电流测量通路使用继电器进行电流通断控制,在电流通路串联电阻,将电阻两端的差分电平与电流取样芯片AD8218的差分输入连接,AD8218放大增益为20V/V,具有出色的共模输入抑制能力,本设计采用80mV内部基准电压源,可对2A以下电流进行采样测量;AD7920是12位串行ADC芯片,具有输入过载保护功能,通过单片机对各通路进行选择,并根据芯片的串行时序进行数据通讯,电流测量通路示意图如图1。

2固化程序

本电路作为USB从设备,与计算机程序采用问询-应答的方式进行通讯。电路的USB通讯协议、电流测量等基本功能由单片机程序模块实现,各通路电流的轮询测量等逻辑功能由计算机程序编程实现。单片机程序除了对端口、时钟、寄存器等资源进行必要初始化之外,主要负责USBTMC扩展协议、SCPI解析器、指令执行等功能模块的实现。

2.1USBTMC协议实现

C8051F349片上集成了完整的USB功能控制器和收发器,符合标准USB2.0规范,不需要外部USB接口芯片,在实现USB接口功能时,MCU程序需要根据各FIFO端点对应的寄存器值,对标准USB规范及USBTMC子规范所预定义的请求及消息进行响应并执行动作。

2.2SCPI解析器设计

USBTMC消息由12字节消息头（、自定义长度)指令字符串组成,消息头由USBTMC规范定义,本例中定义USBTMC消息帧总长度为64字节,指令字符串遵照SCPI规范定义,由SCPI解析器进行指令解析后分流调用相应函数执行。

3结语

本电路由系统软件控制工作,完成单次电流测量并显示结果的时间不大于30ms,5个通路同时监测时,每条通路的监测信息时间间隔不大于140ms。本电路的电流测量范围受分压电阻阻值限制（20IR<5),本例中电阻值为0.055Ω,因此电流测量范围为0～4.6A。对0.02A、0.21A、4.5A三个电流测试点分别进行10000次测量。因此,本电路在监测频率以及电流测量精度等方面,均可满足自动测试系统对于多路电流监测功能的使用需求。