設備故障診斷系統(tǒng)資訊：單片機和傳感器測控系統(tǒng)需要模擬傳感器輸入

單片機和傳感器測控系統(tǒng)需要模擬傳感器輸入

在單片機（MCU）和傳感器測控系統(tǒng)中，經(jīng)常需要模擬傳感器輸入。設備故障診斷系統(tǒng)具有緩變信號（如溫度、壓力、轉(zhuǎn)速、流量等）與動態(tài)信號（如振動信號）的數(shù)據(jù)融合處理功能；具有黑匣子記錄功能；系統(tǒng)滿足車輛振動沖擊環(huán)境下的使用要求。無線振動傳感器基于無線技術的機器狀態(tài)監(jiān)測，具有振動測量及溫度測量功能，操作簡單，自動指示狀態(tài)報警。應用于工業(yè)設備狀態(tài)管理及監(jiān)測控制系統(tǒng)；適合現(xiàn)場設備運行和維護人員監(jiān)測設備狀態(tài)，及時發(fā)現(xiàn)問題，保證設備正常可靠運行。一體化振動變送器將壓電傳感器和精密測量電路集成在一起，實現(xiàn)了傳統(tǒng)“傳感器+信號調(diào)理器”和“傳感器+監(jiān)測儀表”模式的振動測量系統(tǒng)的功能；適合構(gòu)建經(jīng)濟型高精度振動測量系統(tǒng)。 該輸入模擬量需要由模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)的外圍設備轉(zhuǎn)換成N位數(shù)字量，然后由CPU處理。 近年來，隨著智能傳感器技術和物聯(lián)網(wǎng)技術的發(fā)展，單片機與傳感器連接系統(tǒng)的應用越來越廣泛。 例如，在世界上研究*多的新興市場之一物聯(lián)網(wǎng)（IoT）中，傳感器作為物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)數(shù)據(jù)的重要入口點，正成為從電子基礎設施向物聯(lián)網(wǎng)過渡的無處不在元素。 根據(jù)中國信息通信研究院2020年12月發(fā)布的《物聯(lián)網(wǎng)白皮書》，預計到2025年，全球物聯(lián)網(wǎng)連接總量將從2019年的120億增加到246億，年復合增長率為13%。 中國占世界物聯(lián)網(wǎng)連接總量的30%。 2019年，中國物聯(lián)網(wǎng)規(guī)模將達到36.3億個。 到2025年，中國的物聯(lián)網(wǎng)規(guī)模預計將達到80.1億，年均復合增長率為14.1%。 單片機和傳感器連接的應用越來越廣泛，而單片機設計人員一直在擴展單片機外設的功能。 ADC等新功能的創(chuàng)新，不僅實現(xiàn)了自身的轉(zhuǎn)換，而且實現(xiàn)了采樣的啟動、轉(zhuǎn)換后的計算以及與其他外設聯(lián)動的多路復用通道的自動切換。 在模擬信號處理鏈路上集成多個鏈路。 這些鏈路可以自動運行，不占用系統(tǒng)總線，對于降低CPU負載、降低系統(tǒng)功耗、提高系統(tǒng)響應效率、增強系統(tǒng)魯棒性具有重要意義。 微控制器設計師憑借自己的創(chuàng)新智慧，以及對嵌入式系統(tǒng)應用的精辟見解，將使MCU與傳感器連接的應用設計更加靈活高效！ （來源：Paul Zhang RongBao的Microchip）

對于MCU中集成的用于連接可以模擬傳感器的ADC，設計者在以往的努力多在于提高其采樣速度和量化的性能分析指標，比如企業(yè)提高ADC的分辨率（精度），減少數(shù)據(jù)誤差（量化標準誤差、偏移誤差和滿刻度誤差等），提高轉(zhuǎn)換率來采集更高頻率的輸入信息等等，而現(xiàn)在的集成ADC的新特性，除了不斷提高學生以上這些性能設計參數(shù)，則更是需要考慮了ADC在系統(tǒng)中的應用研究場景和信號以及處理發(fā)展過程。

對于模擬信號的輸入，單片機系統(tǒng)的典型處理過程如下：

模擬信號輸入、信號放大、 ADC 結(jié)果計算(濾波等)、信息響應、顯示或傳輸?shù)取?

對于這種典型的模擬信號處理過程，單片機設計者創(chuàng)新性地賦予 ADC 外圍設備新的功能，使其更有效地連接傳感器。

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