可编程增益放大器MCP6S2X在多路信号采集中的应用
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增大字体为了克服传统设计的缺点，可采用多路复用方式，这是目前最常用的方式。但应注意，很多信号并不需要连续不断地测量，所以可使用非同时进行采样的方案。在需要使用高性能运算放大器的设计中，如果采用非同时进行采样的方案，则可用一个运算放大器，然后在它前面接一个多路复用器（ＭＵＸ），再通过它把几路模拟信号接到一个共用的放大器上。这样，多路复用器就会按照处理要求，把各路模拟信号接到运放上去。其实现方案如图４所示。
使用多路复用器可以减轻传统系统设计中存在的问题。它可将占用的处理器Ｉ／Ｏ减少到一个，所有需要放大的信号只需要用一只高性能的运算放大器即可。
该方案由于减少了元件的数量，因此所需要的电流以及在电路板上占用的空间也减少了。但同时，该方案也需要增加某些元件的成本和数量。有些比较新的器件看起来较为经济有效，但是控制起来并不容易，所以并不适合现代嵌入式控制系统使用。为了控制增益或选择信号，这些器件在接到处理器上时，同样需要使用较多的Ｉ／Ｏ引脚。因此，这种系统所用器件比较多，不利于进一步提高集成度，而且易受干扰。
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对于上述情况，若使用一只ＭＣＰ６Ｓ２Ｘ增益可编程放大器，那么前面讲到的处理多路模拟信号的系统所存在的问题便迎刃而解了。处理器上的ＳＰＩ端口可用来把命令送到ＭＣＰ６Ｓ２８增益可编程放大器上，以便选择把哪一路信号接到处理器，同时也可以改变放大器的增益。这样，就有可能改变每一路信号的增益，而且可以在处理信号的同时改变增益。如果系统发现信号太弱，处理器就可以增大这个信号的增益。当信号达到较高的电平时，处理器则可以降低增益。图５是采用ＭＣＰ６Ｓ２ｘ系列器件进行设计的方案示意图。
４ 应用电路
图６为ＭＣＰ６Ｓ２Ｘ系列芯片的应用硬件连接图笔者在设计“工艺对象仿真装置”数据采集板时项目要求对加热炉对象进行仿真该对象为多输入多输出对象，它不仅需要输入温度、压力等参数，也要有扰动信号（随机干扰和确定性干扰）。该对象的多个输入参数被采集到单片机中后，单片机将根据该对象的传递函数进行处理或通过串口将数据传到计算机中进行处理并最后输出仿真结果。
本设计采用６通道的ＭＣＰ６Ｓ２６来进行，因为ＡＴ８９Ｃ５２单片机没有三线制串行总线接口，所以，在它与ＭＣＰ６Ｓ２６通过三线制串行总线连接时，应使用软件模拟三线制串行总线来操作，包括串行时钟、数据输入和数据输出。因此，可用Ｐ１．７来模拟片选端ＣＳ，Ｐ１．４模拟时钟输入端ＳＣＫ，Ｐ１．６模拟数据输入端ＳＩ，Ｐ１．５模拟数据输出端ＳＯ。为节约单片机的Ｉ／Ｏ口，设计中还选用了串行总线（Ｉ２Ｃ总线）Ａ／Ｄ转换芯片ＴＬＣ０８３２。
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对ＭＣＰ６Ｓ２６进行操作的控制字节和数据字节均从ＳＩ引脚输入，并在写入数据的串行时钟（ＳＣＫ）上升沿被锁存。从芯片读取的数据则从ＳＯ引脚串行移出，并在串行时钟的下降沿输出。整个数据交换期间，ＣＳ必须保持低电平。
５ 结论
ＭＣＰ６Ｓ２Ｘ增益可编程放大器特别适用于多路信号采集电路的设计，因而可广泛应用于Ａ／Ｄ转换驱动控制、数据采集、测试设备、多路传输模拟应用、工业以及医疗仪器等方面。由于处理器是通过软件对模拟信号电路进行控制，所以其适应性和灵活性很高。采用ＭＣＰ６Ｓ２Ｘ增益可编程放大器时，原来需要较多元件的设计现在仅需一个元件即可，因此可以大大简化以前复杂的电路设计，提高工作效率。
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作者：佚名
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