高精度模数转换器在压力信号采集系统中的应用★

陈亮 ，高国旺 ，马认琦 ，刘景超 ，张玺亮

（1 西安石油大学 光电油气测井与检测教育部重点实验室 陕西 西安 710065；2 中海油能源发展有限公司 河北 天津300450）

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ADS1255模数转换器采样精度高，转换速度快，接口简单方便，芯片内部集成可编程增益放大器和可编程数字滤波功能，是一款高性能的模数转换器。适用于科学仪器、工艺控制、医疗设备与秤重设备等要求苛刻应用领域。

1 芯片的硬件接口设计

压力信号采集系统的功能框图如图1所示。电路板由传感器和信号调理单元、A/D转换单元、单片机控制和处理单元、存储单元、时钟和复位单元、串口通讯单元以及供电单元等组成。

图1 压力信号采集系统功能框图

压力传感器接收来自流体的压力信号并将压力信号转换成电压信号，电压信号经过放大和滤波后传送到高精度A/D转换芯片的模拟信号输入端。单片机控制A/D转换芯片采样，将模拟信号换算成数字信号。时钟芯片为单片机提供时间。单片机将A/D转换芯片采样所得压力信号存储在存储单元。通讯单元为单片机与PC或其他CPU通信提供接口。

主控芯片采用Microchip公司的PIC16F877，它是一款低功耗，高可靠性，硬件资源丰富的8位单片机。

高精度模数转换电路采用TI 的ADS1255。ADS1255是德州仪器Burr-Brown产品线推出针对工业应用、具有业界最高性能的模数转换器(ADC)。其由模拟多路开关(MUX)、输入缓冲器(BUF)，可编程增益放大散PGA)、四阶0-E调制器再加一个数据速率以及多种功能，为设计人员提供了全套高精医疗设备与秤重设备等要求苛刻的工业应用领域。……