基于單片機(jī)的智能型金屬探測(cè)器的設(shè)計(jì)2(編輯修改稿)
2025-07-15 18:16 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 霍爾元件的基本物理依據(jù)和作用。(2)放大和峰值檢波電路由于UGN3503U線性霍爾元件采集到的電壓信號(hào)是一個(gè)毫伏級(jí)的信號(hào)，信號(hào)十分微弱，所以，在對(duì)其進(jìn)行處理前，首先要進(jìn)行放大。在設(shè)計(jì)中，信號(hào)放大電路采用輸入阻抗高、漂移較小、共模抑制比高的集成運(yùn)算放大器LM324。LM324是四運(yùn)放集成電路，它采用14腳雙列直插塑料封裝。它的內(nèi)部包含四組形式完全相同的運(yùn)算放大器，除電源共同，四組運(yùn)放相互獨(dú)立。如圖所示，UGN3503線性霍爾元件輸出的微弱信號(hào)經(jīng)電容耦合到前級(jí)運(yùn)算放大器U2A的相同輸入端，運(yùn)算放大器U2A把霍爾元件感應(yīng)到的電壓轉(zhuǎn)換為對(duì)地電壓。在電路設(shè)計(jì)中，運(yùn)放 LM324采用+5V 單電源供電，對(duì)于不同強(qiáng)度的信號(hào)均可通過(guò)調(diào)節(jié)前級(jí)放大電路的反饋電位器W1來(lái)改變其放大倍數(shù)。經(jīng)前級(jí)運(yùn)算放大器放大的信號(hào)經(jīng)耦合電容輸入到后級(jí)峰值檢波電路中。采用阻容耦合的方法可以使前后級(jí)電路的靜態(tài)工作點(diǎn)保持獨(dú)立，隔離各級(jí)靜態(tài)之間的相互影響，使得電路總溫漂不會(huì)太大。峰值檢波電路由兩級(jí)運(yùn)算放大器組成，第一級(jí)運(yùn)放U2B將輸入信號(hào)的峰值傳遞到電容上，并保持下來(lái)。第二級(jí)運(yùn)放U2C組成緩沖放大器，將輸出與電容隔離開(kāi)來(lái)。在設(shè)計(jì)中，為了獲得優(yōu)良的保持性能和傳輸性能，同樣采用了輸入阻抗高、響應(yīng)速度較快、跟隨精度較好的運(yùn)算放大器LM324，這樣可有效地利用LM324的資源，減少使用元器件的數(shù)量，降低了成本。當(dāng)輸入電壓上升時(shí)，跟隨上升，使二極管、導(dǎo)通，截止，運(yùn)放U2B工作在深度負(fù)反饋狀態(tài)，使電容充電，上升。當(dāng)輸入電壓下降時(shí)，跟隨下降，導(dǎo)通，U2B也工作在深度負(fù)反饋狀態(tài)，深度負(fù)反饋保證了二極管、可靠截止，值得以保持。當(dāng)再次上升時(shí)使上升并使、導(dǎo)通，截止，再次對(duì)電容充電（高于前次充電電壓），下降時(shí)，、又截止，導(dǎo)通，將峰值再次保持。輸出反映的大小，通過(guò)峰值檢波和后級(jí)緩沖放大電路，將采集到的微弱信號(hào)放大至0V~5V的直流電平，以滿足A/D轉(zhuǎn)換器ADC0809所要求的輸入電壓變換范圍，然后通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換電路將檢測(cè)到的峰值轉(zhuǎn)化成數(shù)字量。（3）A/D轉(zhuǎn)換電路由于采集到的信息是連續(xù)變化的模擬量，不能被單片機(jī)直接處理，所以，必須把這些模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量后才能夠輸入到單片機(jī)中進(jìn)行處理，這里選用了經(jīng)濟(jì)實(shí)用的ADC0809型A/D轉(zhuǎn)換器來(lái)完成模數(shù)轉(zhuǎn)換。 