内嵌闪存MCU的高性能多通道24位采集系统ADuC845

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 摘要：ADuC845是ADI公司新推出的嵌有单指令周期8052闪存MCU、带两路24位Δ-∑A/D、双12位D/A以及两个灵活脉宽调制输出的高性能24位数据采集与处理系统芯片。该芯片的数据处理速度达12MIPS，且设计简单，噪声低，非常适用于精密仪器仪表。文中详细介绍了该芯片的功能特点和工作原理，给出该芯片的应用方法。

    关键词：ADuC845 数据采集 转换器 存储器

1 概述

ADuC845是ADI公司新推出的高性能24位数据采集与处理系统，它内部集成有两个高分辨率的Δ-∑ADC、10/8通道输入多路复用器、一个8位MCU和程序/数据闪速/电擦除存储器。同时可提供62k字节的闪速/电擦除程序存储器，4k字节闪速/电擦除数据存储器和2304字节的数据RAM。

ADuC845可通过一个片内锁存环PLL产生一个12.58MHz的高频时钟，以使之运行于32kHz外部晶振。该时钟可通过一个从MCU核心时钟工作频率分离的可编程时钟发送。片内微控制器是一个优化的单指令周期8052闪存MCU。该MCU在保持与8051指令系统兼容的同时，具有12.58MIPS的性能。该芯片的两个独立的ADC（主ADC和辅助ADC）由一个输入多路复用器，一个温度传感器和一个可直接测量低幅度信号的可编程增益放大器PGA组成。主、辅ADC都采用高频“斩波”技术来提供优良的直流（DC）失调和失调漂移指标，因而非常适合用于低温漂且对噪声抑制和抗电磁干扰能力要求较高的应用场合。

ADuC845具有串行下载和调度模式，可通过EA引脚提供引脚竞争模式，同时支持Quick Start开发系统和低成本的软件和硬件工具。该芯片具有52引脚塑料四方扁平封装（MQFP）和56引脚芯片级封装（CSP）。
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2 ADuC845的性能特点

2．1 高分辨率Δ-∑ADC

*带有2个独立的10通道、24位模/数转换器（ADC）；

*24位无失码主ADC；

*在60Hz范围内有20位有效分辨率（17.4位峰-峰分辨率）；

*芯片的失调漂移为10nV/℃，增益漂移为0.5ppm/℃。

2．2 存储器

*62k字节片内闪速/电擦除程序存储器；

*4k字节片内闪速/电擦除数据存储器；

*闪速/电擦除存储器可使用100年，可重复擦写10万次；

*有3种闪速/电擦除程序存储器安全模式；

*在线串行下载（无需外部硬件）；

*带有高速用户下载（5秒）功能；

*带有2304字节片内数据RAM。

2．3 基于8051的内核

*具有与8051兼容的指令系统；

*高性能单指令周期内核；

*可使用32kHz外部晶振；

*具有片内可编程锁相环PLL（最高时钟频率12.58MHz）；

*有3个16位定时/计数器；

*有26条可编程输入/输出线；

*11个中断源，2个优先级；

*双数据指针，扩展的11位堆栈指针。

2．4 片内外围设备

*内部电源复位电路；

*12位电压输出DAC；

*双16位Δ-∑DAC/PWM；

*片内温度传感器；

*双激励电流源；

*时间间隔计数器（唤醒/RTC定时器）；

*UART，I2C和SPI串行接口；

*高速波特率发生器（包括115,200）；

*看门狗定时器（WDT）；

*电源监视器（PSM）。

2．5 电源

*可用3V和5V电压工作；

*正常情况下为2.3mA/3.6V（核心时钟频率为1.57MHz）；

*掉电保持电流为20μA，可唤桓定时运行。

3 ADuC845的引脚功能

ADuC845的引脚排列如图1所示，其中采用56引脚封装的管脚功能如下：

56脚（P1.0/AIN1）：上电缺省设置为AIN1模拟输入。使用AINCON时，AIN1用作伪差分输入；使用AIN2时，该脚用作全差分对的正向输入。P1.0端口无数输出驱动器。为把其配置为数字输入，应把0写至端口值。作数字输入时，该引脚必须由外部驱动到高电平或低电平。

1脚（P1.1/AIN2）:上电缺省设置为AIN2模拟输入。使用AINCON时，AIN2用作伪差分输入；使用AIN1时，用作全差分对的负向输入。输入同P1.0。

2脚（P1.2/AIN3/REFIN2+）：上电缺省设置为AIN3模拟输入。使用AINCOM时，AIN3用作伪差分输入；使用AIN4时，用作全差分对的正向输入。数字输入同P1.0。另外，该引脚亦可用作第二个外部差分参考输入的正向输入端。

3脚（P1.3/AIN4/REFIN2-）：上电缺省设置为AIN4模拟输入。使用AINCOM时，AIN4用作伪差分输入；使用AIN3时，用作全差分对的负向输入。数字输入同P1.0。另外，该引脚亦可用作第二个外部差分参考输入的负向输入端。

4脚（AVDD）：模拟电源。

5，6脚（AGND）：模拟地。

7脚（REFIN-）：外部差分参考输入的负向输入端。

8脚（REFIN+）：外部差分参考输入的正向输入端。

9脚（P1.4/AIN5）：上电缺省设置为AIN5模拟输入。使用AINCOM时，AIN5用作伪差分输入；使用AIN6时，用作全差分对的正向输入。输入同P1.0。

10脚（P1.5/AIN6）：上电缺省设置为AIN6模拟输入。使用AINCOM时，AIN6用作伪差分输入；使用AIN5时，用作差分对的负向输入。输入同P1.0。

11脚（P1.6/AIN7/IEXC1）：上电缺省设置为AIN7模拟输入。使用AINCOM时，AIN7用作伪差分输入；使用AIN8时，用作全差分对的正向输入。该引脚可配置1~2个电流源。数字输入同P1.0。

12脚（P1.7/AIN8/IEXC2）:上电缺省设置为AIN8模拟输入。使用AINCOM时，AIN8用作伪差分输入；使用AIN7时，用作全差分对的负向输入。该引脚可配置1~2个电流源。数字输入同P1.0。

13脚（AIN

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