在工業(yè)控制系統(tǒng)中除了遇到開關(guān)量信號(hào)外，還會(huì)遇到另一類物理量，即模擬量，例如：角度、溫度、壓力、電壓、電流等等，它們都是連續(xù)變化的物理量。可編程序控制器PLC是以微處理器為基礎(chǔ)的通用工業(yè)控制裝置。傳統(tǒng)的PLC是為開關(guān)量控制而設(shè)計(jì)，而現(xiàn)代的PLC已經(jīng)具備了處理模擬量的功能。在工業(yè)控制系統(tǒng)中，模擬量輸入信號(hào)的采集和處理是較為常見的控制內(nèi)容，同時(shí)根據(jù)控制策略PLC能夠輸出模擬信號(hào)。

　　因此從工業(yè)應(yīng)用的實(shí)際情況來看，現(xiàn)代的PLC不僅要能夠采集外部輸入的模擬信號(hào)，同時(shí)也應(yīng)有能力輸出模擬信號(hào)。并且隨著微電子技術(shù)的發(fā)展，模擬AD、DA的性能越來也高，對(duì)于模擬信號(hào)檢測(cè)的精度要求也在逐年遞增。所以本文針對(duì)這種即要采集模擬輸入又要輸出模擬量的應(yīng)用場(chǎng)合，提出一種高精度模擬前端的系統(tǒng)方案。

　1 系統(tǒng)需求分析

　　常見的PLC的模擬信號(hào)有以下幾種：0～5 V，0～10 V，±5 V，±10 V，4～20 mA，信號(hào)的頻率范圍為DC～500 Hz。本系統(tǒng)的輸入能夠兼容以上5種輸入量，并提供4～20 mA輸出信號(hào)量輸出。考慮到實(shí)際應(yīng)用環(huán)境中的溫度影響，如果直接使用低溫漂高精度的模擬IC，系統(tǒng)的成本會(huì)非常高；如果采用帶有溫度自校準(zhǔn)的方案，可以選用價(jià)格更合理的模擬前端芯片完成設(shè)計(jì)，但是需要額外的MCU進(jìn)行運(yùn)算和控制。信號(hào)輸

　　出需要額外的DAC配合調(diào)理電路實(shí)現(xiàn)。

　　由以上的分析可知，需要有一款即集成有高精度ADC和DAC，又帶有MCU的模擬微控制器。ADI公司的ADuC7061剛好可以滿足系統(tǒng)的需求：集成兩個(gè)獨(dú)立的的8kSPS、24位高性能多通道∑-△型模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）；集成32位ARM7TDMI微控制器；片上提供一個(gè)單通道14bitDAC；集成SPI控制器。使用ADuC7061作為核心，配合外部電路可以即滿足模擬通道的精度要求，又可以實(shí)現(xiàn)靈活的數(shù)據(jù)傳輸和控制。

　　該方案優(yōu)點(diǎn)：可以進(jìn)行溫度校正；原本的ADC，DAC和MCU只需要一塊ADuC7061即可實(shí)現(xiàn)，即節(jié)約PCB面積又降低成本；對(duì)外的數(shù)據(jù)傳輸接口可以共用一個(gè)SPI，可以通過制定靈活的數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的數(shù)據(jù)傳輸和控制功能。