馬西秦-第14章微型計(jì)算機(jī)在檢測(cè)技術(shù)中的應(yīng)用(編輯修改稿)
2025-07-14 14:37 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 1）通道數(shù)量 2）泄漏電流 3）切換速度 4）開(kāi)關(guān)電阻 A/D轉(zhuǎn)換 A/D轉(zhuǎn)換的功能是將模擬量信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字量。 目前使用較多的 A/D轉(zhuǎn)換器有兩大類，一類是并行 A/D轉(zhuǎn)換，另一類是串行 A/D轉(zhuǎn)換。傳統(tǒng)的 A/D轉(zhuǎn)換器都是并行的，由于 I/O的引腳較多，這類芯片的體積都較大。在串行 A/D轉(zhuǎn)換器中，轉(zhuǎn)換結(jié)果以串行二進(jìn)制編碼的形式輸出，只有 1根數(shù)據(jù)輸出線，加上 1根時(shí)鐘輸入線、片選或其他形式的控制信號(hào)線，引腳大為減少，體積也大為減小，接口電路的設(shè)計(jì)更為簡(jiǎn)單。 1)A/D轉(zhuǎn)換的基本原理 圖 148是逐次逼近型 A/D轉(zhuǎn)換器的原理圖， 圖 149是雙積分型 A/D轉(zhuǎn)換器的原理圖。 圖 148 逐次逼近型 A/D轉(zhuǎn)換器原理圖 圖 149 雙積分型 A/D轉(zhuǎn)換器原理圖 2） A/D轉(zhuǎn)換器的主要技術(shù)指標(biāo) 分辨率 : 表示輸出數(shù)字量變化一個(gè)相鄰數(shù)碼所需輸入模擬電壓的變化量。 量化誤差 : 由 ADC有限的分辨率而引起的誤差。 偏移誤差 : 指輸入信號(hào)為零時(shí)，輸出信號(hào)不為零的值，所以有時(shí)稱為零值誤差。 滿刻度誤差 : 指滿刻度輸出數(shù)碼所對(duì)應(yīng)的實(shí)際輸入電壓與理想輸入電壓之差 非線性度 : 指 ADC實(shí)際的轉(zhuǎn)換函數(shù)與理想直線的最大偏移。 轉(zhuǎn)換速率 : 指 ADC每秒轉(zhuǎn)換的次數(shù)，完成一次 A/D轉(zhuǎn)換所需的時(shí)間則為轉(zhuǎn)換速率的倒數(shù)。 3)A/D轉(zhuǎn)換器選擇要點(diǎn) 首先要考慮 A/D轉(zhuǎn)換器的位數(shù)，它與整個(gè)檢測(cè)系統(tǒng)的測(cè)量范圍及精度有關(guān) . 其次要考慮 A/D轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換速率。 再次要考慮的問(wèn)題是工作電壓和基準(zhǔn)電壓。此外，要考慮的還有模擬量輸入的范圍和極性、性能價(jià)格比、可替換性等諸多因素。 采樣及保持 為了在滿足轉(zhuǎn)換精度的條件下提高信號(hào)允許的工作頻率，可采用采樣 /保持器 (Sample /Hold)。它在 A／ D轉(zhuǎn)換開(kāi)始時(shí)使信號(hào)電平保持不變，而在 A／ D轉(zhuǎn)換結(jié)束后又能跟蹤輸入信號(hào)的變化。 選擇采樣 /保持器時(shí)，主要考慮：輸入信號(hào)范圍，輸入信號(hào)變化率和多路開(kāi)關(guān)的切換速度 . 當(dāng)輸入的模擬信號(hào)變化很緩慢， A/D轉(zhuǎn)換速度相對(duì)而言足夠快時(shí)，可以不用采樣 /保持器。 三、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) 微機(jī)自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)的軟件運(yùn)行在不同的平臺(tái)下，設(shè)計(jì)中可能用到不同層次的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言。 數(shù)據(jù)采集裝置通?；趩纹瑱C(jī)或片上系統(tǒng)，一般用匯編語(yǔ)言或 C語(yǔ)言編寫(xiě)監(jiān)控程序。監(jiān)控程序的主要作用是及時(shí)響應(yīng)來(lái)自系統(tǒng)或外部的各種服務(wù)請(qǐng)求，有效地管理系統(tǒng)軟硬件資源，并在系統(tǒng)一旦發(fā)生故障時(shí)，能及時(shí)發(fā)現(xiàn)和作出相應(yīng)的處理。 系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理功能通常在微機(jī)上實(shí)現(xiàn)，一般用高級(jí)語(yǔ)言開(kāi)發(fā)應(yīng)用軟件。 第三節(jié) 微機(jī)自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)例 一 .基于單片機(jī)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) 方案制定 根據(jù)設(shè)計(jì)要求，微機(jī)自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)硬件由傳感器及測(cè)量電路、數(shù)據(jù)采集裝置和通用微機(jī)三部分組成，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖 1410所示。 傳感器及測(cè)量電路是檢測(cè)系統(tǒng)的前置部分，它將被測(cè)參數(shù)轉(zhuǎn)換成 10V～＋ 10V雙極性電平信號(hào)。 數(shù)據(jù)采集裝置是一個(gè)單片機(jī)系統(tǒng)。 微機(jī)的主要任務(wù)是對(duì)信號(hào)進(jìn)行分析處理。 圖 1410 微機(jī)自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖 數(shù)據(jù)采集裝置 數(shù)據(jù)采集裝置的電路由單片機(jī)、模數(shù)轉(zhuǎn)換器 AD574A、RS232通信芯片以及部分邏輯電路組成。 1)單片機(jī) 單片機(jī)采用 AT89S52，其 CPU為 8031，指令系統(tǒng)與 MCS51兼容。內(nèi)部有 8KB可重復(fù)編程的
教學(xué)教案相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1