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一種多路信號幅值測量系統(tǒng)的設(shè)計

作者： 時間：2012-11-09 來源：網(wǎng)絡(luò) 收藏

V/F轉(zhuǎn)換芯片選用廉價的LM331。芯片的輸出頻率范圍是：1Hz~10KHz，以該芯片作A/D轉(zhuǎn)換之用其數(shù)字量的有效位數(shù)范圍比3位半的A/D轉(zhuǎn)換芯片大，比4位半的A/D轉(zhuǎn)換芯片小，與13位（二進(jìn)制）的A/D轉(zhuǎn)換芯片相當(dāng)。對每個被測信號都配備一個如圖3所示的轉(zhuǎn)換通道，其目的是克服V/F轉(zhuǎn)換的"慣性"，為實(shí)現(xiàn)6路信號的同時采樣作準(zhǔn)備。

圖4是單片機(jī)控制部分的電路框圖，由于整個儀器系統(tǒng)無需配備片外RAM，為了盡可能地簡化單片機(jī)電路，筆者選用了內(nèi)置8K-ROM的89C52單片機(jī)。89C52的P0口作數(shù)據(jù)總線；P2口作地址總線；P1口被組織成一個4X4的鍵盤；移相器用的I/O口則通過擴(kuò)展一片8255A而得。在單片機(jī)的數(shù)據(jù)總線上掛有兩片8253計數(shù)器芯片，共擴(kuò)展6個16位計數(shù)器，可同時計數(shù)6路脈沖信號，這6個計數(shù)器都被設(shè)置成工作方式0且門控計數(shù)，兩芯片共6個門控端（GATE0~2）全部并在一起受89C52的P3.4(T0)控制，計數(shù)時間（P3.4高電平時間，本實(shí)例大約為1秒左右）由89C52的CTC0通過中斷服務(wù)程序產(chǎn)生。每當(dāng)一計數(shù)時間到后，便由89C52依次讀出這6個計數(shù)值，經(jīng)換算后就得到了6個模擬信號的幅值值。

89C52中的程序主要有4大任務(wù)：1）鍵值解釋；2）液晶顯示模塊管理；3）移相器狀態(tài)監(jiān)視和控制；4）8253計數(shù)器控制和讀出。6路信號的采樣時序見圖5。

3．結(jié)論

實(shí)際應(yīng)用表明在一般的信號幅值測量且有單片機(jī)支持的場合，利用LM331來進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換具有精度高、線性度好、成本低、使用方便等優(yōu)勢。在圖4所示的設(shè)計方案中，由于89C52讀取8253的計數(shù)值非常快，相對于采樣的時間而言幾乎是同時的。比起巡回采樣的方式來，本設(shè)計方案的速度優(yōu)勢是明顯的，基本上與信號路數(shù)無關(guān)。由于單片機(jī)系統(tǒng)擴(kuò)展8253非常容易，頻率信號又便于遠(yuǎn)距離傳輸和隔離，本設(shè)計方案也適用于有更多路信號的遠(yuǎn)距離巡回檢測系統(tǒng)。
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