器用于精确测量。Sinc2滤波器用于快速测量和检测输入信号中的阶跃变化。该设备还包含低噪声,低漂移内部带隙基准电压源,或可以配置为在比例测量配置中接受多达2个外部基准源。片内还提供了一个缓冲外部基准输入的选项。片上还提供了一个单通道缓冲电压输出DAC。ADuCM360 / ADuCM361还集成了一系列片上外设,可以根据应用要求在微控制器软件的控制下对其进行配置。这些外设包括UART,I2C和双SPI串行I / O通信控制器,19引脚GPIO端口,2个通用定时器,唤醒定时器和系统看门狗定时器。还提供了具有六个输出通道的16位PWM。ADuCM360 / ADuCM361还集成了一系列片上外设,可以根据应用要求在微控制器软件的控制下对其进行配置。这些外设包括UART,I2C和双SPI串行I / O通信控制器,19引脚GPIO端口,2个通用定时器,唤醒定时器和系统看门狗定时器。还提供了具有六个输出通道的16位PWM。ADuCM360 / ADuCM361还集成了一系列片上外设,可以根据应用要求在微控制器软件的控制下对其进行配置。这些外设包括UART,I2C和双SPI串行I / O通信控制器,19引脚GPIO端口,2个通用定时器,唤醒定时器和系统看门狗定时器。还提供了具有六个输出通道的16位PWM。
ADuCM360 / ADuCM361专为要求低功耗工作的电池供电应用而设计。可以将微控制器内核配置为消耗290μA/ MHz的正常工作模式(包括闪存/ SRAM Idd),从而在所有外围设备均处于活动状态时导致总系统电流消耗为1mA。
该器件还可以在直接程序控制下配置为多种低功耗工作模式,包括仅消耗4μA的休眠模式(内部唤醒定时器有效)。在休眠模式下,外围设备(例如外部中断或内部唤醒定时器)可以唤醒设备。这使器件可以在超低功耗工作模式下运行,并且仍然可以响应异步外部或周期性事件。
片上工厂固件支持通过串行线接口(2引脚JTAG系统)和UART进行在线串行下载,同时还通过串行线接口支持非介入式仿真。这些功能已集成到支持该精密模拟微控制器系列的低成本QuickStart开发系统中。
该器件采用外部1.8V至3.6V电源供电,额定温度范围为-40℃至125℃。
ADuCM360主要特性:
模拟输入/输出
双路(24位)ADC(ADuCM360)
单路(24位)ADC(ADuCM361)
单端和全差分输入
可编程ADC输出速率(4 Hz至4 kHz)
同时抑制50Hz / 60Hz
50SPS连续转换模式
16.67SPS单转换模式
灵活的输入MUX,可同时选择ADC的输入通道主和
辅助(24位)ADC通道
6个差分或11个单端输入通道
4个内部通道用于监视DAC,温度传感器,IOVDD和AVDD(仅ADC1 )
可编程增益(1至128)
可选输入范围:±6.64 mV至±1.2 V
RMS噪声:43nV @ 3.75Hz,180nV @ 50Hz
可编程传感器激励电流源
10/50/100/150/200/250/300/400 / 500/600 / 800uA和1mA电流源选项
片上精密基准电压(±4 ppm /℃)
单个12位电压输出DAC
NPN模式,适用于4-20mA环路应用
微控制器
ARM Cortex™-M3 32位处理器串行线下载和调试唤醒定时器的内部监视晶体,带有8路可编程分频器存储器的16 MHz振荡器128k字节Flash / EE存储器,8k字节SRAM通过串行线和UART
电源直接由3.0V电池供电供电范围:1.8V至3.6V(最大值)
功耗
MCU激活模式:内核消耗290μA/ MHz
激活模式:1.0mA(所有外设均处于激活状态),内核以500KHz工作
掉电模式: 4μA(WU定时器活动)
片上外围设备
UART,I2C和2个SPI串行I / O
16位PWM控制器
19引脚多功能GPIO端口
2通用定时器
唤醒定时器/看门狗定时器
多通道DMA和中断控制器
封装以及温度范围
48引线LFCSP(7mm x 7mm)封装–40℃至125℃
开发工具
低成本QuickStart™开发系统
第三方编译器和仿真器工具支持
多种功能安全功能,可改善诊断能力
ADuCM360 / 1应用:
工业自动化和过程控制
智能,精密传感系统
4 mA至20 mA回路供电的智能传感器系统
医疗设备,患者监护
图1。ADuCM360框架图
ADUCM360 / 361开发系统
ADuCM360 / ADuCM361是一款低功耗,完全集成的24位数据采集系统,集成了双路高性能多通道sigma-delta(Σ-Δ)ADC,ARM CortexM3®MCU和闪存/ EE内存在单个芯片上。
ADI公司为基于Cortex M3的ADuCxxx微控制器提供了低成本的开发平台。
硬件的设计具有简单性,灵活性和易用性。这有助于以最少的外部组件评估设备的性能。提供的接口和Jlink Lite板连接到微型板,提供电源,UART通信和调试功能。
用于ADuCM360 / 361精密模拟微控制器的QuickStart Plus套件具有真正的非侵入式JTAG仿真以及汇编和C源调试环境。这提供了一个全面的硬件开发环境。
QuickStart Plus套件内容:
硬件内容:
评估板
USB电缆
J Link Lite
接口板
软件内容:
Keil MDKARM评估版集成软件开发工具
IAR EWARM评估版集成软件开发工具
CM3WSD串行下载器
示例代码
功能库
入门用户指南
数据表,应用笔记,等等。
调试环境。这提供了一个全面的硬件开发环境。
图2。ADUCM360 / 361开发系统外形图
图3。ADUCM360评估板电路图产品
图4。ADUCM360评估板PCB布局图:
图5。ADUCM360评估板PCB布局图:众多
责任编辑:gt
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