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恩智浦的工业4.0软件可配置模拟输入系列 ( NAFE1和NAFE7系列 ) 在市场上广受好评，在此基础上，又推出了其下一代模拟输入/输出 (AIO) 系列的首款产品NAFE33352。该产品专为工业测量与控制应用打造，旨在提供卓越的精度与灵活性。

NAFE3 AIO系列凭借其专为智能工厂打造的先进功能，有效应对关键的工业4.0发展趋势。这彰显了恩智浦对于面向 工厂自动化 应用的系统解决方案的长期承诺与投入。

赋能机器学习驱动的工业自动化

在这些系统中，主控制器通过嵌入式或远程I/O模块接收传感器输入，并向执行器提供输出。

NAFE333352 凭借高采样率 (输入为576kSPS，输出为200kSPS)，以及卓越的精度与准确度 (输入为24位，±0.005%误差，输出为18位，±0.0025%误差)，成为需要快速、准确地处理数据的机器学习工业应用的理想选择。

灵活且经济高效的设计

NAFE33352采用高集成度、灵活的软件可配置架构，可降低产品尺寸和成本，同时大幅提升研发和制造效率。其输入与输出均可通过软件进行数字化配置，无需人工干预，支持快速调整。凭借这一优势，NAFE3系列能够有效应对工业4.0的重要挑战——如何让工厂快速、高效地适应不断变化的市场需求。

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NAFE33352软件可配置模拟输入/输出前端为工业4.0应用提供支持

精准测量与控制，源于设计

作为AIO系列的首款产品，NAFE33352具备卓越的输入与输出灵活性，支持±12.5V电压输入/输出和±25mA电流输入/输出范围。其宽泛的输入范围可在各类工业应用中实现精准的信号处理，确保高精度数据采集、监测与控制。

NAFE33352器件集成了一个模拟输入/输出 (AIO) 和两个模拟输入。未来，NAFE3系列还将推出包含1个AIO的版本和包含1个AO的型号，并保持引脚对引脚和固件兼容。

NAFE33352采用高集成度、创新的系统架构，其紧凑的6mm × 6mm封装内包含一个精密的18位数模转换器 (DAC)、一个24位模数转换器 (ADC)、低漂移参考电压、低偏置漂移缓冲器以及高压高精度放大器，带70V输入保护电路，适用于EMC和布线错误情况，实现了真正的软件可配置的通用模拟输入/输出。该系列还将推出带有较低分辨率16/14位DAC及16位ADC的型号。

NAFE33352模拟前端结构框图

NAFE3系列助力打造高速、高精度且极为精准的模拟控制环路。其14/16/18位DAC、16/24位ADC以及高性能放大器，结合高分辨率、单调性、快速稳定时间和低噪声，构建出色的功能集，可满足下一代高精度模拟环路控制系统的严苛要求。

用于预测性维护的诊断功能

NAFE33352系列集成了先进的诊断电路，用于输入与输出级。输出级具备内置诊断与保护电路，可检测开路与短路。输入级具有先进的诊断电路，可实现异常检测，助力预测性维护与功能安全。

这些强大的诊断功能能够尽量减少智能工厂的停机时间，确保其运营可靠性，从而大幅提升生产效率。

NAFE33352为多种应用赋能

NAFE3系列集成了关键功能，适用于可编程逻辑控制器 (PLC)、远程I/O、温度测量及工业称重系统应用。

NAFE33352采用2:1的输入输出组合，并支持在共享终端上进行软件配置。此外，NAFE33352还集成了用于功能安全实现的诊断功能，是多功能PLC应用的优选方案，包括切片I/O模块和远程I/O。

该器件的高精度、低漂移DAC参考源适用于单通道或多通道隔离式温度测量系统。此外，NAFE33352支持工业称重和负载传感器应用，提供高达25mA的激励电流或12.5V的激励电压。同时，AC激励技术有效消除偏移，进一步提升精度。

NAFE33352适用于多功能PLC应用，如切片I/O模块和远程I/O

加速可配置AIO模块的设计

KITNAFE33352-EVB用于快速评估恩智浦的模拟前端NAFE33352。该解决方案独具特色，展现了模拟输入/输出模块的完整系统设计。通过使用现成的LPC54S018 MCUXpresso SDK驱动程序和评估专用的GUI工具，该解决方案能够显著加速系统设计流程。

作为一款符合EMC标准并经过全面测试的硬件解决方案，它能够帮助工程师快速采用这一设计。它集成了经过验证的电源电路，可提供NAFE的电压源 (±15V，3.3V)，同时配备数字隔离器，有效保护MCU免受各类模拟信号的干扰，此外，还配有开关，以充分发挥NAFE33352的软件可配置性。所有必要的信号均已路由至接头，可直接连接至LPC54S018 EVB。

该设计经过全面测试，确保卓越的准确性和精度，用户校准后，输入精度可达±0.005%，输出精度达±0.0025%，同时具备24位输入分辨率和18位输出分辨率。

KITNAFE33352-EVB评估套件帮助您加速全软件可配置模拟输入/输出模块的开发

KITNAFE33352-EVB解决方案配备了图形用户界面 (GUI)，让用户能够轻松配置NAFE33352并运行多种应用程序，包括称重传感器、电压测量、电流感测和RTD (温度传感) 等，以实现其它的快速评估。GUI能通过配置参数加速各类传感器的评估和试验过程，从而优化性能。

KITNAFE33352-EVB解决方案具有图形用户界面，允许用户配置NAFE33352并运行多个应用程序

总体而言，完整的KITNAFE33352-EVB解决方案将显著加速完全软件可配置模拟输入/输出模块的硬件和软件开发进程。

NAFE33352的评估能力即将通过NAFE33352-UIOM得到扩展。NAFE33352-UIOM是一款软件可配置的输入/输出AFE Arduino Shield扩展板，支持快速评估，并与恩智浦的FRDM-MCX开发板实现即插即用的兼容性。用户可借助恩智浦 应用代码中心 提供的示例代码，快速实现电压、电流及温度测量 (RTD与热电偶)，有效缩短开发周期。

长期供货对于工业应用至关重要，NAFE33352和NAFE3系列器件将包含在 恩智浦产品长期供货计划 中。

总结与展望

NAFE33352 作为模拟前端产品组合的新成员现已量产。AIO-AFE适用于PLC、流程控制、I/O模块及称重应用。

工程师可使用KITNAFE33352-EVB (现已上市) 或即将推出的NAFE33352-UIOM来评估恩智浦的模拟输入/输出前端系列。其中，NAFE33352-UIOM作为恩智浦 FRDM开发平台 的组成部分，与恩智浦微控制器兼容。敬请关注这些创新解决方案的最新进展。

本文作者

Madhura Tapse于2023年加入恩智浦半导体，担任产品营销经理，专注于为工业4.0和工业自动化应用开发相关产品。在加入恩智浦之前，她曾在Maxim Integrated (现为Analog Devices) 和Cypress Semiconductors担任应用工程师。她毕业于浦那大学，获得了电气工程学士学位，并在孟买印度理工学院获得了生物医学工程硕士学位。