Mikrokontrolery analogowe i aplikacje pomiarowe. Katedra Metrologii i Systemów Diagnostycznych

Wielkość: px

Rozpocząć pokaz od strony:

Download "Mikrokontrolery analogowe i aplikacje pomiarowe. Katedra Metrologii i Systemów Diagnostycznych"

Milena Małecka
5 lat temu
Przeglądów:

1 Mikrokontrolery analogowe i aplikacje pomiarowe Katedra Metrologii i Systemów Diagnostycznych

2 MicroConverter --- Precision Analog Microcontroller Mikrokontroler analogowy AGENDA Wprowadzenie ADuC8xx and ADuC7xxx Przegląd ADuC706x Rodzina i Aplikacje ADuCM3xx Aplikacje pomiarowe Kierunki rozwoju

3 Mikrokontrolery Analogowe (precyzyjne) MicroConverter Dwie głowne rodziny MikroKonwerterów Seria ADuC800 8-bit 8052 MCU core up to 20MIPS 12-bit SAR -or-24-bit ADC Seria ADuC /32-bit ARM7 TDMI core >40MIPS peak performance 12-bit SAR ADC -or-24-bit ADC Seria ADuCM3xx, 30xx Rdzeń Cortex M3

4 Ważniejsze informacje Najnowsze... ADuCM3xx ADuC7060 ADuC7033/34 bateryjnego) ARM Cortex M3 + Sigma Delta ADC ARM7 + Sigma Delta ADC battery sensor (kontroler zasilania Nowe własności ADuC kanałów ADC + 12 DAC kanałów ADuC7023 Mniejszy + redukcja kosztów ADuC702x platforma Cortex

5 Seria ADuC800 ogólny przegląd = rekomendowane w najnowszych projektach 12bit aż do 400KSPS 16bit/24bit 5Hz - 1KHz SAR SAR zredukowana liczba wyprowadzeń Standardowe ADuC812 ADuC814 Duża pamięć Szybki rdzeń ADuC831 ADuC832 ADuC841 ADuC842 ADuC843 ADuC824 ADuC816 ADuC834 ADuC836 high channel-count ADuC845 ADuC847 ADuC848 zgodne wyprowadzenia zgodne wyprowadzenia zgodne wyprowadzenia

6 Seria ADuC800 z przetwornikiem A/C typu SAR MUX T/H Temperature Monitor Voltage Reference 12bit ADC V REF RAM 8052 MCU GPIO 20MIPS Single-Pin Emulation Flash Code & Data Memory Watchdog Timer Supply Monitor Download Debug 12bit DAC 12bit DAC PWM SPI / I2C Timers / Counters UART ADuC841/842 ADuC812 the original ADuC814 low cost, low pin-count ADuC831 large memory ADuC832 large memory, PLL clock ADuC841 optimized core ADuC842 optimized core, PLL clock ADuC843 optimized core, no DACs

7 ADuC8xx SAR Zastosowania Optyczne nadajniki/odbiorniki tłumiki optyczne (VOAs) Automatyka przemysłowa czujniki inteligentne rejestratory Radiowe stacje bazowe Pomiary Mocy Mierniki mocy Analizatory Medyczne BP Monitory Analiza cukrów (glukometry) Systemy Monitoringu

Seria ADuC800 z przetwornikiem A/C typu ADuC816 16bit ADC MUX Temp Sensor A 24bit ADC Voltage Reference 24bit ADC RAM 8052 MCU GPIO Flash Code & Data Memory Watchdog Timer 12bit DAC PWM SPI / I2C

8 Seria ADuC800 z przetwornikiem A/C typu ADuC816 16bit ADC MUX Temp Sensor A 24bit ADC Voltage Reference 24bit ADC RAM 8052 MCU GPIO Flash Code & Data Memory Watchdog Timer 12bit DAC PWM SPI / I2C ADuC824 24bit ADC ADuC834 24bit ADC, large memory ADuC836 16bit ADC, large memory ADuC845 24bit ADC, optimized core Excitation Current Sources Reference Detect 12MIPS Single-Pin Emulation Supply Monitor Download Debug Timers / Counters UART ADuC845 ADuC847 24bit ADC, optimized core, no DAC ADuC848 16bit ADC, optimized core, no DAC

9 ADuC8xx - Zastosowania Automatyka Przemysłowa Czujniki inteligentne Rejestratory danych Przyrządy podręczne Medyczne Monitor ciśnienia krwi (BP Mnitors) Analiza Glukozy Analizatory precyzyjne Precyzyjne systemy monitoringu

