高分辨率传感器USB接口的设计方案

该设计中的电路包括混合信号微控制器，USBUART（通用异步接收器/发送器）和新型自适应模拟传感器输入电路。该电路可以将多种类型的传感器连接到设计的两个模拟输入通道，在USB主机上控制这些设备，并读出测量数据。
USB连接为电路供电。可以使用简单的命令来控制计算机上的设备。
甚至终端软件也可以用于测量。 8051内核具有用于轻松编程的免费工具，例如IDE（集成开发环境），调试器和C编译器。
该设计使用价格为8美元的8051架构微控制器，PGA（可编程增益放大器）和24位∑-Δ放大器。 ADC（图1、2和3）。
微控制器IC1具有输入多路复用器，可以在差分模式或单端模式下使用。它还具有两个DAC输出，可以提供五个未指定的数字I / O引脚（图1）。
一个输出引脚驱动程序控制的D1。其他数字引脚用于配置两个模拟输入端口。
此外，微控制器的参考输出也可以发送到模拟输入端口。其余四个数字引脚连接到USB UART芯片。
原理图3.3V线性稳压器IC2为微控制器供电（图2）。通过来自USB端口的磁珠和过滤器，可以直接为USB芯片IC1供电。
该芯片是一种通用且可靠的USBUART芯片，可以使用任何操作系统与计算机进行通信。运算放大器IC4用作微控制器参考输出的缓冲器（图3）。
运放IC原理图使用两个三输入连接器，可以将多种类型的传感器连接到两个可配置的模拟端口，每个连接器都有一个接地端子（图4）。一个接地端子提供3.3V电源，另一个接地端子输出一个缓冲参考电压，其额定值为2.5V。
两个连接器的中间引脚连接到微控制器的模拟输入多路复用器。这样，可以测量两个单端电压，或者可以将两个连接器用作差分输入。
两个输入端子均具有可独立切换的上拉和下拉电阻R10，R11，R14和R15。