ADC0809的芯片內(nèi)部結(jié)構(gòu) ADC0809的工作時(shí)序ADC0809是8位逐次逼近型A/D轉(zhuǎn)換器，片內(nèi)有八路模擬開(kāi)關(guān)，可對(duì)八路模擬電壓量實(shí)現(xiàn)分時(shí)轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換速度為100(即10千次/秒)。當(dāng)?shù)刂锋i存允許信號(hào)ALE=1時(shí)，3位地址信號(hào)A、B、C送入地址鎖存器，選擇8路模擬量中的一路實(shí)現(xiàn)A/D變換。本設(shè)計(jì)中只使用通道INO，所以，地址譯碼器ABC直接地址為000，采用線選法尋址。ADC0809片內(nèi)有三態(tài)輸出緩沖器，可直接與單片機(jī)的數(shù)據(jù)總線相連接，這里將它的數(shù)據(jù)輸出口直接與單片機(jī)的數(shù)據(jù)總線P0口相連接，AT89S52的P0口作為數(shù)據(jù)總線，又作為低8位地址總線。ADC0809的片內(nèi)沒(méi)有時(shí)鐘，時(shí)鐘信號(hào)必須由外部提供，這里利用AT89S52提供的地址鎖存允許信號(hào)ALE經(jīng)計(jì)數(shù)器74LS163構(gòu)成的4分頻器分頻獲得。ALE引腳的頻率是單片機(jī)時(shí)鐘頻率的1/6,單片機(jī)的時(shí)鐘頻率為12MHz，則ALE引腳頻率約為2MHz，再經(jīng)4分頻后為500kHz，所以ADC0809能可靠工作。ADC0809的模擬輸入范圍：?jiǎn)螛O性0~5V,設(shè)計(jì)中采用+5V單電源供電。放大后的電壓信號(hào)送入ADC0809的模擬輸入通道IN0進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。（地址總線的A15）作為片選信號(hào)，當(dāng)ADC0809的START啟動(dòng)信號(hào)輸入端為高電平時(shí)，A/D開(kāi)始轉(zhuǎn)換，在時(shí)鐘的控制下，一位一位地逼近，比較器一次次進(jìn)行比較，轉(zhuǎn)換結(jié)束時(shí)，送出轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)EOC(低到高)，并將8位數(shù)字量鎖存到輸出緩存器 。AT89S52的讀信號(hào)端發(fā)出一個(gè)輸出允許命令輸入到ADC0809的ENABLE(即OE)端,ENABLE(OE)端呈高電位，用以打開(kāi)三態(tài)輸出端鎖存器，AT89S52從ADC0809讀取相應(yīng)電壓數(shù)字量，然后存入數(shù)據(jù)緩沖器中。波特率發(fā)生器通過(guò)設(shè)置T2CON中的TCLK或RCLK可選擇定時(shí)器2 作為波特率發(fā)生器。如果定時(shí)器2作為發(fā)送或接收波特率發(fā)生器，定時(shí)器1可用作它用，發(fā)送和接收的波特率可以不同。設(shè)置RCLK 和（或）TCLK 可以使定時(shí)器2 工作于波特率產(chǎn)生模式。波特率產(chǎn)生工作模式與自動(dòng)重載模式相似，因此，TH2 的翻轉(zhuǎn)使得定時(shí)器2 寄存器重載被軟件預(yù)置16位值的RCAP2H和RCAP2L中的值。模式1和模式3的波特率由定時(shí)器2溢出速率決定，定時(shí)器可設(shè)置成定時(shí)器，也可為計(jì)數(shù)器。在多數(shù)應(yīng)用情況下，一般配置成定時(shí)方式。定時(shí)器2 用于定時(shí)器操作與波特率發(fā)生器有所不同，它在每一機(jī)器周期
外語(yǔ)相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1