Processing Power Bardziej zaawansowane rdzenie

sygnału analogowego ADuC702x Series ARM7 Core

12-Cycle Core Wybór MCU zintegrowanego z

10 Processing Power Bardziej zaawansowane rdzenie przy zachowaniu dokładności przetwarzania sygnału analogowego ADuC702x Series ARM7 Core ADuC800 Series 1-Cycle Core ADuC800 Series 12-Cycle Core Wybór MCU zintegrowanego z precyzyjnym 12-Bit do24-bit precyzyjnym przetwornikiem Time

11 rodzina ADuC702x Bandgap Reference DAC MUX 12bit ADC Temperature Monitor COMPARATOR PLA GPIO VREF RAM ARM7 TDMI MCU 41MHz JTAG Emulation Flash Code & Data Memory Watchdog Timer Supply Monitor Serial Download 12bit DAC 12bit DAC 12bit DAC 12bit DAC 3-Phase PWM SPI / I2C Timers / Counters UART ADuC702x ADuC ADC, 3 DAC, 6x6mm ADuC ADC, 4 DAC, 6x6mm ADuC ADC, 2 DAC, 6x6mm ADuC ADC, 0 DAC, 6x6mm ADuC ADC, 2 DAC, 9x9mm ADuC ADC, 0 DAC, 9x9mm ADuC ADC, 4 DAC, 14x14mm ADuC ADC, 0 DAC, 14x14mm ADuC ADC, 4 DAC, 6x6mm

12 ADuC702x Najważniejsze cechy ARM7TDMI MCU Core: 16-/32-bit RISC architecture 41MHz operation (Flash & SRAM) Memory Organization 62K Bytes Flash/EE; 8K Bytes SRAM External Memory interface (7026/7) Analog Peripherals Multi-Channel 12-bit, 1MHz ADC Multiple 12-bit V-Output DACs Digital Peripherals 4 X GP Timers, PWM Programmable PLA UART, SPI and I2Cx2 Serial I/O Other details Temperature Range 40 C to +125 C Packages: 6x6mm 40LFCSP, 64-ball BGA; 9X9mm 64 LFCSP, 64 & 80-pin LQFP

13 ElektroKardiogriafia Kształt sygnału EKG (6 szczytów i dolin) Typowy jednokanałowy elektrokardiograf

14 Aplikacja ECG z zastosowaniem ADuC7021 (ElectroCardioGram) VIN = +3V 1N5817 RECHARGEABLE BATTERY ADP V +3V 2 V IN V OUT C 10µF O1 10µF 1 C P + C P1 + C V SENSE 5 P1 + 10µF 10µF 3 C P ADP V IN V OUT 7 1 C P + V SENSE 5 3 C P R 31.6kΩ C O + 10µF 5V SD 4 GND 7 SD 4 GND 2 D1 1N5817 R 3 220kΩ R 2 220kΩ C1 0.1µF R4 1MΩ +5V OP97 5V R 1 220kΩ R1 10kΩ R3 22kΩ R2 22kΩ R G 6.98kΩ V 7 AD620A G = 8 4 5V 5 POWER-DOWN 6 P2.0 ADC DAC +3V ADuC7021 TXD RXD + C1 4.7µF +5V D2 1N5817 ADuM1301 ISOLATED RS-232 CIRCUITRY +V DD C2 + 10µF TO PC

15 Pulse Oximeter using ADuC7024 pomiar tętna i nasycenia krwi tętniczej tlenem

16 Funkcjonalny schemat blokowy ADuC712x GPIO MUX 12bit ADC DDS 10bit IDAC I/V 2 nd order LPF Temperature Monitor COMPARATOR Supply Monitor OSC/PLL POR Bandgap Reference Wake-up/ RTC Watchdog Timer SPI 64k Bytes FLASH/EE (32k x 16) Interrupt Controller Timers / Counters I2C 8192 Bytes SRAM (2k x 32) 2k Bytes 62k Bytes FLASH/EE (31k x 16) SERIAL DOWNLOAD 2x UART ARM7 TDMI MCU 44MIPS JTAG Emulation PWM Quadrature Encoder

17 H-Bridge DC Motor Control Sterowanie silnika DC w układzie H-mostka ADuC712x 24V DC 12bit ADC PWM High Side Driver High Side Driver DC Motor Passive Filter Quadrature Encoder Low Side Driver Low Side Driver Motor Current Motor Voltage

18 Układy serii ADuC706x Procesor z rdzeniem ARM7 z podwójnym układem 24 bitowego typu

19 Standard MicroConverter Products MUX MUX Temp Sensor A 24bit ADC 1.2V Voltage Reference Reference Detect 24bit ADC RAM ARM7 TDMI MCU 10MIPS GPIO Vectored Interrupt Controller (VIC) Flash Code & Data Memory Watchdog Timer Supply Monitor 14bit DAC PWM SPI / I2C Timers / Counters Excitation Current Sources JTAG Download Debug UART ADuC7060/61

