ADuC845/ADuC847/ADuC848：高性能微转换器的深度解析

在电子工程师的日常工作中，选择合适的微转换器对于设计的成功至关重要。ADuC845、ADuC847和ADuC848这三款微转换器，凭借其卓越的性能和丰富的功能，成为了众多应用场景的理想之选。下面，我们就来深入了解一下这三款微转换器。

文件下载：ADUC845BCPZ8-5.pdf

一、器件概述

ADuC845、ADuC847和ADuC848是单周期、12.58 MIPs的8052核心升级产品，相比ADuC834和ADuC836，它们增加了更多的模拟输入通道，适用于需要更多ADC通道的应用。这三款器件集成了高分辨率Σ - Δ ADC、快速8位MCU以及程序和数据Flash/EE内存，是完整的智能传感器前端。

ADuC845包含两个24位Σ - Δ ADC，ADuC847只有一个24位Σ - Δ ADC，而ADuC848则是16位ADC版本。它们都具备灵活的输入多路复用功能、温度传感器（仅ADuC845有）和可编程增益放大器（仅主ADC有），能够直接测量低电平信号。此外，这些ADC还包含片上数字滤波和可编程输出数据速率，适用于测量宽动态范围和低频信号的应用，如称重秤、应变计、压力传感器或温度测量等。

二、核心特性

1. 高分辨率ADC

• 通道数量：所有器件最多支持10个ADC输入通道。
• 分辨率：ADuC845和ADuC847的主ADC可实现24位无丢失码性能，ADuC848为16位。
• 性能指标：具有22位rms（19.5位峰 - 峰）有效分辨率，偏移漂移为10 nV/°C，增益漂移为0.5 ppm/°C（斩波启用）。

2. 内存配置

• 程序内存：提供62 kbyte、32 kbyte和8 kbyte的可选Flash/EE程序内存，可用于运行用户代码。
• 数据内存：4 kbyte的Flash/EE数据内存和2304字节的数据RAM，且程序内存可配置为数据内存，用于数据记录应用。

3. 高性能核心

• 指令集：采用8051兼容的指令集，具备高性能单周期核心，最高可达12.58 MIPs性能。
• 时钟系统：使用32 kHz外部晶体和片上PLL，可生成最高12.58 MHz的高频时钟，核心时钟频率可编程。

4. 丰富的外设

• DAC：集成12位电压输出DAC和双16位Σ - Δ DAC。
• 传感器：ADuC845带有片上温度传感器。
• 电流源：双200 μA激励电流源。
• 通信接口：支持UART、SPI和I²C串行I/O。
• 其他：还有看门狗定时器、电源监控器、时间间隔计数器等。

三、关键技术细节

1. ADC工作模式

ADC有斩波启用和斩波禁用两种工作模式。斩波启用时，输出速率为5.4 Hz至105 Hz，能有效降低偏移误差和漂移；斩波禁用时，输出速率为16.06 Hz至1.365 kHz，但漂移性能会下降，且在增益范围变化或温度显著变化后需要进行偏移校准。

2. 校准模式

器件提供四种校准模式，可通过ADCMODE SFR进行编程。每个器件出厂前都进行了校准，校准系数存储在片上Flash/EE内存中。用户可以进行内部或系统校准，以确保ADC的准确性。

3. 可编程增益放大器（PGA）

主ADC的PGA可编程为八个不同的范围，从±20 mV到±2.56 V（外部2.5 V参考电压）。这使得ADC能够适应不同的输入信号范围，提高测量的灵活性。

4. 数据输出编码

ADC支持单极性和双极性操作，输出编码根据操作模式不同而有所变化。单极性操作时，输出为自然二进制编码；双极性操作时，输出为偏移二进制编码。

四、硬件设计考虑

1. 电源供应

器件的工作电源电压范围为2.7 V至5.25 V，支持分离的模拟和数字电源引脚（AVDD和DVDD），可采用分体电源或通过电阻和电容进行电源隔离，以减少数字信号对模拟部分的干扰。

2. 外部内存接口

器件可访问高达16 Mbytes的外部数据内存，但不支持外部程序内存访问。在访问外部RAM时，可能需要对EWAIT寄存器进行编程，以适应不同的外部RAM访问速度。

3. 接地和布局

为了实现ADC和DAC的最佳性能，需要特别注意接地和PCB布局。模拟和数字接地引脚应正确连接，避免接地环路，同时要确保数字和模拟组件物理上分离，减少相互干扰。

4. 时钟振荡器

核心时钟频率由片上PLL生成，锁定在32.768 kHz外部晶体的384倍。连接晶体时，需要注意晶体的电容要求，通常片上提供的12 pF电容已足够。

五、开发系统支持

ADuC845、ADuC847和ADuC848支持QuickStart和QuickStart - PLUS开发系统，提供了低成本的软件和硬件开发工具。这些工具包括串行下载软件、ASPIRE集成开发环境等，方便工程师进行代码开发、调试和下载。

六、总结

ADuC845、ADuC847和ADuC848以其高分辨率ADC、丰富的内存配置、高性能核心和多样的外设功能，为电子工程师提供了一个强大的设计平台。在实际应用中，工程师需要根据具体需求，合理配置这些器件的参数，同时注意硬件设计的细节，以充分发挥它们的性能优势。你在使用这些微转换器的过程中遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。