MSCl21OY5的便携式高分辨率电子温度计
以MSC1210Y5为核心，利用其内部集成的温度传感器和高精度模／数转换器，基于过采样和求均值的技术，外加液晶显示器和电源等部件，设计了一款简单实用的便携式高精度电子温度计，其结构框图如图1所示。该电子温度计结构简单，使用方便，只需按下电源开关，当前温度就会显示在液晶显示器上。温度数据每隔一定时间更新一次。
2 硬件设计
2．1 微处理器MSCl210Y5
MSC1210Y5是美国德州仪器公司(Texas Instru—ments)推出的集成数字／模拟混合信号的高性能芯片。芯片集成了大量的模拟和数字外围模块，具有很强的数据处理能力，对要求体积小、集成度高、运算速度快和精确测量的产品是理想的选择。该芯片可广泛用于智能传感器、智能变送器、工业过程控制系统、高精度测重装置、液／气色谱分析、便携式仪器等领域。
MSC1210Y5具有很高的模拟和数字集成度。它内部集成了一个24位的∑一△模／数转换器(ADC)、8通道多路开关、模拟输入通道测试电流源、输入缓冲器、可编程增益放大器(PGA)、温度传感器、内部基准电压源、8位微控制器、程序／数据Flash存储器和数据RAM等。
MSC1210Y5内部集成的温度传感器，可以用来测量温度。它的温度测量原理基于公式：
temp=αxVolts-282.14 (1)
利用公式(1)可以把电压转换为摄氏温度。Volts为ADC测得的电压，α为实验测定的系数，等于2 664．7。
MSC1210Y5内部集成的24位分辨率的∑一△模／数转换器部分由模拟多路开关(MUX)、可选择缓冲器(BUF)、可编程增益放大器(PGA)、基准电压源、二阶∑一△调制器和数字滤波器等组成。用户通过控制相应的特殊功能寄存器位就可以控制模／数转换器的所有功能，也可以根据需要将其关闭以降低功耗。
在高精度的测量中，往往对分辨率的要求比较高(16位以上)，而传统的Nyquist型ADC(如积分型、逐次比较型、闪烁型等)将面临一系列严重的问题，例如需要复杂的高阶模拟混叠滤波器、定时及幅度扁平功率电感器型电感误差都极小的采样保持电路等，实现起来困难极大，成本很高。而近年来兴起的∑一△型A／D转换器却能以较低的成本获得极高的分辨率(16位以上)；同时，由于∑一△型ADC主要使电感器原理用了数字技术，除具有数字系统的可靠性和稳定性高等优点以外，还具有线性度好、抗干扰能力强、成本低廉等特点。另外，由于∑一△型ADC采用了过采样技术，不需要抗混叠滤波器，有的还可以直接接收来自传感器的微弱信号，从而节省了信号放大和调整电路。正是由于∑一△型ADC具有这么多优点，因此它在高精度测量中得到了广泛的应用。
∑一△型ADC由两部分构成：第一部分为模拟∑一△调制器，它是∑一△型A／D转换器的核心；第二部分为数字抽取滤波器。图2给出了∑一△型ADC的组成框图。
图3为∑一△调制器简化原理框图。MSC1210Y5的调制器是一个单回路二阶调制器。调制器的时钟频率(即模拟信号采样频率)fMOD是从晶振频率中分频得到的。其分频倍数可以通过模拟时钟寄存器(ACLK)的FREQ4～O设置，计算公式如下：
fMOD=[晶振频率/（FREQ+1）]/64
这样当晶振频率为11．059 2 MHz时，如果FREQ=8，那么模拟信号采样频率为19 200 Hz。
数据输出速率可由下面的公式得出：
数据输出速率一模拟采样频率／抽取因子
抽取因子可以通过寄存器ADCON2和ADCON3设
置。如果ADCON2和ADCON3的设定值为1 920，那么采样数据的输出率为19 200 Hz／1 920=10 Hz。由于抽取绕行电感器因子比较高，故抗噪声性能增强。
MSC1210Y5的ADC有3种数字滤波器——快速稳定滤波器、Sinc2滤波器和Sinc3滤波器，用户可以通过ADC控制寄存器1(ADCON1)的SMl～SM0(ADCON1．5～4)位来选择一种具有不同稳定模式的数字滤电感生产波器。快速滤波器、Sinc2滤波器和Sinc3滤波器的建立时间分别为l、2、3个转换周期，因此当输入通道或PGA的值改变时，通常不会同步输出数据，而要等待几个转换周期才能得到正确的转换结果，因此它们的前1、2、3个采样结果必须丢弃。平面变压器厂家 | 平面电感厂家
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