基于MAxl320的工业风机监测仪数据采集模块的设计与实现

摘要：提出工业风机监测仪数据采集模块设计的一种新方案，主要由Maxim公司最新推出的一种14位8通道同步采样ADC―MAXl320和Philips公司推出的ARM7处理器――LPC2290构成。其中介绍了MAXl320的主要性能特点及其在工业风机监测仪数据采集中的应用；MAXl320的8通道外多测点选择电路，模拟部分电路，分析它与LPC2290的接口。通过试验已验证其具有很好的可靠性和稳定性，具有很强的实用价值。
关键词：MAXl320；LPC2290；同步采样；传感器

目前，石油、化工、制药、冶金等企业有大量的凉水塔风机、引速风机及特种风机在使用，有些风机无监测仪表(尤其是凉水塔风机)或者有一些简单的就地监测仪表。长期以来，由于运行环境恶劣、监测和维护手段不完善，风机不断地出现减速器断齿、轴承烧毁、传动轴弯曲、联轴器膜片损坏、甚至叶片断裂等故障。而风机的运行对于这种企业来说十分重要，因此必须加强监测、诊断、管理，研制新一代的集本地监测、远程监测、远程诊断与分析为一体的监测诊断系统非常有必要，市场需求量大。
其中，基于MAXl320的风机监测仪就是此监测诊断系统很重要的一部分，其关键部件是模／数转换芯片。MAXl320是Maxim公司推出的并行14位8通道同步采集的A／D转换芯片，非常适合应用于风机的转速、加速度、位移、工艺量等的数据采集。这里介绍了一种基于ARM7风机监测仪的数据采集接口方案，A／D芯片就是采用MAXl320，该监测仪的处理器采用Philips公司的LPC2290。

l MAXl320概述
MAXl320是一种8输入通道、14位高速模／数转换器，具有独立的采样／保持(T／H)电路为每一通道提供了同时采样。该器件具有先进／先出(FIFO)功能可减少接口开销，并可在转换结束或转换之间读取转换结果。
1．1 引脚及其特征
引脚及其特征如下：
CH0～CH7：为8路模拟量输入口。
D0～D13：为14位并行数字输出，其中DO～D7为双向数据线。
CS，RD，WR：分别为片选信号，读信号，写信号。
CONVST：转换启动信号。CONVST低电平时跟踪获取模拟信号，上升沿时启动转换。
EOC，EOLC：转换结束输出(EOC)，低电平表示一个通道转换结束，可以读此通道转换结果。最后转换结
束输出(EOLC)，低电平表示最后一个通道转换结束，然后就可以连续读取被开通所有通道的转换结果。
CLK，INTCLK／EXTCLK：外部时钟输入引脚(CLK)，时钟模式选择输(INTCLK／EXTCLK)，该引脚接AVDD选择内部时钟(时钟频率为10 MHz)，接．AGND选择外部时钟输入(100 kHz～12．5 MHz)。
ALLON：通道使能输入。该引脚接高电平使能开通所有的输入通道(CH0～CH7)，接低电平则只有被选中的通道才进行A／D转换。
SHDN：掉电输入引脚。SHDN=O选择正常模式，SHDN=1选择掉电模式。
1．2 MAXl320工作过程
MAXl320共有8个模拟输入通道，可通过寄存器的设置选择使用。当ALLON设为低电平时，设置寄存器选择打开通道，同时拉低CS和WR，然后向数据线D0～D7写入数据，D0～D7依次对应着通道CH0～CH7，通过向数据线D0～D7中写入“1”来选中对应的通道。如果当ALLON设为高电平时，所有通道都被打开，无需设置配置寄存器。当模拟输入通道确定后，给CONVST发一个低电平，即启动1次模／数转换。假设8路模人通道都被使用，则芯片内部的8个采样／保持器在CONVST上升沿到来之前跟踪输入信号，在其上升沿，输入模拟信号被采样／保持，然后进行模／数转换。EOC一旦出现下降沿，就表明一路转换结束，EOLC一旦出现下降沿，就表明全部模／数转换结束。对于转换结果，有两种读取结果方式：可以在每转换一路后，就将该路转换后的数据读走，然后进行下一路转换(见图1(a))；也可以等到所有通道全部转换完后依次读取，整个读数过程中EOLC信号一直为低，直到CONVST的下一个下降沿(见图1(b))。