ADuCM300符合汽车要求且具有LIN2.2从属接口的双通道精密ADC技术手册

概述
ADuCM300 是一款完全集成的 8 kSPS（8000 Hz 转换率）数据采集系统，其中包含双路高性能 Σ-Δ 模数转换器 (ADC)、32 位 Arm^®^ Cortex -M3 处理器和微控制器单元 (MCU) 子系统。ADuCM300 具有 128 kB 程序闪存/EE、4 kB 数据闪存/EE 和 6 kB 静态随机存取存储器 (SRAM)。
数据表：*附件：ADuCM300符合汽车要求且具有LIN2.2从属接口的双通道精密ADC技术手册.pdf

ADuCM300 是适用于汽车应用中外部精密传感器电压测量的完整系统解决方案。该器件较大程度地减少了外部系统元件，可直接由 3.6 V 至 18 V 的外部电压源供电。片内低压差 (LDO) 稳压器可以为集成式数字和模拟子系统生成电源电压。

模拟子系统包含两个 20 位 Σ-Δ ADC：一个主 ADC 和一个辅助 ADC。主 ADC 接受差分输入，集低噪声、可编程增益放大器 (PGA)、高精度和低漂移基准电压源于一身，非常适合连接具有低电平信号幅度输出的外部传感器。辅助 ADC 连接到灵活的输入多路复用器，可以测量外部单端传感器输入电压 (AIN5/GND_SW)、内部（片内）温度传感器，或监测连接到 AIN4 的电源电压（请参见数据手册中的图 1）。

ADuCM300 依靠提供系统时钟的片内 16.384 MHz 高频振荡器运行。该时钟通过可生成内核时钟工作频率的可编程时钟分频器进行路由。该器件还包含 32 kHz 振荡器以实现低功耗运行。

ADuCM300 集成了一系列片内外设，可以在应用中根据需要在内核软件控制下进行配置。这些外设包括一个串行外设接口 (SPI) 输入/输出通信控制器、六个通用输入/输出 (GPIO) 引脚、一个通用定时器、一个唤醒定时器 (WUT) 和一个监控定时器 (WDT)。

ADuCM300 用于低功耗运行至关重要的电池供电应用。可以在正常操作模式下配置微控制器内核，从而在所有外设都处于活动状态时使系统的总体电流消耗小于 18.5 mA。还可以在直接程序控制下在多种低功耗操作模式中配置该器件，使其消耗的电流小于 100 µA。ADuCM300 还包括一个本地互连网络 (LIN) 物理接口，用于在汽车环境中进行单线高电压通信。

该器件由外部 3.6 V 至 18 V（在 VDD 上，引脚 26）电源电压供电，指定在 −40°C 至 +115°C 温度范围内正常工作，还可在额外的 +115°C 至 +125°C 温度范围内正常工作。

有关更多信息以及寄存器详细信息，请参见 ADuCM300 硬件参考手册。

应用

• 适用于汽车应用的 LIN 传感器接口
• 一般动力总成、车身和底盘检测
• 用于工业应用的电流和电压检测

特性

• 两个精密 20 位 Σ-Δ ADC
• 4 Hz 至 8000 Hz 的可编程 ADC 转换率
• 片内精密基准电压源
• 主 ADC
  • 为 20 位 Σ-Δ ADC 提供差分电压输入
  • 可编程增益（4 至 512）
  • 具有累加器的数字比较器
  • ADC 绝对输入电压范围：−200 mV 至 +300 mV
• 辅助 ADC
  • 灵活的输入多路复用器，用于输入通道选择
  • 单端电压输入（可连接到外部温度传感器）、内部温度传感器输入或诊断电源输入
• 微控制器
  • Arm Cortex-M3 32 位处理器
  • 精度为 1% 的 16.384 MHz 精密振荡器
  • 支持代码下载和调试的串行线下载 (SWD) 端口
• 符合汽车要求的集成 LIN 收发器
  • 与 LIN 2.2 兼容的从属器件
  • 与 SAE J-2602 兼容的从属器件
  • 低电磁发射 (EME)
  • 高电磁抗扰性 (EMI)
• 存储器
  • 128 kB 闪存/EE 存储器，ECC
  • 6 kB SRAM，ECC
  • 4 kB 数据闪存/EE 存储器，ECC
  • 10,000 次循环闪存/EE 耐久性
  • 20 年闪存/EE 数据保留
• 通过 SWD 和 LIN 实现电路内下载
• 片内外设：SPI、GPIO 端口、通用定时器、唤醒定时器、监控定时器和片内 POR
• 电源
  • 直接由 3.6 V 至 18 V 的外部电压源供电
  • TA = −40°C 至 +115°C 时典型功耗为 8 mA (16 MHz)
  • 低功耗监控模式
• 封装和温度范围
  • 6 mm × 6 mm 32 引脚 LFCSP
  • 全定工作温度范围为 −40°C 至 +115°C，还可在 +115°C 至 +125°C 的温度范围内工作
  • 符合面向汽车应用的 AEC-Q100 标准

框图

引脚配置描述

应用信息

设计指南

在开始ADuCM300在印刷电路板（PCB）上的设计和布局之前，建议用户熟悉以下准则，这些准则说明了所需的特殊电路注意事项和布局要求。

电源与接地建议

• 尽可能将连接到ADuCM300的电容靠近器件引脚放置，使走线长度最短。
• 连接到33VDD、AVDD18引脚和DVDD18引脚的电容必须具有低等效串联电阻（ESR）额定值。
• 所有元件必须根据应用预期的温度范围进行相应的额定选型。

裸露焊盘散热建议

将ADuCM300底部的裸露焊盘接地，以实现最佳电气和散热性能。
将PCB上连续的敷铜平面连接到ADuCM300的裸露焊盘。为实现尽可能低的热阻，以便热量通过PCB底部散发，该敷铜平面应带有多个过孔。建议这些过孔进行镀锡填充，以确保铜的流动。

一般建议

• 强烈建议使用图3中指定的元件值。图3中的元件值是根据特性测试选定的，并经过评估，可实现ADuCM300的最佳性能。
• 将通用输入输出引脚（GPIO）配置为输入，并启用上拉电阻，以在休眠模式下实现最低的电流消耗。
• 将ARM Cortex - M3内核时钟速度设置为满足应用要求所需的最小值。

推荐外部元件原理图

图3展示了ADuCM300正常工作所需的推荐外部元件原理图，其中使用了一个外部负温度系数（NTC）电路作为单端电压输入到AIN5引脚的示例。