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1、 广州致远电子有限公司 产品用户手册产品用户手册 AMiC-1608AI-5ID 多通道数据采集多通道数据采集模块模块 User Manual UM01010101 V1.01 Date: 2009/10/21 类别 内容 关键词 摘 要 广州致远电子有限公司广州致远电子有限公司 多通道数据采集模块 产品用户手册产品用户手册 2008 Guangzhou ZHIYUAN Electronics CO., LTD. i AMiC-1608AI-5ID 修订历史修订历史 版本 日期 原因 V1.01 2009/10/21 创建文档 广州致远电子有限公司广州致远电子有限公司 多通道数据采集模块 产品
2、用户手册产品用户手册 2008 Guangzhou ZHIYUAN Electronics CO., LTD. 1 AMiC-1608AI-5ID 目 录 1. AMiC 系列模块简介 . 1 2. AMiC-1608AI-5ID 模块的硬件信息 . 2 2.1 AMiC-1608AI-5ID 模块的参数. 2 2.1.1 模拟部分参数 . 2 2.1.2 数字部分参数 . 2 2.1.3 静态参数 . 2 2.2 引脚信息 . 3 2.3 结构框图 . 4 2.4 机械尺寸 . 5 3. AMiC-1608AI-5ID 模块的应用 . 6 3.1 硬件连接 . 6 3.2 软件操作 . 6
3、3.2.1 通道选择 . 6 3.2.2 ADC 控制 . 7 3.2.3 多通道采集实例 . 10 4. AMiC-1608AI-5ID 模块的校准 . 12 4.1 校准的原理 . 12 4.2 校准的程序实现 . 14 4.3 校准数据的存储 . 14 5. 免责声明 . 17 广州致远电子有限公司广州致远电子有限公司 多通道数据采集模块 产品用户手册产品用户手册 2008 Guangzhou ZHIYUAN Electronics CO., LTD. 1 AMiC-1608AI-5ID 1. AMiC 系列模块系列模块简介简介 AMiC 系列模块是广州致远电子有限公司开发的一款可嵌入到
4、工业控制设备中的多通 道数据采集/模拟输出模块，可应用在工业现场传感器信号、过程控制信号等一些模拟信号 的输入输出应用上。 AMiC 系列模块的外形如图 1.1 所示。 图 1.1 AMiC 系列模块外观示意图（图中为 AMiC-1208AI-5IS） AMiC 系列模块内部集成了调理电路、模数转换器（ADC）或者数模转换器（DAC） ， 具有模拟信号调理、模拟信号采集或者模拟信号输出功能。 AMiC 系列模块体积小，具有芯片化的外形，便于集成在用户的目标板上。目标板上的 MCU 可以通过标准的数字通讯接口（SPI 接口或者并行接口）访问 AMiC 系列模块，使用户 无需详细了解模拟电路的设计
5、即可实现模拟信号的采集或者输出。 图 1.2 AMiC 系列模块应用示意图 图 1.2 所示的为采用 AMiC-1208AI 模拟量输入模块构成的数据采集模块的内部结构示 意图，AMiC-1208AI 模块嵌入到采集模块内部 PCB 上，采集模块内部的 MCU 通过访问 AMiC-1208AI 模块获取现场的模拟量输入信号，并通过现场总线通讯接口传输到主控设备 中。 广州致远电子有限公司广州致远电子有限公司 多通道数据采集模块 产品用户手册产品用户手册 2008 Guangzhou ZHIYUAN Electronics CO., LTD. 2 AMiC-1608AI-5ID 2. AMiC-
