【正文】 行讀操作，低電平時進行寫操作。 本設計采用 ATMEL89C51 系列的 AT89C51單片機。 最主要 的是此芯片的功耗非常低，掉電模式下工作電流小于 ，空閑模式下為 2mA，正常工作狀態(tài)下為 4mA－ 7mA，另外掉電模式可由外部中斷喚醒。 （ 8） .外部中斷 4 路，下降沿中斷或低電平觸發(fā)中斷， Power Down 模式可由外部中斷低電平觸發(fā)中斷方式喚醒。 （ 6）內部集成 MAX810 專用復位電路，可省去外部復位電路。 （ 4） ISP（在系統(tǒng)可編程） /IAP（在應用可編程），無需專用編程器 /仿真器，可通過串口（ ）直接下載用戶程序。 （ 2）工作電壓： 。 芯片上的 FPEROM 允許在線編程或采用通用的非易失存儲編程器對程序存儲器 1 第 20 頁 重復編程因而 89C51 的性價比遠高于 80C51。 增強型 8x52，與 8x51 不同的是片內 ROM 增加到 8KB， RAM 增加到 256B，定時 /計數器增加到 3 個，串行接口的通信速率快了 6 倍。 采用 HMOS 工藝的基本型 8x51，片內集成有 8 位 CPU， 4KB ROM（ 8031 片內無 ROM）， 128B RAM，兩個 16 位定時 /計數器，一個全雙工串行通信接口（ UART），擁有乘除運算指令和位處理 指令。子片內 ROM 形式片內存儲容量片外尋址范圍 I/O 特性： 表 系列單片機部分芯片型號對照表 子 系 列 片內 ROM 形式 片內存儲容量 片外尋址范圍 I/O 特性 中 斷 源 無 ROM ROM RAM EPROM RAM 計數器 并口 串 口 51 8031 8051 4KB 128B 64KB 64KB 2*16位 4*8位 1 5 80C31 80C51 4KB 128B 64KB 64KB 2*16位 4*8位 1 5 52 8032 8052 8KB 256B 64KB 64KB 3*16位 4*8位 1 6 MCS－ 51 單片機可分為 51 和 52 兩個子系列，并以芯片型號的最末位數字作為標志。單片機將 OE改為高電平，并從 OUT1~OUT8 讀取數字信號。 當轉換開始時，單片機給 START 一個脈沖信號， ADC0809 開始將模擬信號轉換為數字信號。 OE 接 ， OE 為輸出允許信號，用于控制三條輸出鎖存器向單片機輸出轉換得到的數據。 EOC 為轉換結束信號。當單片機給 START一個上跳沿信號時，所有內部寄存器清零；給一個下 跳沿信號時，開始進行 A/D轉換；在轉換期間， ST 應保持低電平。 ALE 接 ，給高電平時，地址鎖存與譯碼器將 A， B， C 三條地址線的地址信號進行鎖存，經譯碼后被選中的通道的模擬量進轉換器進行轉換。 圖 56 是 ADC0809 與 51 單片機接線方法 圖 55 ADC0809 內部結 構 1 第 18 頁 圖 56 ADC0809 與 51 單片機接線 ADC0809 的 OUT1~OUT8 口接單片機的 ~ 口，負責將轉換完畢的 8位數字信號傳輸給單片機。 （ 4） 在 ST 端給出一個至少有 100ns 寬的正脈沖信號。 （ 2） 初始化時，使 ST 和 OE 信號全為低電平。 ADC0809 與 MCS51 系列單片機的硬件接口有三種方式：中斷方式、查詢方式和 等待延時方式。 (9)Vref：參考電壓。當 EOC=0 時，正在進行轉換；當 EOC=1，轉換結束。 ADC0809 的內部沒有時鐘電路，所需時鐘信號由外部提供，因此有時鐘信號引腳，通常使用頻率為 500kHz 的時鐘信號。后的數據。 （ 6） OE：輸出允許信號。 （ 5） D7～ D0：數據輸出線。 （ 4） START：轉換啟動信號。 （ 3） ALE：地址鎖存允許信號。 （ 2） ADDA、 ADDB、 ADDC：地址線。 ADC0809 對輸入模擬量的要求主要有信號是單極性，電壓范圍 0～ 5V，若信號過小還需進行放大。地址鎖存與譯碼電路完成對 A、 B、 C 三個地址位進行鎖存和譯碼，其譯碼輸出用于通道的選擇。 ADC0809 是典型的 8 位 8 通道逐次型 A/D 轉換器， CMOS 工藝， ADC0809 的內部邏輯結構如圖 所示。 