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随着系统复杂程度的增加，工程师们必须将更多的元件，包括模拟元件和数字元件，集成进一个单一的器件中，同时又需保持设计的完整性。如今出现的新型混合信号的微控制器可以集成比先前几代的精度都更高的模拟元件。利用这些新一代的混合信号微控制器可以在设计中降低BOM成本，节省电路板空间，保护知识产权并在整个设计过程中为更改提供更多的灵活性。现在的混合信号微控制器具有精度在20位以上的ADC，较低偏移电压的放大器和0.1%的参考电压。
总的说来，新一代混合信号微处理器使得设计人员可以简化他们的设计，保护他们的知识产权，减少他们对外部元件的需要，并增大了他们正从一个器件上接收的数值量。这些器件中模拟元件质量的提高使得设计人员在如何完成设计以及如何采用独特的方法来解决一个问题上有更多的选择。所讨论的热电偶的实例就显示出不同水平的混合信号微控制器是如何能够解决一个问题的，以及如何让更新一代的混合信号微控制器来更加简化设计。混合信号微控制器在越来越广泛的设计中正变得越来越流行，最新一代的混合信号微控制器，随着其模拟性能的增强，正显示出它们的进步与发展。 
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前几代混合信号微控制器使得在设计中集成化的水平有所增加，但经常是这些起重要作用的模拟元件在许多设计中都不具有足够的精度。低端模拟设计得益于集成化，但中高端的设计仍然需要外部模拟元件。新一代混合信号微控制器已经改善了它们的模拟元件，并因此使得中端设计和一些高端设计可以充分利用集成了数字信号和模拟信号的器件的优势。
混合信号微控制器的功能越强大，设计则越可能是一个真正的系统级单芯片。通过集成ADC，DAC，比较器，混频器，放大器，滤波器和参考电压，一个独立的混合信号微控制器可以是一个设计和控制系统完整的模拟前端。这个设计可能包括两个输入传感器，放大并调节信号，然后量化将在LCD上显示的信号，此LCD是由该器件直接驱动的。这方面的一个实例是一个温度补偿燃气表，这个设计将是一个完整的片上系统。 使用混合信号微控制器的主要好处之一就是对模拟知识产权的保护。一个使用独立元件的复杂模拟设计是能够被竞争者抄袭设计的。因为所使用的元件列表能够很容易地被确定，且能够通过一个示波器来读取信号，示波器可以将模拟前端有效地转变成为参考设计。如果设计中可以有效地利用一个混合信号微控制器来调节模拟信号，那么它使得设计处于一个黑盒子状态。一个正试图确定模拟信号会如何被处理的竞争者只能看见进入器件的输入端却无法了解清楚所使用的元件，这些元件是如何相互连接的或着它们的设置情况。好的设计会利用新颖的方法来解决一个问题，巧妙的设计会采用新颖的手段来保护它们的知识产权 |
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某些微控制器，如赛普拉斯的PSoC 3和PSoC 5器件，它们另一个好处就是解决了在信号路径选择方面的担忧。当在PCB板上走线时，设计者需要慎重考虑到易受噪声干扰的信号并将这些敏感的信号完全屏蔽掉。用来给这些器件编程的软件工具会自动给所有的内部信号选择好路径，为模拟信号提供了最佳的完整性，因此系统设计人员可以有更多的时间集中在项目的其他部分上。
总体上来说，混合型号微控制器会节省设计成本。混合型号微控制器将ADC, DAC，比较器，放大器，混频器，参考电压，模拟MUX等集成为一体，简化了BOM。由于此器件融合了较多的常用的模拟元件，那么显然就不再需要外部元件了，因此就节省了成本。同样地，由于电路板上不再有这些元件，那么PCB板的尺寸也就减小了，从而节省了更多的成本。另外，由于电路板上所使用的元件数量减少了，布线则更简单了，这使得设计人员会很少担心由于布线引起的噪声问题，设计所花费的时间也就减少了。由于混合信号微控制器提高了所包括的模拟元件的精度和准确性，那么更多的设计会使用这些片上系统器件从而达到降低成本的目的。. 一个数字烹饪温度计就是一个好的实例，它显示出，新型高精度的混合信号微控制器是如何提供一个比前几代混合信号微控制器都更简洁的解决方案。在此实例中，将使用一个K型热电偶作为温度探针，它的输出值是大约40µV/ºC。既然输出值对于所需要的范围来说要小，则需要一个非常精确的基准来准确地捕捉到这个信号。热电偶的输出值是一个绝对测量值，因此同样也需要一个冷端读数，这是由一个热敏电阻来完成的（由于热敏电阻提供的是比例式测量值）。 |
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前几代混合信号微控制器需要使用一些外部元件以正确测量一个热电偶值。因为较早的混合型号微控制器内的内部参考的平均精度是3%，因此需要一个外部高精度的参考电压，一般使用0.1%精度的参考电压。参考电压用作一个比例基准点，输入控制器的ADC和热电偶的输入端。为了提供一个正确的读数，ADC此时就交替读取热电偶输出值和参考电压。因为热电偶的输出值小，根据ADC的分辨率，可以使用一个放大器来放大信号。读取电热调节器的输出值作为一个热量基准并将热电偶的输出值加到此测量值上。图1显示了此设置。
对于新一代混合信号微控制器来说，测量一个热电偶的输出值的设置要更简单得多。这些混合信号微控制器中的一些具有一个高精度的参考电压，如赛普拉斯的PSoC 3，它具有0.1%的参考电压。在这种情况下，不需要外部基准。正如图2所示，在测量中ADC能够使用内部参考电压，因此设计人员就无需考虑如何解释另外这个可精确读取热电偶值的设置。如果正在使用的器件同样也具有一个高分辨率的ADC，那么能够省去放大阶段，因为转换将提供足够大的信号精度。赛普拉斯的PSoC 3器件具有一个20位的Δ-ΣADC，它能够测量从1.0伏特下至1微伏特范围的信号。使用高精度的混合信号微控制器，可以减少设计复杂性，这使得设计人员可以在设计上花费更少的时间，并且可以节省电路板的空间和成本。 |
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总的说来，新一代混合信号微处理器使得设计人员可以简化他们的设计，保护他们的知识产权，减少他们对外部元件的需要，并增大了他们正从一个器件上接收的数值量。这些器件中模拟元件质量的提高使得设计人员在如何完成设计以及如何采用独特的方法来解决一个问题上有更多的选择。所讨论的热电偶的实例就显示出不同水平的混合信号微控制器是如何能够解决一个问题的，以及如何让更新一代的混合信号微控制器来更加简化设计。混合信号微控制器在越来越广泛的设计中正变得越来越流行，最新一代的混合信号微控制器，随着其模拟性能的增强，正显示出它们的进步与发展。
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