基于MAxl320的工業風機監測儀數據采集模塊的設計與實現

摘要：提出工業風機監測儀數據采集模塊設計的一種新方案，主要由Maxim公司最新推出的一種14位8通道同步采樣ADC―MAXl320和Philips公司推出的ARM7處理器――LPC2290構成。其中介紹了MAXl320的主要性能特點及其在工業風機監測儀數據采集中的應用；MAXl320的8通道外多測點選擇電路，模擬部分電路，分析它與LPC2290的接口。通過試驗已驗證其具有很好的可靠性和穩定性，具有很強的實用價值。
關鍵詞：MAXl320；LPC2290；同步采樣；傳感器

目前，石油、化工、制藥、冶金等企業有大量的涼水塔風機、引速風機及特種風機在使用，有些風機無監測儀表(尤其是涼水塔風機)或者有一些簡單的就地監測儀表。長期以來，由于運行環境惡劣、監測和維護手段不完善，風機不斷地出現減速器斷齒、軸承燒毀、傳動軸彎曲、聯軸器膜片損壞、甚至葉片斷裂等故障。而風機的運行對于這種企業來說十分重要，因此必須加強監測、診斷、管理，研制新一代的集本地監測、遠程監測、遠程診斷與分析為一體的監測診斷系統非常有必要，市場需求量大。
其中，基于MAXl320的風機監測儀就是此監測診斷系統很重要的一部分，其關鍵部件是模／數轉換芯片。MAXl320是Maxim公司推出的并行14位8通道同步采集的A／D轉換芯片，非常適合應用于風機的轉速、加速度、位移、工藝量等的數據采集。這里介紹了一種基于ARM7風機監測儀的數據采集接口方案，A／D芯片就是采用MAXl320，該監測儀的處理器采用Philips公司的LPC2290。

l MAXl320概述
MAXl320是一種8輸入通道、14位高速模／數轉換器，具有獨立的采樣／保持(T／H)電路為每一通道提供了同時采樣。該器件具有先進／先出(FIFO)功能可減少接口開銷，并可在轉換結束或轉換之間讀取轉換結果。
1．1 引腳及其特征
引腳及其特征如下：
CH0～CH7：為8路模擬量輸入口。
D0～D13：為14位并行數字輸出，其中DO～D7為雙向數據線。
CS，RD，WR：分別為片選信號，讀信號，寫信號。
CONVST：轉換啟動信號。CONVST低電平時跟蹤獲取模擬信號，上升沿時啟動轉換。
EOC，EOLC：轉換結束輸出(EOC)，低電平表示一個通道轉換結束，可以讀此通道轉換結果。最后轉換結
束輸出(EOLC)，低電平表示最后一個通道轉換結束，然后就可以連續讀取被開通所有通道的轉換結果。
CLK，INTCLK／EXTCLK：外部時鐘輸入引腳(CLK)，時鐘模式選擇輸(INTCLK／EXTCLK)，該引腳接AVDD選擇內部時鐘(時鐘頻率為10 MHz)，接．AGND選擇外部時鐘輸入(100 kHz～12．5 MHz)。
ALLON：通道使能輸入。該引腳接高電平使能開通所有的輸入通道(CH0～CH7)，接低電平則只有被選中的通道才進行A／D轉換。
SHDN：掉電輸入引腳。SHDN=O選擇正常模式，SHDN=1選擇掉電模式。
1．2 MAXl320工作過程
MAXl320共有8個模擬輸入通道，可通過寄存器的設置選擇使用。當ALLON設為低電平時，設置寄存器選擇打開通道，同時拉低CS和WR，然后向數據線D0～D7寫入數據，D0～D7依次對應著通道CH0～CH7，通過向數據線D0～D7中寫入“1”來選中對應的通道。如果當ALLON設為高電平時，所有通道都被打開，無需設置配置寄存器。當模擬輸入通道確定后，給CONVST發一個低電平，即啟動1次模／數轉換。假設8路模人通道都被使用，則芯片內部的8個采樣／保持器在CONVST上升沿到來之前跟蹤輸入信號，在其上升沿，輸入模擬信號被采樣／保持，然后進行模／數轉換。EOC一旦出現下降沿，就表明一路轉換結束，EOLC一旦出現下降沿，就表明全部模／數轉換結束。對于轉換結果，有兩種讀取結果方式：可以在每轉換一路后，就將該路轉換后的數據讀走，然后進行下一路轉換(見圖1(a))；也可以等到所有通道全部轉換完后依次讀取，整個讀數過程中EOLC信號一直為低，直到CONVST的下一個下降沿(見圖1(b))。