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ADI ADuC7126工業(yè)控制可編程邏輯控制器(PLC)解決方案

2012-01-05
關(guān)鍵詞: 微處理器|微控制器 ADuC7126 PLC

ADuC7124/ADuC7126均為完全集成的1 MSPS,、12位數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),,在單芯片內(nèi)集成高性能多通道ADC、16位/32位MCU和Flash/EE存儲器,。ADC具有多達12路單端輸入。另外還有4個ADC輸入通道也可以和4個DAC的輸出引腳復用,。ADC可以在單端模式或差分輸入模式下工作,,ADC輸入電壓范圍為0 V至VREF,。低漂移帶隙基準電壓源、溫度傳感器和電壓比較器完善了ADC的外設(shè)設(shè)置,。通過編程可以將DAC輸出范圍設(shè)置為三種電壓范圍之一,。DAC輸出具有一個增強特性,能夠在看門狗或軟件復位時序中保持其輸出電壓,。

這些器件通過一個片內(nèi)振蕩器和鎖相環(huán)(PLL)產(chǎn)生41.78MHz的內(nèi)部高頻時鐘信號,。該時鐘信號通過一個可編程時鐘分頻器進行中繼,在其中產(chǎn)生MCU內(nèi)核時鐘工作頻率,。微控制器內(nèi)核為ARM7TDMI®,,它是一個16位/32位RISC機器,峰值性能最高可達41 MIPS,。片內(nèi)集成有32 KB SRAM和126 KB非易失性Flash/EE存儲器,。ARM7TDMI內(nèi)核將所有存儲器和寄存器視為一個線性陣列。

ADuC7124內(nèi)置一個高級中斷控制器,。該矢量中斷控制器(VIC)可以為每個中斷分配一個優(yōu)先級,。它還支持嵌套中斷,每個IRQ和FIQ最多允許8級嵌套,。如果將IRQ和FIQ中斷源合并,,則可以支持總計16級嵌套中斷。片內(nèi)出廠固件支持通過UART串行接口端口或 I2C 端口進行在線下載,,并且支持通過JTAG接口進行非介入仿真,。這些特性都集成在支持此MicroConverter®系列的低成本QuickStart™開發(fā)系統(tǒng)中。該器件內(nèi)置一個提供6路輸出信號的16位PWM,。為便于通信,,該器件內(nèi)置2個 I2C 通道,可以將這些通道獨立配置為主模式或從模式,。另外還提供了支持主從兩種模式的SPI接口,。此外還有2個UART通道,每個UART通道內(nèi)置一個帶接收和發(fā)送緩沖器的可配置16位FIFO,。

這些器件的工作電壓范圍為2.7 V至3.6 V,,額定溫度范圍為−40°C至+125°C工業(yè)溫度范圍。工作頻率為41.78 MHz時,,其典型功耗為120 mW,。ADuC7124提供64引腳LFCSP和80引腳LFQFP兩種封裝。

ADuC7124/ADuC7126應用:

工業(yè)控制和自動化系統(tǒng)

智能傳感器,、精密儀器

基站系統(tǒng),、光纖網(wǎng)絡

病人監(jiān)護

圖1.ADuC7124/ADuC7126功能方框圖

ADI PLC(可編程邏輯控制器)解決方案

PLC系統(tǒng)由電源、CPU和多個模擬及數(shù)字I/O模塊組成,,可控制,、執(zhí)行和監(jiān)控復雜的機器變量,;PLC設(shè)計用于多輸入和輸出配置,具有擴展的溫度范圍,、卓越的電噪聲抑制性能,、抗震性和抗沖擊能力。

PLC系統(tǒng)包括電源,、控制和通信模塊以及多種模擬輸入,、模擬輸出、數(shù)字輸入和數(shù)字輸出模塊,。

工業(yè)PLC系統(tǒng)設(shè)計考慮和主要挑戰(zhàn)

