原标题：ADuCM360：热电偶温度测量系统解决方案

　　ADI公司的ADuCM360是全集成的3.9kSPS，24位数据采集系统，特性包括有两个高性能多路Sigma-Delta (Σ-Δ) ADC、一个32位ARM Cortex-M3处理器和闪存/EE存储器、可编程ADC输出速率(3.5Hz~3.906kHz)、50Hz/60Hz噪音抑制、RMS噪音、3.53Hz时为52nV、50Hz为200nV。器件主要用在工业自动化和过程控制、智能精密传感系统、4mA~20mA智能传感器系统、医疗设备和病人监护。

　　ADuCM360 是一个完全集成的3.9kSPS，24位数据采集系统。它在单个芯片上，集成了两个高性能，多通道Σ-Δ(Σ-Δ)的模拟-数字转换器(ADC)，一个 32位的ARM Cortex-M3处理器，和Flash/ EE存储器。ADuCM360可以直接连接到外部高精度传感器(有线或电池供电)。该ADuCM361含有ADuCM360的所有功能，但只有一个24位 Σ-ΔADC(ADC1)。

　　ADuCM360/ADuCM361包含一个片上32kHz振荡器和一个内部16MHz的高频振荡器。高频振荡器是通过可编程时钟分频器进行路由，该可编程时钟分频器可产生处理器核时钟的操作频率。最大核时钟速度为16MHz，这个速度不受工作电压或温度的限制。

　　图1 ADuCM360功能框图

　　该微控制器核是一个低功耗的ARM Cortex-M3处理器，其32位RISC机，最高可提供20 MIPS的峰值性能。其Cortex-M3处理器集成了一个灵活的11通道DMA控制器，可支持所有有线通信外设(SPI、UART和I2C)。集成在芯片上的还有128kB非易失性Flash/EE存储器和8kB的SRAM。

　　其模拟子系统包括双通道ADC(每个都连接一个灵活的输入多路复用器)。其两个ADC都可以在全差分和单端模式下运行。其他片上的ADC功能包括：双可编程激励电流源、诊断电流源以及AVDD_REG/ 2(900mV)的偏置电压发生器，以设置输入通道的共模电压。它还具有一个低侧内部接地开关，可以关闭外部电路(例如，电桥电路)的电源。

　　这些ADC包含两个平行的过滤器：SINC3或SINC4滤波器与SINC2滤波器并联。SINC3或SINC4滤波器用于高精度测量。SINC2滤波器用于快速测量和阶跃变化的输入信号的检测。

　　该器件包含一个低噪声，低漂移内部带隙参考电压，但它们也可以配置为接收一个或两个外部参考电压(比例测量配置)。该芯片还提供了一个缓冲外部基准输入的选项。还提供了单通道缓冲电压输出DAC。

　　ADuCM360/ADuCM361 集成了一系列片上外设，可在单片机控制软件下，被配置为所需要的应用程序。其外设包括：UART、I2C和双SPI串行I/O通信控制器;一个19引脚 GPIO端口;两个通用定时器;唤醒定时器;和一个系统看门狗定时器。还提供一个16位的PWM控制器(6个输出通道)。

　　图2 ADuCM360典型系统配置图

　　该 ADuCM360/ADuCM361是专门设计，用在电池供电的应用，因此，低功率操作是至关重要的。其微控制器核可以配置为正常操作模式，功耗为 290μA/ MHz(包括闪存/ SRAM IDD)。如果开启两个ADC(输入缓冲器关闭)，四个PGA增益，一个SPI端口和所有的定时器，整个系统的电流消耗可以为1mA。

　　在直接程序控制下，ADuCM360/ADuCM361可以配置为多个低功耗工作模式，包括：休眠模式(内部唤醒定时器开启)，其功耗仅为4μA。在休眠模式下，外设，如外部中断或内部唤醒定时器，可以唤醒设备。此模式使得该器件具有超低的功耗，同时，仍然可以对异步外部或周期性事件作出回应。

　　其片上厂家固件支持在线串行下载(通过串行线接口——2引脚JTAG系统和UART);非侵入性仿真也是通过串行线接口进行支持。这些功能都集成在一个低成本的，QuickStart开发系统上，并支持这一精密模拟微控制器系列。

　　该器件外部工作电压为1.8 V~3.6 V，工作在-40℃~+125℃的工业温度范围。

　　ADuCM360主要特性

　　•模拟输入/输出

　　-双通道24位ADC(ADuCM360)

　　-单24位ADC(ADuCM361)

　　-可编程ADC输出速率 (3.5Hz~3.906kHz)

　　-同时50Hz/60Hz的噪声抑制

　　- 50SPS连续转换模式

　　-16.67SPS单转换模式

　　-灵活的输入多路复用器，两个ADC的，输入通道的选择

　　- 2个24位多通道ADC(ADC0和 ADC1)

　　- 6个差分或11单端输入通道

　　- 4个内部通道监测DAC，温度传感器，IOVDD/4，和AVDD/4(只有ADC1)

　　-可编程增益(1~128)

　　- RMS噪声：52NV(3.53Hz)，200NV(50Hz)

　　-可编程传感器激励电流源

　　-片上精密电压基准

　　-单12位电压输出DAC

　　- NPN模式，用于4mA~20mA回路

　　•微控制器

　　- ARM Cortex-M3 32位处理器

　　-串口线下载和调试

　　-内部钟表晶体唤醒定时器

　　- 16MHz振荡器具有8路可编程分频器

　　•存储器

　　-128kB Flash/EE存储器，8kB SRAM

　　-通过串行线和UART在电路调试/下载

　　•电源电压范围：1.8V~3.6V(最大)

　　-功耗，单片机工作模式

　　-核耗电290μA/MHz

　　- 2个通用定时器

　　-唤醒定时器/看门狗定时器

　　-多通道DMA和中断控制器

　　•封装和温度范围

　　- 48引脚为7mm×7mm LFCSP封装

　　-指定为-40℃~+125℃的操作

　　•开发工具

　　-低成本QuickStart开发系统

　　-第三方编译器和模拟器工具支持

　　-齐全的安全功能，用于改进诊断

　　ADuCM360应用

　　•工业自动化和过程控制

　　•智能精密传感系统

　　• 4mA~20mA环路供电智能传感器系统

　　•医疗设备、病人监护仪

　　热电偶温度测量系统

　　图3 ADuCM360控制的4-20mA的温度监视器电路图

　　采用ARM Cortex-M3的14位4-20mA回路供电的热电偶温度测量系统，图3所示的电路是一个完整的回路供电，热电偶的温度测量心态，其中4mA~20mA输出电流，采用精密模拟微控制器的PWM功能进行控制。

　　热电偶温度测量系统特性

　　• 4mA~20mA的热电偶温度监控器

　　•冷端补偿

　　•回路供电

　　•热电偶温度测量系统应用

　　•现场仪表/智能变送器

　　•温度控制器