本文介绍以MSC1210作为测量、信号处理以及通讯核心的多路高精度温度采集系统模块。该系统测量通道易于扩充,温度测量精度高,可以快速地进行多路高精度温度测量。

1、 多路高精度测温系统框架

系统由主机与多个智能测温模块组成。模块与主机之间通过光电隔离的SPI接口进行通讯,使用带有CRC纠错的自定义指令集控制数据传输,主机带有计算机接口(RS232串口以及USB接口)。系统框架参见图1。

基于MSC1210实现智能高精度测温系统的软硬件设计

智能测温模块由MSC1210微转换器构成,模块本身具有完整的信号调理、A/D转换、数据修正计算及变换、内部校准等功能。为了避免外部干扰对A/D转换的影响,SPI接口使用高速光电耦合电路,并采用模块自带的稳压电路供电。由于一个模块只能处理1~4路温度,因此可以同步进行多组模块的温度测量,大大加快了多点温度测量的速度。主机用来控制测温模块,从测温模块中读取温度数据并处理,同时完成人机接口以及其它功能。视应用场合的不同,主机可以使用多种类型的单片机,这里选用ATMEL公司的ATmega128。该款CPU采用Harvard流水线结构以及RISC指令,并具有较大程序容量(128KB)的FLASH,在16MHz主频下可以达到16MIPS的处理速度。

2、 MSC1210的增强功能及使用注意事项

作为智能高精度测温模块的核心,MSC1210完成了微弱信号的多路切换、信号缓冲、PGA编程放大、24位Σ-ΔA/D转换、数字滤波、数据处理、信号校准以及SPI通讯等功能。

MSC1210集成了一个8通道24位Σ-ΔA/D转换器,采用8051兼容内核。与笔者之前使用的ADuC824相比,其有如下增强的功能: