基于MSC1210的多路高精度温度采集系统模块

（6）自带高精度电压标准，精度为0.2%，漂移为5ppm/℃，可以节省空间以及器件成本，也可输出该电压标准或外接电压标准。

（7）片上16位PWM，可以作为DAC输出来源。

（8）增强的SPI接口可以使用DMA方式传输数据，在DMA方式下，可以间接寻址RAM，设定多达128B的发送接收FIFO；具有完整的端口驱动以及发送接收中断设定，适合大批量的数据传输，同时点用CPU资源较少。

MSC1210功能较强

（1）MSC1210片内FLASH分区只能通过对HCR0以及HCR1这两个硬件配置寄存器事先编程来进行，在程序运行过程中无法设定或更改分区比例。在程序运行中读写FLASH时，要注意读写地址与调试时的地址不同，具体应参考存储器分配表；用户程序无法直接读写FLASH，调用BOOT ROM中的读写函数来进行；与AVR等芯片的EEPROM不同，写入FLASH之前必须先进行擦除操作，BOOT ROM中有可调和场擦除子程序，可以在汇编或C程序中调用。

（2）在做A/D转换时，每次更改PGA放大倍数需要重新校准，在需要频繁切换输入通道的场合，建议设定特殊寄存器ADCON1的SM1～0位为00，即进入自动模式数字滤波。这样当通道切换后，随着A/D采样次数的增强，数据滤波依次为快速转换、Sinc2、Sinc3数字滤波，可以最大限度地提高转换速度和转换精度。

（3）BOOT ROM中固化的程序对于MSC1210的编程和调试非常关键，其中部分可以在用户程序中直接调用，完成数据采集、UART输入输出等重要功能。可以通过串口或并口进行编程。

（4）使用TI提供的下载工具及调试终端，可以对MSC1210实现在线调试。这种调试会占用UARTO资源，同时辅助中断的入口地址也有变化，这在编程时需要注意。也可以利用Windows自带的超级终端进行调试。与TI终端不同，Windows超级终端不能自动初始化MSC1210使之进入调试状态，需要人工进行调试复位。

图3 标准热电阻测量以及信号调理电路

3 高精度测温模块的硬件描述

MSC1210最多可以配置4组差分输入通道：对于标准四线热电阻的测量，需要两组通道来分别测量驱动电流及电压；对于标准热电偶的测量，如果采用冰点作为冷端补偿，需要一组差分通道；如果采用自带冷端测量，则往往需要另外两组通道测量冷端热电阻的温度。因此，对于标准热电阻测量，同一个模块最多有两路测温通道；对于标准热电偶测量，如果用统一的冷端补偿，最多可以有4路测温通道。同一模块的不测温通道的切换需要时间稳定信号以及重新建立ADC测量输出，在有速度要求或需要进行多值平均的情况下，为了得到较快的测温速度，每个模块的测温路数会相应减少。这里介绍单通道标准热电阻测温模块，其硬件框图如图2所示。

模块采用独立的模拟供电（5V）和数字供电（3V）。在印制板设计上，数字地与模拟地分离，在MSC1210芯片下相连，同样，为了进一步减少外界和数字电路对模拟电路部分的干扰，SPI接口与外部之间采用高速光电耦合连接。所有的电源以及信号接口采用统一的两边插针形式，便于直接插入主机母板。这里将比较有特色的标准热电阻测量以及信号调理电路绘出，如图3所示。

在图3中，分压电阻R12与R13为运算放大器U2提供一个参考电压，在R10上产生一个恒定的电流，经Q1输出。为了减少高精度低温漂电阻的使用数量，R10、R12、R13均采用普通电阻。使用高精度低温漂电阻Rr作为电流检测电阻，将输出电压信号经R2、R3送往MSC1210的一组差分输入端，恒定电流通过四线标准铂电阻Rs，将产生电压经R4、R5送入MSC1210的另一组差分输入端，经MSC1210进行四线法测量电阻的计算，以消除铂电阻温度计引线的影响。R2、R3、R4、R5是限流电阻，防止输入电压过高损坏MSC1210；D1、R6、C12提供一个参考电压，使MSC1210有合适的差分电压输入。由于使用MSC1210的内置电压标准输出，电容C9、C10、C11是不可缺少的。MSC1210具有内置PGA（1～128），因此无需放大电路即可直接测量微弱信号。

4 高精度测温模块软件的描述

在多路高精度测温系统中，测温模块能独立进行数据采集、拟合修正、分度转换、与下位机的数据通讯，并通过