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基于MSC1210的多路高精度溫度采集系統模塊
摘要：介紹了一種以MSC1210作為核心器件的多通道、高精度、快速溫度采集系統的設計思路。著重介紹了以MSC1210構成的高精度測溫模塊。關鍵詞：MSC1210 高精度測溫 模塊化 多路測量
在許多傳統行業中，多路高精度溫度采集系統是不可或缺的。電廠、石化行業、鋼鐵廠以及制藥廠等企業使用了大量的各類測溫器件，如熱電阻、熱電偶等，這些器件需要定期校準；在嚴格執行GMP規范的制藥廠等企業，高溫滅菌需要定期進行滅菌率的驗證；在某些要求進行嚴格的溫度控制的場合，也需要進行多點高精度溫度測量。這些工作往往需要一多路高精度測溫系統來完成。
在被測溫度變化緩慢的情況下，可以使用多路掃描開關配以一個高精度測溫表進行多路溫度測量以及數據采集。但在溫度測量點數目較多、被測溫度變化較快的場合，如大量熱電阻、熱電偶的自動計量檢定系統以及高溫滅菌箱自動驗證系統中，傳統的掃描式多路溫度測量系統不無法滿足要求了。近年來，隨著高精度A/D轉換器件價格的不斷下降以及A/D轉換器件功能的不斷完善，研制廉價的多路、快速、高精度溫度采集系統成為可能。
美國德州儀器公司（TEXAS INSTRUMENTS）新近推出了一種功能很強的帶24位A/D轉換器的微處理器MSC1210。MSC1210具有一些增強特性，特別適合測量高精度溫度、壓力傳感器等輸出的微弱信號。
本文介紹以MSC1210作為測量、信號處理以及通訊核心的多路高精度溫度采集系統模塊。該系統測量通道易于擴充，溫度測量精度高，可以快速地進行多路高精度溫度測量。
圖1 多路高精度測溫系統框架
1 多路高精度測溫系統框架
系統由主機與多個智能測溫模塊組成。模塊與主機之間通過光電隔離的SPI接口進行通訊，使用帶有CRC糾錯的自定義指令集控制數據傳輸，主機帶有計算機接口（RS232串口以及USB接口）。系統框架參見圖1。
智能測溫模塊由MSC1210微轉換器構成，模塊本身具有完整的信號調理、A/D轉換、數據修正計算及變換內部標準等功能。為了避免外部干擾對A/D轉換的影響，SPI接口使用高速光電耦合電路，并采用模塊自帶的穩壓電路供電。由于一個模塊只能處理1～4路溫度，因此可以同步進行多組模塊的溫度測量，大大加快了多點溫度測量的速度。主機用來控制測溫模塊，從測溫模塊中讀取溫度數據并處理，同時完成人機接口以及其它功能。視應用場合的不同，主機可以使用多路類型的單片機，這里選用ATMEL公司的ATmega128。該款CPU采用Harvard流水線結構以及RISC指令，并具有較大程序容量（128KB）的FLASH，在16MHz主頻下可以達到16MIPS的處理速度。
2 MSC1210的增強功能及使用注意事項
作為智能高精度測溫模塊的核心，MSC1210完成了微弱信號的多路切換、信號緩沖、PGA編程放大、24位∑-ΔA/D轉換、數字濾波、數據處理、信號校準以及SPI通訊等功能。
MSC1210集成了一個8通道24位∑-ΔA/D轉換器，采用8051兼容內核。與筆者之
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