基于ADS1252的數據采集模塊設計

摘要：針對高精度數據采集模塊廣泛應用于高精度測量系統(tǒng)的需求，提出一種基于S3C451OB處理器，并以ADS1252為A／D轉換器的高精度數據采集模塊的設計方案。首先描述了ADS1252芯片特性；接著詳細描述了數據采集模塊電路的設計原理并給出了選用的主要芯片型號；最后詳細描述了數據采集模塊軟件設計流程。目前已完成數據采集模塊硬件和軟件的設計，通過實驗驗證，此方案正確可行。
關鍵詞：ADS1252；83C4510B；數據采集；高精度測量系統(tǒng)

現代醫(yī)療、地質、環(huán)境監(jiān)測、工業(yè)過程控制往往需要對監(jiān)測點進行高速高精度的數據采集，高精度的數據采集模塊在其中得到廣泛的應用。數據采集模塊的設計決定著測量數據的精度和可靠性，因此它是構建高精度測量系統(tǒng)的基礎。本文提出一種基于ARM7處理器S3C4510B和A／D轉換器ADS1252構建的高精度數據采集模塊的設計方案，并介紹了該方案的軟硬件設計。

1 ADS1252芯片特性
ADS1252是美國BURR-BROWN公司推出的一款高精度、寬動態(tài)范圍、采用單+5 V電源供電、具有24位分辨率的單通道A／D轉換器。它采用差分輸入方式，對于低電平電壓信號接入非常有利；它采用4階∑-△結構的調制器，可以得到寬動態(tài)范圍和24位無差錯編碼；它內部有三階數字濾波器，可以濾除電源波紋和其他干擾；它的數據輸出率可隨系統(tǒng)時鐘的改變而改變，當數據輸出速率達到最大40 kHz時，仍具有19位的分辨率；它提供一個2線同步串行接口，可以方便的與微處理器連接。所有這些特點使得ADS1252非常適合用做高精度數據采集模塊的A／D轉換器。

2 采集模塊電路設計
本數據采集模塊設計使用的微處理器是S3C4510B，它是三星公司針對網絡應用而開發(fā)的一款性價比很高的ARM7TDMI內核的16／32位RISC微處理器，具有低成本和高性能的特點。本文以ADS1252測量電壓為例說明采集模塊電路的設計原理。S3C4510B與ADS1252的接口電路如圖1所示：其中CPU_TOUT1信號對應于S3C4510B定時器1的溢出TOUT1引腳，主要為ADS1252工作提供系統(tǒng)時鐘CLK；CPU_P1信號對應于S3C4510B的I／O端口P1引腳，主要為讀取ADS1252的有效數據提供串行時鐘SCLK；CPU_P2信號對應于S3C4510B的I／O端口P2引腳，主要用于檢測ADS1252數據是否準備好以及讀取有效數據DOUT而提供的串行數據引腳。