精密模拟微控制器ADuC7027的主要特性及应用电路分析

ADI公司的ADuC7027是集成了12位模拟I / O，ARM 7TDMI® MCU的精密模拟微控制器，采用ARM7TDMI核16位/ 32位RISC架构，内片振荡器精度±3％，外接时钟源高达为44MHz ，41.78 MHz PLL具有同轴分频器。模拟I / O具有多路12位1MSPS ADC和12位电压输出DAC。器件工作电压2.7V-3.3V，主要用于工业控制和自动化系统，智能传感器，精密仪表，基板系统，光网络等。介绍了ADuC702x主要特性，外形图，典型应用电路以及PLC评估系统的主要特性，系统总体布局，各种输入/输出电路，输入和输出与电源保护电路。

ADuC7019 / 20/21/22/24/25/26/27/28/29是完全集成的，1 MSPS，12位数据采集系统，集成了高性能多通道ADC，16位/ 32位MCU和闪存®/ EE存储器位于单个芯片上。

ADC最多包含12个单端输入。另有四个输入可用，但与四个DAC输出引脚复用。四个DAC输出仅在某些型号（ADuC7020，ADuC7026，ADuC7028和ADuC7029）上可用。但是，在许多不存在DAC输出的情况下，这些引脚仍可以用作附加ADC输入，最多提供16个ADC输入通道。ADC可以在单端或差分输入模式下工作。ADC输入电压为0 V至VREF。低漂移带隙基准电压源，温度传感器和电压比较器完善了ADC外设设置。

根据器件型号的不同，片上最多可提供四个缓冲电压输出DAC。DAC输出范围可编程为三个电压范围之一。

这些器件通过片上振荡器和PLL工作，产生41.78 MHz（UCLK）的内部高频时钟。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。微控制器内核是ARM7TDMI®，16位/ 32位RISC计算机，可提供高达41 MIPS的峰值性能。片上提供了8 KB的SRAM和62 KB的非易失性Flash / EE存储器。ARM7TDMI内核将所有内存和寄存器视为一个线性阵列。

片内工厂固件支持通过UART或I2C串行接口端口进行在线串行下载；还通过JTAG接口支持非侵入式仿真。这些功能已集成到支持该MicroConverter®系列的低成本QuickStart™开发系统中。

这些器件的工作电压为2.7 V至3.6 V，额定温度范围为−40℃至+ 125℃。当工作在41.78 MHz时，功耗通常为120 mW。

ADuC702x主要特性：

模拟I / O

多通道，12位，1 MSPS ADC

多达16个ADC通道1

全差分和单端模式

0 V至VREF模拟输入范围

12位电压输出DAC

多达4个DAC输出可用1

片内基准电压

片内温度传感器（±3°C）

电压比较器

微控制器

ARM7TDMI内核，16位/ 32位RISC架构

JTAG端口支持代码下载和调试

时钟选项

修整的片内振荡器（±3％）

外部

时钟晶体高达44 MHz的外部时钟源

41.78 MHz PLL，带有可编程分频器

存储器

62 kB Flash / EE存储器，8 kB SRAM

在线下载，基于JTAG的调试，

软件触发的在线可重编程

性片上外设

UART，2 ×I2C®和SPI串行I / O

多达40引脚GPIO端口1

4个通用定时器

唤醒和看门狗定时器（WDT）

电源监控器

三相16位PWM发生器1

可编程逻辑阵列（PLA）

外部存储器接口，最大512 kB1

功率

指定用于3 V操作

主动模式：11 mA @ 5 MHz， 40 mA @ 41.78 MHz

封装和温度范围

从40引线6 mm×6 mm LFCSP到80引线LQFP1

完全指定用于–40°C至+ 125°C操作

工具

低成本QuickStart™开发系统

全面的第三方支持

ADuC702x应用：

工业控制和自动化系统

智能传感器，精密仪器

基站系统，光网络

图1.ADuC702x功能面板图

图2.ADuC702x典型应用电路图

PLC评估系统

PLC演示系统旨在演示完整的PLC信号链。它具有四个隔离的输入通道和四个隔离的输出通道。输入通道具有24位分辨率（使用AD8220 IN-AMP + AD7793 Sigma Delta ADC），每个通道均可配置为接受各种输入信号，从4-20ma电流环路到高压输入0-5、0- 10v，+ /-5v，+ /-10v。它还可以容纳RTD / TC输入。使用AD5422时，输出通道具有16位分辨率，该器件具有集成的输出驱动器，并内置故障检测和保护功能。AD5422具有以下可编程输出范围：4-20ma，0-5v，0-10v，+ /-5v，+ /-10v。使用ADuM5401或ADuM1401可实现通道隔离。完整的设计使用ADI转换器，隔离技术，处理器和电源管理产品，

图3.PLC评估系统外形图

PLC评估系统主要特性：

可选输入：0-20mA，4-20mA，0-5V，0-10V，±5V，±10V，RTD，TC

输出可编程：0-20mA，4 -20mA，0-5V，0-10V，±5V，±10V

四个隔离的24位模拟输入通道

AD7793 24位Sigma Delta ADC，40nV噪声

ADR02宽工作范围，精密基准

电压源ADR441超低噪声电压基准电压源

AD8220仪表放大器，》 80db

具有isoPower的CMRR ADUM5401 isoDigital隔离器（高达500mA）

ADUM1401 isoDigital隔离器

四个隔离的16位模拟输出通道

AD5422单通道，16位，串行输入，电流源和电压输出DAC

0.01％典型的总未调整误差（TUE）

单芯片解决方案

输出故障检测和保护

电源/接口/控制

ADI ARM7 ADUC7027

ADP3339高精度，超低Iq，LDO

ADM3251隔离式单通道RS-232线路驱动器/接收器

图4.PLC评估系统总体假设

图5.PLC评估系统输入通路1和通路2-电压和电流输入

图6.PLC评估系统输入通路3和通路4-电压和电流输入

图7.PLC评估系统热电内置输入电路

图8.PLC评估系统3线RTD输入电路

图9.PLC评估系统输出通路3和输出通路4-电压和电流输出

图10.PLC评估系统电源输出保护电路

图11.PLC评估系统模拟输入保护电路（1）

图12.PLC评估系统模拟输入保护电路（2）

图13.PLC评估系统模拟输出保护电路

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