1 第 15 頁 32184U 3 : AT L C22 5 2R11 0 kR21 0 kR32 0 kC71 0 nC81 0 n 5 v 圖 54 低通濾波器 A/D 轉換電路的設計 A/D 轉換器的類型較多，常用的有逐次逼近型和積分型。 本系統(tǒng)選用的 ADC0809 的轉換速率為 680kHz，為了避免高頻噪聲對測量精度及穩(wěn)定度的影響，本系統(tǒng)在放大器和 A/D 間加了一個低通濾波電路，以濾去高頻噪聲。首先，它不用電感元件，免除了電感所固有的非線性特性、磁場屏蔽、耗損、體積、和重量過大、以及不經濟等缺點。 低通濾波電路的設計 為了抑制高頻干擾，在放大電路輸出端設計了二階有源低通濾波器，讓指定頻段的信號通過，而讓其余頻段的信號加以抑制 或使其急劇衰減。 （ 3）運放的輸入失調電壓也會導致誤差，并且它是與放大倍數有關的，這種誤差仍然屬于靜態(tài)誤差，通過調節(jié) Vr 就可以抵消掉。 8 V 輸入電壓范圍， V1 VDD VDD+— VDD VDD+— V 共模輸入電壓， VIC VDD VDD+— VDD VDD+— V 工作環(huán)境（自然通風）， TA 0 70 40 125 ℃ 放大電路的誤差分析 （ 1）電路可獲得較高的增益，卻不會使電阻熱噪聲有所增加，減少了運放對偏置電流的影響。 8 177。 177。 表 51 為 TLC2252 的工作條件。圖 43 為 TLC2252 的引腳排列。由于這些器件功耗低，所以他們在手持監(jiān)視和遙感遠視傳感器應用中工作良好，此外，滿電源電壓幅度（ｒａｉｌ－ｔｏ－ｒａｉｌ）輸出特性以單 獨成分或分離電源工作使得這些器件在直線與模擬數字轉換器接口時成為主要選擇對象。所用的放大器為 TCL2252。并且通過對反饋電阻的擴展，減小了電阻所帶來的熱噪聲電流。 本設計采用一種雙運放放大電路。根據儀器工作環(huán)境、精度要求確定放大電路必須滿足下列條件：首先放大電路有要有較高的共模抑制比，具有高穩(wěn)定性，低零漂、高精度，并且放大倍數 100 左右并且可調。常用的方法有改變供橋穩(wěn)壓電源輸出值或在電路中串、并聯電阻等。對靈敏度漂移補償最簡單的方法是隨溫度的變化自動調整供橋電壓，當供橋電壓降低時，電橋的不平衡輸出減小，即降低了電橋的靈敏度。 引起靈敏度漂移的主要原因是彈性體材料的彈性模數隨溫度的變化，應變片靈敏系數隨溫度的變化、彈性元件熱膨脹系數變化及熱膨脹各向異性等因素。 1 第 11 頁 引起零點漂移的原因主要有應變片粘貼的好壞，應變片材料的不均勻，所選應變片的電阻溫度特性不一致等。 電橋電路的精度誤差分析 由于溫度變化造成的誤差來源很多，所以會有不同現象的誤差出現，如溫度變化 時，零點會有變化，其次在被應力不變的情況下，不同溫度條件將可能有不同的輸出。本設計采用直流電橋，直流電橋具有高穩(wěn)定性，電橋平衡電路簡單等優(yōu)點。通常采用電橋電路實現這種轉換。本章分別介紹這幾種電路。與電刷 2 集流環(huán)式扭矩傳感器相比 , 如果按時間計算無電刷 2 集流環(huán)式傳感器使用壽命可達 2～ 3 年以上 , 與電刷集流環(huán)式扭矩傳感器相比可以提高使用壽命 2～ 3 倍以上。據有關資料介紹應變片在 500Hz 的動載荷作用下 ,循 環(huán)次數可以達到 106 ～ 107 之間。 (2)靜動態(tài)扭矩傳感器取消了電刷和集流環(huán) , 因此粘貼在試件表面上的應變片的使用壽命就是傳感器的使用壽命。 圓管形扭矩傳感器的靜校方法 (1)只要在圓管形扭矩傳感器的兩端安裝上輸入輸出部分的連接裝置 , 在輸入輸出部分的連接裝置上可以施加砝碼或使用標準扭矩傳感器施加標準扭矩 , 就可以對圓管形扭矩傳感器進行校正。然后再根據以下公式求出圓管形扭矩傳感器的內徑 d0= ad 最后根據以上公式求出圓管形扭矩傳感器扭力軸的工作長度L 。之間 , 約 0101rad～ 0104rad 之間。扭力軸的變形角一般取φ≈ 015176。扭力軸材料的許可應力 [σ ]一般可取材料抗拉強度? b 的 10 %～ 20 % 。d 為扭力軸的外徑 , m 。 m 。 =8 M/［（ π / d3） G］［ 1/（ 1 – d４ 0/ d４ ）］ 對圓柱管形扭力軸的外徑 d: 式中 :α為圓管形扭力軸的內、外徑之比α = d0/ d。 靜動態(tài)扭矩傳感器設計計算原理 對圓管形扭力軸的應變 : ξ 45176。外面用細牙螺紋將兩個機