20 Najważniejsze cechy ADuC7060 Key Features ARM7TDMI MCU Core: 16-/32-bit RISC architecture 10.24MHz operation (Flash & SRAM) Embedded JTAG for Debug. Serial In-System-Programming Analog I/O Primary Channel 24-bit, 4Hz to 8KHz ADC with PGA on inputs. Gain[1-512] Auxillary Channel 24-bit, multiple input channels Single DAC Output Uncommitted OP-AMP option Digital Peripherals Vectored Interrupt Controller (VIC) 3 X GP Timers, WDT and Wake-Up Timer UART, SPI and I2C, Serial I/O Up to 22 Pin GPIO Port + PWM Other Details Specified for 2.5V operation. (3.3V compatible I/O) Packages: 5x5mm 32LFCSP; 6x6mm 48LFCSP; 48LFQFP 2.8mA Current consumption, Core at 1.28Mhz with both ADC s active Samples already available. Full release in January 2009

21 Effective Number of Bits v Sampling Rate for ADC0 ENOB ADCO at Low Performance Sampling Rates ENOB ENOB Gain=1 Gain=8 Gain= Sampling Sampling Rate Rate in in Hz Hz

22 ADC0 Noise Performance Input Range Gain Setting 4Hz 50Hz 1kHz 8kHz ±1.2V G=1 0.62uV 1.97uV 8.54uV 55uV ±150mV G= uV 0.38uV 1.6uV 7.88uV ±18.75mV G= uV 0.123uV 0.53uV 1.71uV

23 ADC0 Performance ENOB Effective Number of Bits Input Range Gain Setting 4Hz 50Hz 1kHz 8kHz ±1.2V G= bits 20.2 bits 18.1 bits 15.4 bits ±150mV G= bits 19.6 bits 17.5 bits 15.2 bits ±18.75mV G= bits 18.2 bits 16.1 bits 14.4 bits

24 MicroConverter Products ARM7 series Part# ADC DAC Package Flash ADuC7060 Dual 24bit 14bit 48-LQFP/ 48-LFCSP 32K ADuC7061 Dual 24bit 14bit 32-LFCSP 32K

25 Interfejs przetwornika mostkowego z zastosowaniem MicroConvertera +2.5V ADuC7060 VDD REFIN+ AIN0 AIN1 SPI I2C UART GPIO etc. REFIN- GND

26 RTD Interfacing Hardware Configuration A ADC I EXC R RTD V RTD A ADC MCU R REF V REF

28 Moduł kondycjonujący RTD z interfejsem mikrokontrolera analogowego ADuC7060 ADuC V RTD IEXC1 AIN0 AIN1 REFIN+ VDD SPI I2C UART GPIO etc. REFIN- GND

29 Moduł kondycjonujący AD771 z 2 źródłami prądowymi

30 Thermocouple Interfacing T 1 T 2 Metal A Copper V EMF V SENS PGA ADC Metal B CJC Temp Sensor Copper ADC MCU

31 Thermocouple Interfacing Using a MicroConverter ADuC V AIN0 VDD AD592 AIN1 AIN4 SPI I2C UART GPIO etc. ADR280 REFIN+ REFIN- GND

Wide Dynamic Range Signals 120dB Requires High Precision

32 ADuC706x Application: Gas Detector Electrochemical Sensor ±600mV - + PGA + ADC0-1nA 1mA Tiny Form Factor Wide Dynamic Range Signals 120dB Requires High Precision ADC Requires Small Package Electrochemical Sensor + Electronics

33 ADuC7033 Lead Acid Battery Sensing LOAD V BAT + - Shunt Resistor I BAT V BAT A 16bit ADC ADuC7033 ARM7 TDMI MCU ECU VREF BAT TEMP MUX 16bit ADC Flash/EE Memory TEMP LIN LIN2.0

34 ADucM360 Low power precision analog microcontroller, ARM cortex M3 with dual sigma-delta ADCs

Podobne dokumenty

Mikrokontrolery analogowe. Zakład Metrologii i Systemów Diagnostycznych

Mikrokontrolery analogowe. Zakład Metrologii i Systemów Diagnostycznych Mikrokontrolery analogowe Zakład Metrologii i Systemów Diagnostycznych MicroConverter --- Precision Analog Microcontroller Mikrokontroler analogowy AGENDA Wprowadzenie ADuC8xx and ADuC7xxx Przegląd ADuC706x