6、1608AI-5ID 模块的硬件信息模块的硬件信息 2.1 AMiC-1608AI-5ID 模块的模块的参数参数 AMiC-1608AI-5ID 模块为模拟量输入模块，可应用在工业现场传感器信号、过程控制 信号等一些模拟信号的采集应用上。 AMiC-1608AI-5ID 模块具有 8 路差分模拟量输入通道，输入范围为5V，且内部具有 过压保护电路，内部集成有 16 位的 ADC，并具有高达 4kSPS 的采样率。 AMiC-1608AI-5ID 模块需要外部提供相互隔离的、 独立的数字接口电源 （3.3V/5VDC 5%）和模拟接口电源（12V/15VDC 5%） 。 AMiC-1608AI-
7、5ID 模块具有多通道采样，采样速率快，精度高，可靠性高等特性，其 电气参数如下。 2.1.1 模拟部分参数模拟部分参数 表 2.1 模拟部分参数 类别 参数 通道数 8 路差分输入 分辨率 16 位 采样速率 4kSPS 输入范围 5V 过压保护范围 -5.945V+5.99V 输入阻抗 10M 精度 0.05%(校准后) 工作带宽 135kHz 模拟部分电源 1215V 模拟部分功耗 215mW12V 2.1.2 数字部分参数数字部分参数 表 2.2 数字部分参数 类别 参数 电平 Low max:0.3VDD High min:0.7VDD 数字部分电源VDD 3.3V/5V 数字部分功
8、耗 18mW3.3V 2.1.3 静态参数静态参数 表 2.3 静态参数 类别 参数 存储温度 -4085 工作温度 -4085 工作湿度 5%95%RH，无凝结 接口 1 个 20Pin 的输入接口和一个 30Pin 的控制接口 广州致远电子有限公司广州致远电子有限公司 多通道数据采集模块 产品用户手册产品用户手册 2008 Guangzhou ZHIYUAN Electronics CO., LTD. 3 AMiC-1608AI-5ID 尺寸（LWH） 44.53212mm 2.2 引脚信息引脚信息 AMiC-1608AI-5ID 包含两个接口 J1 和 J2， J1 接口是 8 路模拟信
9、号输入接口，J2 接口是 与微控制器连接的控制接口。AMiC-1608AI-5ID 的引脚分布如图 2.1 所示。 AMiC-1608AI-5ID 底面底面 J2 2 16 30 1 15 29 1 J1 9 19 2 10 20 图 2.1 引脚分布 模拟信号输入接口 J1 的引脚功能说明如表 2.4 所示。 表 2.4 模拟输入接口引脚功能 引脚号引脚号 引脚名称引脚名称 功能功能 1 AI0+ 差分输入通道 0 正端 2 AI0- 差分输入通道 0 负端 3 AI1+ 差分输入通道 1 正端 4 AI1- 差分输入通道 1 负端 5 AI2+ 差分输入通道 2 正端 6 AI2- 差分输
10、入通道 2 负端 7 AI3+ 差分输入通道 3 正端 8 AI3- 差分输入通道 3 负端 9、10 AGND 模拟地 11 AI4+ 差分输入通道 4 正端 12 AI4- 差分输入通道 4 负端 13 AI5+ 差分输入通道 5 正端 14 AI5- 差分输入通道 5 负端 15 AI6+ 差分输入通道 6 正端 16 AI6- 差分输入通道 6 负端 广州致远电子有限公司广州致远电子有限公司 多通道数据采集模块 产品用户手册产品用户手册 2008 Guangzhou ZHIYUAN Electronics CO., LTD. 4 AMiC-1608AI-5ID 17 AI7+ 差分输入
11、通道 7 正端 18 AI7- 差分输入通道 7 负端 1920 NC 空脚 AMiC-1608AI-5ID 与微控制器连接的控制接口 J2 的引脚功能说明如表 2.5 所示。 表 2.5 控制接口引脚功能 引脚号引脚号 引脚名称引脚名称 功能功能 18、1216、 19、2326 NC 空脚 9 / CS SPI 接口的片选 10 CLK SPI 接口的时钟输入 11 MISO SPI 接口的数据输出 17 VDD 数字部分电源 18 GND 数字地 20、21、22 CHSEL0、 CHSEL1、 CHSEL2 模拟开关的控制输入 27、28 AGND 模拟地 29 -12V 模拟部分负电
