ADuCM360的主要特性及应用范围分析

ADI公司的ADUCM360是24位数据采集系统解决方案，集成了两个多路24位Sigma-Delta ADC，32位ARM Cortex M3 MCU以及闪存/ EE存储器，能直接和外部精密的传感器接口。全差分输入，ADC输出速率（4Hz至4kHz），同时对50Hz / 60Hz抑制，主要用于工业自动化和过程控制，智能精密的传感器系统，4-20mA回路智能传感器系统，医疗设备和病人监护。本文介绍了ADuCM360主要特性，外形图以及ADUCM360 / 361评估板主要特性，电路图和PCB布局图。

ADuCM360是一款完全集成的4 kSPS，24位数据采集系统，集成了双路高性能多通道sigma-delta（Σ-Δ）模数转换器（ADC），32位ARM CortexM3®MCU ，并且Flash / EE存储器位于单个芯片上。该器件设计用于直接连接有线和电池供电应用中的外部精密传感器。

ADuCM361包含ADuCM360的所有功能，除了主ADC ADC0不可用-仅辅助ADC ADC1可用。

该器件包含一个片上32 KHz振荡器和一个内部16MHz高频振荡器。该时钟通过可编程时钟分频器路由，并由此产生MCU内核时钟工作频率。最大内核时钟速度为16MHz，不受工作电压或温度的限制。

微控制器内核是ARM的低功耗Cortex-M3内核。它是一个32位RISC计算机，提供高达20 MIPS峰值性能。Cortex-M3 MCU集成了一个灵活的11通道DMA控制器，支持所有有线（SPI，UART，I2C）通信外围设备。片上还集成了128k字节的非易失性Flash / EE和8k字节的SRAM。

模拟子系统由两个ADC组成，每个ADC都连接到一个灵活的输入MUX。两个ADC均可在全差分和单端模式下工作。片上ADC的其他功能还包括双路可编程激励电流源，烧断电流源和AVDD_REG / 2（900mV）偏置电压发生器，用于设置输入通道的共模电压。提供了一个低侧内部接地开关，以允许转换之间的电桥断电。ADC包含两个并行滤波器– Sinc3或Sinc4与Sinc2并行。Sinc3或Sinc4滤波器用于精确测量。Sinc2滤波器用于快速测量和检测输入信号中的阶跃变化。该设备还包含低噪声，低漂移内部带隙基准电压源，或可以配置为在比率测量配置中接受多达2个外部基准源。片上还提供了一个缓冲外部基准输入的选项。单通道缓冲电压输出片上还提供了DAC。ADuCM360 / ADuCM361还集成了一系列片上外设，可以根据应用要求在微控制器软件的控制下对其进行配置。这些外设包括UART，I2C和双SPI串行I / O通信控制器，19引脚GPIO端口，2个通用定时器，唤醒定时器和系统看门狗定时器。还提供了具有六个输出通道的16位PWM。

ADuCM360 / ADuCM361专为要求低功耗工作的电池供电应用而设计。可以将微控制器内核配置为消耗290μA/ MHz的正常工作模式（包括闪存/ SRAM Idd），从而在所有外围设备均处于活动状态时导致总系统电流消耗为1mA。

该器件还可以在直接程序控制下配置为多种低功耗工作模式，包括仅消耗4μA的休眠模式（内部唤醒定时器有效）。在休眠模式下，外围设备（例如外部中断或内部唤醒定时器）可以唤醒设备。这使器件可以在超低功耗工作模式下运行，并且仍然可以响应异步外部或周期性事件。

片上工厂固件支持通过串行线接口（2引脚JTAG系统）和UART进行在线串行下载，同时还通过串行线接口支持非介入式仿真。这些功能已集成到支持此Precision Analog Microcontroller系列的低成本QuickStart开发系统中。

该器件采用外部1.8V至3.6V电源供电，额定温度范围为-40℃至125℃。

ADuCM360是一款完全集成的4 kSPS，24位数据采集系统，集成了双路高性能多通道sigma-delta（Σ-Δ）模数转换器（ADC），32位ARM CortexM3®MCU ，并且Flash / EE存储器位于单个芯片上。该器件设计用于直接连接有线和电池供电应用中的外部精密传感器。

ADuCM361包含ADuCM360的所有功能，除了主ADC ADC0不可用-仅辅助ADC ADC1可用。

该器件包含一个片上32 KHz振荡器和一个内部16MHz高频振荡器。该时钟通过可编程时钟分频器路由，并由此产生MCU内核时钟工作频率。最大内核时钟速度为16MHz，不受工作电压或温度的限制。

微控制器内核是ARM的低功耗Cortex-M3内核。它是32位RISC计算机，可提供高达20 MIPS的峰值性能。Cortex-M3 MCU集成了一个灵活的11通道DMA控制器，支持所有有线（SPI，UART，I2C）通信外围设备。片上还集成了128k字节的非易失性Flash / EE和8k字节的SRAM。

