设备故障诊断系统资讯：单片机和传感器测控系统需要模拟传感器输入

单片机和传感器测控系统需要模拟传感器输入

在单片机（MCU）和传感器测控系统中，经常需要模拟传感器输入。设备故障诊断系统具有缓变信号（如温度、压力、转速、流量等）与动态信号（如振动信号）的数据融合处理功能；具有黑匣子记录功能；系统满足车辆振动冲击环境下的使用要求。无线振动传感器基于无线技术的机器状态监测，具有振动测量及温度测量功能，操作简单，自动指示状态报警。应用于工业设备状态管理及监测控制系统；适合现场设备运行和维护人员监测设备状态，及时发现问题，保证设备正?？煽吭诵?。一体化振动变送器将压电传感器和精密测量电路集成在一起，实现了传统“传感器+信号调理器”和“传感器+监测仪表”模式的振动测量系统的功能；适合构建经济型高精度振动测量系统。 该输入模拟量需要由模数转换器(ADC)的外围设备转换成N位数字量，然后由CPU处理。 近年来，随着智能传感器技术和物联网技术的发展，单片机与传感器连接系统的应用越来越广泛。 例如，在世界上研究*多的新兴市场之一物联网（IoT）中，传感器作为物联网系统数据的重要入口点，正成为从电子基础设施向物联网过渡的无处不在元素。 根据中国信息通信研究院2020年12月发布的《物联网白皮书》，预计到2025年，全球物联网连接总量将从2019年的120亿增加到246亿，年复合增长率为13%。 中国占世界物联网连接总量的30%。 2019年，中国物联网规模将达到36.3亿个。 到2025年，中国的物联网规模预计将达到80.1亿，年均复合增长率为14.1%。 单片机和传感器连接的应用越来越广泛，而单片机设计人员一直在扩展单片机外设的功能。 ADC等新功能的创新，不仅实现了自身的转换，而且实现了采样的启动、转换后的计算以及与其他外设联动的多路复用通道的自动切换。 在模拟信号处理链路上集成多个链路。 这些链路可以自动运行，不占用系统总线，对于降低CPU负载、降低系统功耗、提高系统响应效率、增强系统鲁棒性具有重要意义。 微控制器设计师凭借自己的创新智慧，以及对嵌入式系统应用的精辟见解，将使MCU与传感器连接的应用设计更加灵活高效！ （来源：Paul Zhang RongBao的Microchip）

对于MCU中集成的用于连接可以模拟传感器的ADC，设计者在以往的努力多在于提高其采样速度和量化的性能分析指标，比如企业提高ADC的分辨率（精度），减少数据误差（量化标准误差、偏移误差和满刻度误差等），提高转换率来采集更高频率的输入信息等等，而现在的集成ADC的新特性，除了不断提高学生以上这些性能设计参数，则更是需要考虑了ADC在系统中的应用研究场景和信号以及处理发展过程。

对于模拟信号的输入，单片机系统的典型处理过程如下：

模拟信号输入、信号放大、 ADC 结果计算(滤波等)、信息响应、显示或传输等。

对于这种典型的模拟信号处理过程，单片机设计者创新性地赋予 ADC 外围设备新的功能，使其更有效地连接传感器。

1.