摘 要： 论述了一种容错采集系统的设计方法，通过在串行A/D转换器MAX110的中断服务程序中使用软件定时器，实现了对MAX110意外停止转换的故障恢复，确保了MAX110自动连续转换功能的容错性，可提高数据采集系统的可靠性。

    关键词： 容错　串行A/D转换器　软件定时器

    在工业过程控制系统的设计中，与工业现场环境相联系的接口电路的设计在保证性能的同时，要求有较高的可靠性和性能价格比。对于模拟输入通道的设计，串行接口的模拟数字(A/D)转换器愈来愈受到设计者们的关注。串行接口A/D转换器接口电路设计简单、芯片体积小、信号线大大减少、易于采取隔离措施，而且许多串行接口芯片的工作模式可编程、设计灵活。其中，MAXIM公司的二通道±14bit串行ADC MAX110在从串行接口读取数据的同时还完成下一转换过程控制方式数据的写入（包括转换启动控制），这样便可实现数据的自动采集；在程序设计时，数据采集进程独立设计，数据按预先设定的方式自动存储到循环队列中，完成和主进程的数据交换，给系统程序的设计提供了很大的方便。但由于系统受环境的干扰，A/D转换器控制数据可能会出错，导致ADC意外停止转换，使数据采集进程停止，本文提出了针对这种故障的容错[１]设计方法。

    １ 基于串行A/D转换器MAX110的数据采集系统的结构

    工业过程控制的许多慢过程，对A/D转换器转换速度要求较低，所以选用慢速A/D转换器便可以满足设计要求。±14bit串行ADC MAX110BCPE转换时间可达到10ms，且可编程控制，精度和速度也可以满足如温度控制对象的数据采集要求。作者在设计适用于温度控制的模糊智能调节器的过程中，数据采集部分使用了基于串行ADC MAX110的具有容错功能的数据采集设计方法。系统结构如图１所示。

    模拟信号隔离可选两种方法：选用模拟隔离放大器或在A/D的数字接口采用光电隔离。模拟隔离放大器价格较高，所以选择数字隔离方法，而采用串行A/D可大大减少数字信号隔离路数。如图１所示，串行A/D转换器MAX110的数字侧与微处理器全部采用了光电隔离器件，将MAX110的数据输入输出信号、时钟信号、转换结束中断请求信号由PC817实现电气的隔离。在后续的模拟通道中采用了多路开关CD4051选通输入的各路模拟信号，其中通道选择信号也采取光电隔离的方法，这样使A/D转换器之后的所有电路都与微处理器部分隔离。

    ２ A/D异常停止转换故障的自动恢复原理

    2.1 串行ADC MAX110的控制与数据传递

    串行ADC MAX110的转换方式和标定由芯片控制字确定，控制字确定了MAX110 A/D转换的通道、速度等各种工作方式。MAX110 的控制字包含：转换时间控制，SCLK与过采样频率的比率控制、输入通道选择、增益标定控制、内部振荡器掉电控制、模拟部分掉电控制。每次转换按新送入的控制字工作。控制字格式及控制字作用见表１。

    MAX110采用与Microwire