摘 要： 論述了一種容錯采集系統的設計方法，通過在串行A/D轉換器MAX110的中斷服務程序中使用軟件定時器，實現了對MAX110意外停止轉換的故障恢復，確保了MAX110自動連續轉換功能的容錯性，可提高數據采集系統的可靠性。

    關鍵詞： 容錯　串行A/D轉換器　軟件定時器

    在工業過程控制系統的設計中，與工業現場環境相聯系的接口電路的設計在保證性能的同時，要求有較高的可靠性和性能價格比。對于模擬輸入通道的設計，串行接口的模擬數字(A/D)轉換器愈來愈受到設計者們的關注。串行接口A/D轉換器接口電路設計簡單、芯片體積小、信號線大大減少、易于采取隔離措施，而且許多串行接口芯片的工作模式可編程、設計靈活。其中，MAXIM公司的二通道±14bit串行ADC MAX110在從串行接口讀取數據的同時還完成下一轉換過程控制方式數據的寫入（包括轉換啟動控制），這樣便可實現數據的自動采集；在程序設計時，數據采集進程獨立設計，數據按預先設定的方式自動存儲到循環隊列中，完成和主進程的數據交換，給系統程序的設計提供了很大的方便。但由于系統受環境的干擾，A/D轉換器控制數據可能會出錯，導致ADC意外停止轉換，使數據采集進程停止，本文提出了針對這種故障的容錯[１]設計方法。

    １ 基于串行A/D轉換器MAX110的數據采集系統的結構

    工業過程控制的許多慢過程，對A/D轉換器轉換速度要求較低，所以選用慢速A/D轉換器便可以滿足設計要求。±14bit串行ADC MAX110BCPE轉換時間可達到10ms，且可編程控制，精度和速度也可以滿足如溫度控制對象的數據采集要求。作者在設計適用于溫度控制的模糊智能調節器的過程中，數據采集部分使用了基于串行ADC MAX110的具有容錯功能的數據采集設計方法。系統結構如圖１所示。

    模擬信號隔離可選兩種方法：選用模擬隔離放大器或在A/D的數字接口采用光電隔離。模擬隔離放大器價格較高，所以選擇數字隔離方法，而采用串行A/D可大大減少數字信號隔離路數。如圖１所示，串行A/D轉換器MAX110的數字側與微處理器全部采用了光電隔離器件，將MAX110的數據輸入輸出信號、時鐘信號、轉換結束中斷請求信號由PC817實現電氣的隔離。在后續的模擬通道中采用了多路開關CD4051選通輸入的各路模擬信號，其中通道選擇信號也采取光電隔離的方法，這樣使A/D轉換器之后的所有電路都與微處理器部分隔離。

    ２ A/D異常停止轉換故障的自動恢復原理

    2.1 串行ADC MAX110的控制與數據傳遞

    串行ADC MAX110的轉換方式和標定由芯片控制字確定，控制字確定了MAX110 A/D轉換的通道、速度等各種工作方式。MAX110 的控制字包含：轉換時間控制，SCLK與過采樣頻率的比率控制、輸入通道選擇、增益標定控制、內部振蕩器掉電控制、模擬部分掉電控制。每次轉換按新送入的控制字工作。控制字格式及控制字作用見表１。

    MAX110采用與Microwire