利用SoC单片机的多功能数据采集卡

文章摘要：输入通道与单片机的接口C8051F020具有64个I/O引脚，足以用于对外部输入通道各个功能的选择，其中P0.0~P0.7和P4.0、P4.1接到DAC，用于选择程控增益放大器的增益选择。P4.2和P4.3接到程控增益放大器PGA202的A0、A1两个引脚，用于增益的选择。另外，程控滤波器和多级陷波器每一级的前端都有一单刀双掷模拟开关ADG419，ADG419是低导通电阻的模拟开关，其导通电阻仅为35W，受控引脚IN为“0”时开关1导通、开关2断开，IN为“1”时开关1断开、开关2导通，开关时间为30ns。每个通道各有四个ADG419，将同一级八个ADG419的IN引脚连在一起(因有8个通道)

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输入通道与单片机的接口
C8051F020具有64个I/O引脚，足以用于对外部输入通道各个功能的选择，其中P0.0~P0.7和P4.0、P4.1接到DAC，用于选择程控增益放大器的增益选择。P4.2和P4.3接到程控增益放大器PGA202的A0、A1两个引脚，用于增益的选择。另外，程控滤波器和多级陷波器每一级的前端都有一单刀双掷模拟开关ADG419，ADG419是低导通电阻的模拟开关，其导通电阻仅为35W，受控引脚IN为“0”时开关1导通、开关2断开，IN为“1”时开关1断开、开关2导通，开关时间为30ns。每个通道各有四个ADG419，将同一级八个ADG419的IN引脚连在一起(因有8个通道)，接到C8051F020的P4.4~P4.7，这样，通过单片机的P4.2~P4.7引脚，就能实现多功能的选择。

结语
基于SoC单片机的多功能数据采集卡，为数据采集提供多种功能，以适应可能遇到的不同测试条件。本设计达到如下参数指标及功能：每通道最大采样率为100ksps；幅值精度优于5mV；滤波器可选中心频率为32Hz、64Hz、128Hz、256Hz、512Hz、1024Hz，控制精度优于2.4%，Q值优于5；陷波器可选中心频率为50Hz、150Hz、50Hz，陷波深度-40dB以上。
C8051F020丰富的硬件资源使得进一步扩展功能而不改变硬件电路成为可能，如内部PGA，还可用来进一步微调放大倍数，只需改变寄存器ADC0CF的值即可。将ADC0工作方式改为窗口比较方式可进一步提高MCU效率，以便实现量程自动转换等等。C8051F020的在线编程方式也为在线改变软件提供了方便。■

参考文献
1 潘琢金，施国君. C8051Fxxx高速SoC单片机原理及应用[M]. 北京：北京航空航天大学出版社，2002
2 Cygnal C8051Fxxx数据手册[EB/OL]
3 UAF42数据手册[EB/OL]
4 AD7533数据手册[EB/OL]

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