設備故障診斷系統資訊：單片機和傳感器測控系統需要模擬傳感器輸入

單片機和傳感器測控系統需要模擬傳感器輸入

在單片機（MCU）和傳感器測控系統中，經常需要模擬傳感器輸入。設備故障診斷系統具有緩變信號（如溫度、壓力、轉速、流量等）與動態信號（如振動信號）的數據融合處理功能；具有黑匣子記錄功能；系統滿足車輛振動沖擊環境下的使用要求。無線振動傳感器基于無線技術的機器狀態監測，具有振動測量及溫度測量功能，操作簡單，自動指示狀態報警。應用于工業設備狀態管理及監測控制系統；適合現場設備運行和維護人員監測設備狀態，及時發現問題，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，實現了傳統“傳感器+信號調理器”和“傳感器+監測儀表”模式的振動測量系統的功能；適合構建經濟型高精度振動測量系統。 該輸入模擬量需要由模數轉換器(ADC)的外圍設備轉換成N位數字量，然后由CPU處理。 近年來，隨著智能傳感器技術和物聯網技術的發展，單片機與傳感器連接系統的應用越來越廣泛。 例如，在世界上研究*多的新興市場之一物聯網（IoT）中，傳感器作為物聯網系統數據的重要入口點，正成為從電子基礎設施向物聯網過渡的無處不在元素。 根據中國信息通信研究院2020年12月發布的《物聯網白皮書》，預計到2025年，全球物聯網連接總量將從2019年的120億增加到246億，年復合增長率為13%。 中國占世界物聯網連接總量的30%。 2019年，中國物聯網規模將達到36.3億個。 到2025年，中國的物聯網規模預計將達到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等新功能的創新，不僅實現了自身的轉換，而且實現了采樣的啟動、轉換后的計算以及與其他外設聯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，不占用系統總線，對于降低CPU負載、降低系統功耗、提高系統響應效率、增強系統魯棒性具有重要意義。 微控制器設計師憑借自己的創新智慧，以及對嵌入式系統應用的精辟見解，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，比如企業提高ADC的分辨率（精度），減少數據誤差（量化標準誤差、偏移誤差和滿刻度誤差等），提高轉換率來采集更高頻率的輸入信息等等，而現在的集成ADC的新特性，除了不斷提高學生以上這些性能設計參數，則更是需要考慮了ADC在系統中的應用研究場景和信號以及處理發展過程。

對于模擬信號的輸入，單片機系統的典型處理過程如下：

模擬信號輸入、信號放大、 ADC 結果計算(濾波等)、信息響應、顯示或傳輸等。

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

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