在工業控制系統中除了遇到開關量信號外，還會遇到另一類物理量，即模擬量，例如：角度、溫度、壓力、電壓、電流等等，它們都是連續變化的物理量。可編程序控制器PLC是以微處理器為基礎的通用工業控制裝置。傳統的PLC是為開關量控制而設計，而現代的PLC已經具備了處理模擬量的功能。在工業控制系統中，模擬量輸入信號的采集和處理是較為常見的控制內容，同時根據控制策略PLC能夠輸出模擬信號。

　　因此從工業應用的實際情況來看，現代的PLC不僅要能夠采集外部輸入的模擬信號，同時也應有能力輸出模擬信號。并且隨著微電子技術的發展，模擬AD、DA的性能越來也高，對于模擬信號檢測的精度要求也在逐年遞增。所以本文針對這種即要采集模擬輸入又要輸出模擬量的應用場合，提出一種高精度模擬前端的系統方案。

　1 系統需求分析

　　常見的PLC的模擬信號有以下幾種：0～5 V，0～10 V，±5 V，±10 V，4～20 mA，信號的頻率范圍為DC～500 Hz。本系統的輸入能夠兼容以上5種輸入量，并提供4～20 mA輸出信號量輸出。考慮到實際應用環境中的溫度影響，如果直接使用低溫漂高精度的模擬IC，系統的成本會非常高；如果采用帶有溫度自校準的方案，可以選用價格更合理的模擬前端芯片完成設計，但是需要額外的MCU進行運算和控制。信號輸

　　出需要額外的DAC配合調理電路實現。

　　由以上的分析可知，需要有一款即集成有高精度ADC和DAC，又帶有MCU的模擬微控制器。ADI公司的ADuC7061剛好可以滿足系統的需求：集成兩個獨立的的8kSPS、24位高性能多通道∑-△型模數轉換器（ADC）；集成32位ARM7TDMI微控制器；片上提供一個單通道14bitDAC；集成SPI控制器。使用ADuC7061作為核心，配合外部電路可以即滿足模擬通道的精度要求，又可以實現靈活的數據傳輸和控制。

　　該方案優點：可以進行溫度校正；原本的ADC，DAC和MCU只需要一塊ADuC7061即可實現，即節約PCB面積又降低成本；對外的數據傳輸接口可以共用一個SPI，可以通過制定靈活的數據傳輸協議，實現復雜的數據傳輸和控制功能。