AN-1524: 利用精密模拟微控制器ADuC7061和外部RTD构建基于USB的温度监控器
电路功能与优势
该电路显示如何在精密电阻温度检测器(RTD)温度监控应用中使用精密模拟微控制器 ADuC7061。 ADuC7061集成双通道24位Σ-Δ型模数转换器(ADC)、双通道可编程电流源、14 位数模转换器(DAC)、1.2 V内置基准电压源以及ARM7TDMI®内核、32 kB Flash/EE、4 kB SRAM和各种数字外设，例如UART、定时器、串行外设接口(SPI)和 I2C 接口。ADuC7061与一个100 Ω的RTD相连。
在源代码中，ADC采样速率选择100 Hz。当ADC的输入可编程增益放大器(PGA)的增益被配置为32时，ADuC7061的无噪声分辨率将大于18位。
电路描述
图1所示电路完全通过USB接口供电。利用2.5 V低压差(LDO)线性稳压器ADP3333 ，可将USB提供的5 V电源调节到2.5 V，从而向ADuC7061提供2.5 V的DVDD电压。ADuC7061的AVDD电源经过额外滤波处理，如图1所示。线性稳压器的输入端放置的滤波器对USB电源进行滤波。
本应用中用到ADuC7061具备下列特性：
- 内置PGA的24位Σ-Δ型主ADC：PGA的增益在本应用的软件中设置为32。
- 可编程激励电流源：用来驱动受控电流流经RTD。双通道电流源可在0 μA至2 μA范围内以200 μA的步长配置。本例设置为200 μA。
- ADuC7061中ADC的外部基准电压源：本应用采用比率式设置，将一个外部基准电阻(RREF)连接在外部VREF+和VREF-引脚上。或者，也可以使用ADuC7061中提供的1.2 V作为内部基准电压源。
- ARM7TDMI内核：功能强大的16位/32位ARM7内核集成了32 kB Flash/EE和SRAM存储器，用来运行用户代码，从而配置并控制ADC、对RTD输出进行ADC转换，以及控制UART/USB接口的通信。
- UART。UART用作与PC主机的通信接口。
- 两个外部开关：用来强制该器件进入闪存引导模式。在 S1处于低电平的状态下同时切换S2，ADuC7061将进入引导模式，而不是正常的用户模式。在引导模式下，用户可以通过UART接口对内部闪存重新编程。
该电路使用的RTD为100 Ω铂RTD，型号为Enercorp PCS_1.1503.1。它采用0805表贴封装。温度变化率为0.385 Ω/°C。
注意，基准电阻 RREF应为精密5.62 kΩ (±0.1%)电阻。
ADuC7061的USB接口通过FT232R UART转USB收发器实现，它将USB信号直接转换为UART。
除图1所示的去耦外，USB线缆本身还应采用铁氧体磁珠来增强EMI（电磁干扰）/RFI（射频干扰）保护。该电路所用铁氧体磁珠为Taiyo Yuden的BK2125HS102-T，它在100 MHz时的阻抗为1000 Ω。
该电路必须构建在具有大面积接地层的多层印刷电路板 (PCB)上。为实现理想性能，必须采用适当的布局、接地 和去耦技术（请参考MT-031：实现数据转换器的接地并解开AGND和DGND的谜团、MT-101：去耦技术 和EVAL-ADuC7061评估板布局）。
代码说明
UART配置为波特率9600、8数据位、无极性、无流量控制。如果该电路直接与PC相连，则可以使用“超级终端”(HyperTerminal®)等通信端口查看程序来查看该程序发送给UART的结果（请参考图2）。源代码附有注释说明，方便用户了解、使用。
欲了解有关线性化和实现理想电路性能的详细信息，请参考应用笔记AN-0970：利用ADuC706x微控制器实现RTD接口和线性化。
常见变化
ADP7102的LDO稳压器可替代ADP3333。如果微控制器上需要更多GPIO引脚，则可以选择采用48引脚LFCSP或48引脚LQFP封装的ADuC7060。请注意，ADuC7060/ADuC7061可以通过标准JTAG接口编程或调试。对于标准UART至RS-232接口，可以用ADM3202代替FT232R收发器，前者需采用3 V电源供电。
参考文献
Walt Kester，1999年。 传感器信号调理，ADI公司。第4部分，“温度传感器”。
Walt Kester，1999年。传感器信号调理，ADI公司。第8部分，“信号调理用ADC”。
Mike Looney， 使用ADuC706x微控制器实现RTD接口和线性化，应用笔记AN-0970，ADI公司。
教程MT-022，ADC架构III：Σ-Δ型ADC基础，ADI公司。
教程MT-023，ADC架构IV：Σ-Δ型ADC的高级概念和应用，ADI公司。