高分辨率傳感器于USB接口中的設(shè)計(jì)

摘要：

本設(shè)計(jì)中的電路包括一個(gè)混合信號(hào)微控制器、一只USBUART（通用異步接收器/發(fā)射器），還有一個(gè)新穎的自適應(yīng)模擬傳感器輸入電路。此電路可以將多種類型的傳感器接到設(shè)計(jì)的兩個(gè)模擬輸入通道上，在一個(gè)USB主機(jī)上控制這些設(shè)備，讀出測(cè)量數(shù)據(jù)。USB連接為電路提供電源。在計(jì)算機(jī)上就能用簡(jiǎn)單指令控制設(shè)備；甚至用終端軟件也可以做測(cè)量工作。8051核有免費(fèi)的工具， 便于做編程工作， 如IDE（集成開(kāi)發(fā)環(huán)境）、調(diào)試器以及C編譯器。

本設(shè)計(jì)采用了價(jià)格為8 美元的8051 架構(gòu)微控制器， 還有一只PGA（可編程增益放大器），以及一只24位Σ-Δ ADC（圖1、2和3）。微控制器IC1有一個(gè)輸入多工器，可采用差分模式或單端模式。它還有兩個(gè)DAC輸出，可以提供五個(gè)未指定的數(shù)字I/O腳（圖1）。一個(gè)輸出引腳驅(qū)動(dòng)受程序控制的D1.其它數(shù)字引腳則用于配置兩個(gè)模擬輸入口。另外，微控制器的基準(zhǔn)輸出還可以送給某一個(gè)模擬輸入端口。其余四個(gè)數(shù)字引腳與USB的UART芯片相連接。

3.3V的線性穩(wěn)壓器IC2為微控制器供電（圖2）。從USB端口通過(guò)磁珠與濾波器，就可以直接為USB芯片IC1供電。這款芯片是常見(jiàn)而可靠的USBUART芯片，可與使用任何操作系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)通信。運(yùn)放IC4用作微控制器基準(zhǔn)輸出的緩沖（圖3）。