12、源 30 +12V 模拟部分正电源 2.3 结构框图结构框图 AMiC-1608AI-5ID 模块主要由多路模拟开关、信号调理部分、模数转换器（ADC）及 光电隔离组成，其结构框图如图 2.2 所示。AMiC-1608AI-5ID 模块在工作时，先通过模拟 开关选择某路模拟信号输入， 然后对输入的模拟量信号进行调理， 再通过16位分辨率的ADC 采集外部输入的模拟信号， 最后经过光电隔离将采集到的数据传送到微控制器。 在微控制器 和 ADC 及模拟开关之间采用光电隔离措施，有效地提高了模块的抗干扰能力。 广州致远电子有限公司广州致远电子有限公司 多通道数据采集模块 产品用户手册产品用户手册 2
13、008 Guangzhou ZHIYUAN Electronics CO., LTD. 5 AMiC-1608AI-5ID 信号调理信号调理 多路模拟开关多路模拟开关 差差 分分 输输 入入 信信 号号 光电隔离光电隔离 模数转换模数转换 模拟部分模拟部分数字部分数字部分 数数 字字 控控 制制 接接 口口 通道选通控制通道选通控制 16 bit ADC + - 电源电源 图 2.2 AMiC-1608AI-5ID 结构框图 2.4 机械尺寸机械尺寸 用户使用 AMiC-1608AI-5ID 时，请参考所提供的外观机械尺寸（单位：mm） ，尺寸大 小为 44.53212mm，如图 2.3 和图
14、 2.4 所示。 AMiC-1608AI-5ID 侧面侧面 8.872.95 图 2.3 侧视图 1.81 31.92 44.64 AMiC-1608AI-5ID 底面底面 J2 J1 1.94 1.82 1.63 6.946.81 2.00 2.00 图 2.4 底视图 广州致远电子有限公司广州致远电子有限公司 多通道数据采集模块 产品用户手册产品用户手册 2008 Guangzhou ZHIYUAN Electronics CO., LTD. 6 AMiC-1608AI-5ID 3. AMiC-1608AI-5ID 模块的模块的应用应用 3.1 硬件连接硬件连接 AMiC-1608AI-5
15、ID 模块使用简单，不需要连接过多的外部器件，只需要配备一个微控 制器，对模块进行控制就可以读取到各个模拟通道的输入电压值。模块共有两个对外接口： 一个用于 8 路差分模拟信号输入，另一个经过光耦隔离与微控制器连接的控制接口。 AMiC-1608AI-5ID 的硬件连接如图 3.1 所示。 AMiC-1608AI-5ID AGND /CS CLK MISO -12V AGND VDD +12V GND CHSEL0 AI0+ AI0- AI1+ AI1- AI6+ AI6- AI7+ AI7- 3.3VD +12VA -12VA 模模 拟拟 信信 号号 输输 入入 CHSEL1 CHSEL2
16、MCU DC/DC模块模块 +5VD 图 3.1 AMiC-1608AI-5ID 硬件连接 3.2 软件操作软件操作 3.2.1 通道选择通道选择 AMiC-1608AI-5ID 内部采用模拟开关实现 8 个差分通道之间的切换，通道切换的实现 由控制信号 CHSEL2、CHSEL1 和 CHSEL0 来控制。CHSEL2、CHSEL1 和 CHSEL0 的引脚 电平与选择通道之间的关系如表 3.1 所示，通道选择的程序实现如程序清单 3.1 所示。 表 3.1 通道选择 CHSEL2 CHSEL1 CHSEL0 选通的通道 0 0 0 通道 AI0 0 0 1 通道 AI1 0 1 0 通道 AI2 0 1 1 通道 AI3 1 0 0 通道 A
