原標題：基于Cortex-M4醫(yī)療設備多通道模擬量采集器的設計

基于Cortex-M4醫(yī)療設備多通道模擬量采集器的設計，以下是對其設計要點及優(yōu)勢的詳細闡述：

一、設計概述

該采集器采用Cortex-M4處理器內核的STM32F372微控制器作為核心，該微控制器支持DSP指令，內置浮點單元（FPU），運行頻率高達72MHz。其內部集成的SDADC（Sigma-Delta模數轉換器）是高性能、低功耗的模塊，具有16位的采樣精度和50ksps的采樣速率，同時內部集成了7級運算放大器，能夠實現模擬量的高精度、高速度采集。

二、設計特點

1. 成本節(jié)約與空間優(yōu)化：

• 與傳統(tǒng)的MCU+ADC模擬量方案相比，該設計僅使用一顆STM32F372芯片，利用內部集成的SDADC外設，顯著節(jié)省了成本，并減小了PCB的空間。

2. 多通道模擬開關的應用：

• 與使用多通道ADC芯片的方案相比，該設計采用多通道模擬開關，使得通道之間的干擾更小，隔離效果更好，同時成本也更低。

3. 高精度基準源：

• SDADC模塊擁有獨立的電源和參考源引腳，為了獲得高精度，設計采用了TI生產的溫漂50ppm的2.5V電壓基準源芯片REF3025作為參考。

4. 模擬地與數字地隔離：

• 為了避免模擬信號和數字信號之間的干擾，設計采用了模擬地和數字地隔離的方案。

5. 前端電路設計：

• 模擬量前端設計為惠斯登電橋的PT100測量電路，也可根據實際需求設計成測量0mA~20mA信號的電路。該采集系統(tǒng)能夠測量電壓和電流信號，并可根據實際應用來設計采集器前端電路。

6. 濾波與數據變換處理：

• 模擬前端的差分信號經過模擬開關選擇后，進入模擬信號的濾波網絡，濾除共模干擾。經過濾波的差分信號再進入STM32F372的SDADC模塊引腳進行轉換。此外，采集器還通過軟件濾波進一步去除干擾數據，提高采集精度。

三、通信方式

模擬量采集器可以通過IIC、RS232、RS485、CAN等通信方式和主控器進行通信。STM32F372芯片內部集成了這些外設，可以在不增加硬件成本的情況下自由選擇通信方式，大大方便了用戶。

四、應用優(yōu)勢

1. 高精度與高速采集：

• 利用SDADC進行模擬量的采樣和放大，使得采集器具有高精度和高速采集的特點。

2. 穩(wěn)定性好：

• 現場運行表明，該采集器穩(wěn)定性好，能夠長時間穩(wěn)定運行。

3. 成本低廉：

• 高度整合多種外設到一個芯片上，大大降低成本，同時減小了體積。

4. 多通道擴展方便：

• 使用了新穎的方案來擴展多通道模擬量，使得多通道擴展更加方便。

5. 適用范圍廣：

• 該采集器特別適用于醫(yī)療設備的溫度和壓力采集，同時也可用于電流、水質等方面的測量。

綜上所述，基于Cortex-M4醫(yī)療設備多通道模擬量采集器的設計具有諸多優(yōu)勢，能夠滿足醫(yī)療設備對高精度、高速度、高穩(wěn)定性采集器的需求。