模拟子系统由两个ADC组成，每个ADC都连接到一个灵活的输入MUX。两个ADC均可在全差分和单端模式下工作。片上ADC的其他功能包括双路可编程激励电流源，烧断电流源和AVDD_REG / 2（900mV）偏置电压发生器，用于设置输入通道的共模电压。提供了一个低侧内部接地开关，以允许转换之间的电桥断电。ADC包含两个并行滤波器– Sinc3或Sinc4与Sinc2并行。Sinc3或Sinc4滤波器用于精确测量。Sinc2滤波器用于快速测量和检测输入信号中的阶跃变化。该设备还包含低噪声，低漂移内部带隙基准电压源，或可以配置为在比例测量配置中接受多达2个外部基准源。片内还提供了一个缓冲外部基准输入的选项。片上还提供了一个单通道缓冲电压输出DAC。ADuCM360 / ADuCM361还集成了一系列片上外设，可以根据应用要求在微控制器软件的控制下对其进行配置。这些外设包括UART，I2C和双SPI串行I / O通信控制器，19引脚GPIO端口，2个通用定时器，唤醒定时器和系统看门狗定时器。还提供了具有六个输出通道的16位PWM。ADuCM360 / ADuCM361还集成了一系列片上外设，可以根据应用要求在微控制器软件的控制下对其进行配置。这些外设包括UART，I2C和双SPI串行I / O通信控制器，19引脚GPIO端口，2个通用定时器，唤醒定时器和系统看门狗定时器。还提供了具有六个输出通道的16位PWM。ADuCM360 / ADuCM361还集成了一系列片上外设，可以根据应用要求在微控制器软件的控制下对其进行配置。这些外设包括UART，I2C和双SPI串行I / O通信控制器，19引脚GPIO端口，2个通用定时器，唤醒定时器和系统看门狗定时器。还提供了具有六个输出通道的16位PWM。

ADuCM360 / ADuCM361专为要求低功耗工作的电池供电应用而设计。可以将微控制器内核配置为消耗290μA/ MHz的正常工作模式（包括闪存/ SRAM Idd），从而在所有外围设备均处于活动状态时导致总系统电流消耗为1mA。

该器件还可以在直接程序控制下配置为多种低功耗工作模式，包括仅消耗4μA的休眠模式（内部唤醒定时器有效）。在休眠模式下，外围设备（例如外部中断或内部唤醒定时器）可以唤醒设备。这使器件可以在超低功耗工作模式下运行，并且仍然可以响应异步外部或周期性事件。

片上工厂固件支持通过串行线接口（2引脚JTAG系统）和UART进行在线串行下载，同时还通过串行线接口支持非介入式仿真。这些功能已集成到支持该精密模拟微控制器系列的低成本QuickStart开发系统中。

该器件采用外部1.8V至3.6V电源供电，额定温度范围为-40℃至125℃。

ADuCM360主要特性：

模拟输入/输出

双路（24位）ADC（ADuCM360）

单路（24位）ADC（ADuCM361）

单端和全差分输入

可编程ADC输出速率（4 Hz至4 kHz）

同时抑制50Hz / 60Hz

50SPS连续转换模式

16.67SPS单转换模式

灵活的输入MUX，可同时选择ADC的输入通道主和

辅助（24位）ADC通道

6个差分或11个单端输入通道

4个内部通道用于监视DAC，温度传感器，IOVDD和AVDD（仅ADC1 ）

可编程增益（1至128）

可选输入范围：±6.64 mV至±1.2 V

RMS噪声：43nV @ 3.75Hz，180nV @ 50Hz

可编程传感器激励电流源

10/50/100/150/200/250/300/400 / 500/600 / 800uA和1mA电流源选项

片上精密基准电压（±4 ppm /℃）

单个12位电压输出DAC

NPN模式，适用于4-20mA环路应用

微控制器

ARM Cortex™-M3 32位处理器串行线下载和调试唤醒定时器的内部监视晶体，带有8路可编程分频器存储器的16 MHz振荡器128k字节Flash / EE存储器，8k字节SRAM通过串行线和UART

电源直接由3.0V电池供电供电范围：1.8V至3.6V（最大值）

功耗

MCU激活模式：内核消耗290μA/ MHz

激活模式：1.0mA（所有外设均处于激活状态），内核以500KHz工作

掉电模式： 4μA（WU定时器活动）

片上外围设备

UART，I2C和2个SPI串行I / O

16位PWM控制器

19引脚多功能GPIO端口

2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

封装以及温度范围

48引线LFCSP（7mm x 7mm）封装–40℃至125℃

开发工具

低成本QuickStart™开发系统

第三方编译器和仿真器工具支持

多种功能安全功能，可改善诊断能力

ADuCM360 / 1应用：

工业自动化和过程控制

智能，精密传感系统

4 mA至20 mA回路供电的智能传感器系统

医疗设备，患者监护

图1。ADuCM360框架图

ADUCM360 / 361开发系统

ADuCM360 / ADuCM361是一款低功耗，完全集成的24位数据采集系统，集成了双路高性能多通道sigma-delta（Σ-Δ）ADC，ARM CortexM3®MCU和闪存/ EE内存在单个芯片上。

ADI公司为基于Cortex M3的ADuCxxx微控制器提供了低成本的开发平台。

硬件的设计具有简单性，灵活性和易用性。这有助于以最少的外部组件评估设备的性能。提供的接口和Jlink Lite板连接到微型板，提供电源，UART通信和调试功能。

用于ADuCM360 / 361精密模拟微控制器的QuickStart Plus套件具有真正的非侵入式JTAG仿真以及汇编和C源调试环境。这提供了一个全面的硬件开发环境。

QuickStart Plus套件内容：

硬件内容：

评估板

USB电缆

J Link Lite

接口板

软件内容：

Keil MDKARM评估版集成软件开发工具

IAR EWARM评估版集成软件开发工具

CM3WSD串行下载器

示例代码

功能库

入门用户指南

数据表，应用笔记，等等。

调试环境。这提供了一个全面的硬件开发环境。

图2。ADUCM360 / 361开发系统外形图

图3。ADUCM360评估板电路图产品

图4。ADUCM360评估板PCB布局图：

图5。ADUCM360评估板PCB布局图：众多

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