此方案集成多個獨立測量環路實現單平臺多參數監控，提供系統校準能力和自適應參數調整，以及探頭診斷能力 (pH探頭阻抗測量)，實現產品的低功耗、小尺寸和高精度。

該套方案的關鍵器件是具有化學傳感器接口的精密模擬微控制器 ADUCM355，這是是一款片內系統，可控制和測量電化學傳感器和生物傳感器。ADuCM355是一款基于Arm?Cortex-M3處理器的超低功耗混合信號微控制器。該器件具有電流、電壓和阻抗測量功能。

ADuCM355內置集成輸入緩沖器的16位、400 kSPS多通道逐次逼近寄存器(SAR)模數轉換器(ADC)、抗混疊濾波器(AAF)和可編程增益放大器(PGA)。電流輸入包括三個具有可編程增益的跨導放大器(TIA)和用于測量不同傳感器類型的負載電阻。模擬前端(AFE)還包含兩個專門針對恒電勢器能力而設計的低功耗放大器，使外部電化學傳感器保持恒定的偏置電壓。這兩個放大器的同相輸入由片內雙通道輸出數模轉換器(DAC)進行控制。模擬輸出包括高速DAC和用于產生交流信號的輸出放大器。

ADC的轉換速率最高可達400 kSPS，且具有?0.9 V至+0.9 V輸入范圍。ADC前面的輸入復用器允許用戶選擇輸入通道進行測量。這些輸入通道包括三個外部電流輸入、多個外部電壓輸入和內部通道。利用內部通道，可對內部電源電壓、裸片溫度和基準電壓源進行診斷測量。

三個電壓DAC中有兩個是雙通道輸出、12位電阻串DAC。每個DAC的一個輸出可控制恒電勢器放大器的同相輸入，另一個控制TIA的同相輸入。

第三個DAC（有時被稱為高速DAC）針對用于阻抗測量的高功率TIA而設計。此DAC的輸出頻率范圍高達200 kHz。

提供1.82 V和2.5 V片內精密基準電壓源。內部ADC和電壓DAC電路采用此片內基準電壓源，以確保外設均具有低漂移性能。

ADuCM355集成了一個26 MHz Arm Cortex-M3處理器，它是一款32位簡化指令集計算機(RISC)。Arm Cortex-M3處理器還具有靈活的多通道直接存儲器存儲控制器(DMA)，支持兩個獨立的串行外設接口(SPI)端口、通用異步接收器/發射器(UART)和I2C通信外設。ADuCM355片內還集成128 kB非易失性閃存/EE存儲器和64 kB單一隨機存取存儲器(SRAM)。

數字處理器子系統從26 MHz片內振蕩器接收時鐘信號。該振蕩器是主數字芯片系統時鐘源。或者，26 MHz鎖相環(PLL)可以用作數字系統時鐘。此時鐘在內部進行細分，以便處理器在較低頻率下工作并省電。該器件還內置一個低功耗、32 kHz振蕩器，可給定時器提供時鐘。ADuCM355包括3個通用定時器、1個喚醒定時器（可用作通用定時器）和1個系統看門狗定時器。

模擬子系統內置單獨的16 MHz振蕩器，用于為模擬芯片上的ADC、DAC和其他數字邏輯元件提供時鐘源。該模擬芯片還包含單獨的32 kHz、低功耗振蕩器，用于為模擬芯片上的看門狗定時器提供時鐘源。32 kHz振蕩器和此看門狗均獨立于數字芯片振蕩器和系統看門狗定時器。

可根據具體應用要求配置多個通信外設。這些外設包括UART、I2C、兩個SPI端口和通用輸入/輸出(GPIO)端口。這些GPIO與通用定時器相結合，可組合生成脈沖寬度調制(PWM)類輸出。

支持通過串行線調試端口(SW-DP)接口進行非介入仿真和編程下載。

ADuCM355采用2.8 V至3.6 V電源供電，額定溫度范圍為-40°C至+85°C。該芯片提供72引腳、6 mm × 5 mm基板柵格陣列(LGA)封裝。

請注意，在整篇數據手冊中，多功能引腳（如P0.0/SPI0_CLK）由整個引腳名稱或引腳的單個功能表示；例如P0.0即表示僅與此功能相關。

應用

氣體探測

食品質量

環境檢測（空氣、水和土壤）

血糖儀

生命科學和生物感測分析

生物阻抗測量

通用安培檢測法、伏安法和阻抗頻譜分析功能

審核編輯：湯梓紅