為了獲得合適的PLC系統(tǒng)設(shè)計,,設(shè)計人員必須考慮許多不同的系統(tǒng)要求,包括精度,、帶寬和輸入范圍等,。

• 模擬輸入類型和范圍:TC(熱電偶)和RTD最小_10 mV;執(zhí)行器控制器最大±10 V,,過程控制系統(tǒng)中電流為4 mA至20 mA,。

• 模擬輸出類型和范圍:一般包括_5 V、_10 V,、0 V至5 V,、0 V至10 V、4 mA至20 mA和0 mA至20 mA,。有時需要超量程性能,。

• 輸入/輸出模塊的分辨率和精度;典型范圍為12位至16位,,工業(yè)溫度范圍內(nèi)精度為0.1%,。

• 提供與不同工業(yè)網(wǎng)絡的連接能力,,如模擬,、現(xiàn)場總線、CAN,、以太網(wǎng)以及USB

• 隔離:系統(tǒng)電源模塊與低功耗電子元件之間,;輸入與輸出之間;I/O與中央控制單元之間,;隔離等級從1 kV至2.5 kV不等,。

• 模擬輸入/輸出和電源輸入保護:故障條件電壓或電流以及EMC考慮,包括電涌和快速脈沖瞬變及ESD,。

• 隨著電路板尺寸的減小,,功效比、熱管理和散熱將成為小型化器件一個日益重要的問題,。另外,,更多的通道或節(jié)點需要置于相同的空間中,,因而要求采用高密度系統(tǒng)。為此,,必須縮小尺寸,。這意味著外殼更小,從而帶來電源管理和散熱難題,,因此需要通過集成動態(tài)電源控制實現(xiàn)智能電源管理的解決方案,。

以前,實現(xiàn)這類I/O系統(tǒng)需要大量高性能分立式元件,,由此產(chǎn)生的是龐大且昂貴的系統(tǒng),。近來,集成技術(shù)的進步使得系統(tǒng)設(shè)計人員能夠采用尺寸更小,、功耗更低,、成本更低的解決方案,而其性能與那些大型系統(tǒng)不相上下,。持續(xù)的技術(shù)進步要求既能不斷促進這些解決方案集成,,同時還提高其性能和診斷能力。

ADI針對市場需求度身定制解決方案,,為設(shè)計助一臂之力,。這些解決方案采用業(yè)界領(lǐng)先技術(shù),并提供眾多設(shè)計選項:從采用分立器件的實施方案到全集成式解決方案,,應有盡有,。

PLC演示系統(tǒng)旨在用來演示完整的PLC信號鏈。它有四個隔離輸入通道和四個隔離輸出通道,。,,輸入通道具有24位分辨率(使用儀表放大器 AD8220和Σ-Δ型ADC AD7793 ),每個通道都能配置為接受各種輸入信號:從4-20mA電流環(huán)路到0-5V,、0-10V,、+/-5V、+/-10V的高壓輸入,。它還支持RTD/TC輸入,。輸出通道具有16位分辨率(使用AD5422),集成輸出驅(qū)動器,,并內(nèi)置故障檢測和保護功能,。AD5422的可編程輸出范圍如下包括:4-20mA、0-5V,、0-10V,、+/-5V、+/-10V,。通道隔離通過ADuM5401 或 ADuM1401實現(xiàn),。完整設(shè)計采用ADI公司的轉(zhuǎn)換器,、隔離技術(shù)、處理器和電源管理產(chǎn)品,,方便客戶評估整個信號鏈,。


圖2.PLC主信號鏈框圖

圖3.PLC工業(yè)控制演示系統(tǒng)外形圖
PLC Total Solution Diagram
圖4.PLC整體解決方案框圖
主要產(chǎn)品介紹:



圖5.ADuC7126評估板電路圖(1)

圖6.ADuC7126評估板電路圖(2)

圖7.ADuC7126評估板電路圖(3)

ADuC7126評估板材料清單見:
ADuC7126評估板材料清單.xls

詳情請見:
http://www.analog.com/static/imported-files/data_sheets/ADuC7124_7126.pdf

http://www.analog.com/static/imported-files/zh/overviews/PLC%20solution_cn.pdf



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