【正文】 間距；其次，加等位環(huán)。所以本設(shè)計 在 X?極和 X? 極都接了等位環(huán)。因此，對傳感器絕緣電阻要求太高；另一方面?zhèn)鞲衅鞒袠O板間有電容外，極板與周圍也產(chǎn)生電容聯(lián)系，這種電容稱為寄生電容。為了減小寄生電容對傳感器的影響，本設(shè)計采用靜電屏蔽措施，將電容器極板放置在金屬殼體內(nèi)，并將殼體與大地相連。 傳感器信號調(diào)理 電容傳感器的信號調(diào)理電路通常有交流不平衡電橋、二極管環(huán)形檢波電路、差動脈沖寬度等方法 ,無論用上述那一種調(diào)理電路所得到的電壓值需經(jīng) A/D 轉(zhuǎn)換后才能輸入計算機 ,其測量精度與 A/D 轉(zhuǎn)換芯片的位數(shù)有關(guān)。這有兩個方面的好處，一方面使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單明了，另一方面使電容的變化與 CAV424貴州大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計） 第 22 頁 芯片輸出的直流電壓成正比，同時為后繼對信號處理提供了方便。它同時具有信號采集 (相對電容量變化 )、處理和差分電壓輸出的功能，能夠測量出一個被測電容和參考電容的差值。 CAV424 的檢測原理 1 個通過電容 Cosc 確定頻率的參考振蕩器驅(qū)動 2 個構(gòu)造對稱的積分器，并使它們在時間和相位上同步。這里， C 2x 作為參考電容，而 C 1x 作為被測電容。該差分信號通過 1 個二級低通濾波器轉(zhuǎn)換成直流電壓信號，并經(jīng)過輸出可調(diào)的差分級輸出。參考振蕩器對外接的振蕩器電容 Cosc 和與它相關(guān)的內(nèi)部寄生電容 Cosc 、 PAR、 INT 以及外接的寄生電 容Cosc 、 PAR、 EXT 充電，然后放電。參考振蕩器電流 I osc =VM／ Rosc 。 CAV424 應(yīng)用電路原理框圖： 貴州大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計） 第 23 頁 圖 應(yīng)用電路原理框圖及引腳功能圖 電容 式積分器的工作方式與參考振蕩器的工作方式接近，區(qū)別在于前者放電時間是參考振蕩器的一半，其次前者的放電電壓被鉗制在一個內(nèi)部固定的電壓 VCLAAMP 上，實測 2 片 CAV424 的 14 腳和 16 腳 (電容積分器的輸出電壓 )， 兩個積分器的輸出電壓經(jīng)內(nèi)部信號調(diào)理后的輸出，在理想狀況下應(yīng)為 ： VLPOUT=VDIFF+VM （ 8） 其中差分信號 VDIFF=83 （ 1+21llRR ） (V 1cx V 2cx ) V（ 9） 貴州大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計） 第 24 頁 上式中 VM 為參考電壓 ，并取 VM=。假設(shè)此正比系數(shù)為 k1 ，電容 C 1x 和 C 2x 的相對變化為 ? C=d0? 180? A0 ，則由（ 9）式得： VDIFF=83 k1 （ 1+21llRR ） d0? 180? A0 V （ 10） 式中 ? 為傳感器傾斜角度 。 在實際的測量中，傳感器為了減小現(xiàn)場環(huán)境和傳感器內(nèi)部環(huán)境的改變使傳感器的靈敏度下降，傳感器往往被做成差動式，故在被設(shè)計中要用 2 片 CAV424 芯片，并接成差動式。參考振蕩器電流設(shè)定電阻 R13=R23=250kΩ。另外，為了提高電路的穩(wěn)定性，在 CAV424 的引腳 4 和地 之間接了 10nF 的電容 C16 和 C26。若按一般設(shè)計原則，這里應(yīng)選用儀用放大器；但考慮到儀用放大器成本較高，而且由于前級使用了兩片 CAV424，其輸出電壓已經(jīng)較高，所以這里選用了性價比較高的四運放 TL084 作為信號調(diào)理電路?？紤]到后級電路的簡易性，這里采用兩級運放。15176。用 2 片 CV424 的任一 VM 端作為第二級運放的同相輸入端，使 V02 輸出電壓為 0～ 5V。 15176。 采用 ADC0809 芯片做 A/D 轉(zhuǎn)換 ADC0809 芯片簡介 8 路模擬信號的分時采集，片內(nèi)有 8 路模擬選通開關(guān)，以及相應(yīng)的通道抵制鎖存用譯碼電路，其轉(zhuǎn)換時間為 100μ s 左右。 (2) 帶有鎖存功能的 8路模擬量轉(zhuǎn)換開關(guān)，可對 8 路 0～ 5V 模擬量進行分時切換。 (4) 分辨率： 8 位，轉(zhuǎn)換時間： 100μs 。1LBS ，功耗： 15mW。 (7) 片內(nèi)無時鐘，一般需外加 640KHz 以下且不低于 100KHz 的時鐘信號。模擬多路開關(guān)由 8 路模擬開關(guān)和 3 位地址鎖存譯碼器組成，可選通 8路模擬輸入中的任何一路，地址鎖存信號 ALE將 3位地址信號 ADDA、 ADDB、ADDC 進行鎖存，然后由譯碼電路選通其中的一路，被選中的通道進行 A/D 轉(zhuǎn)換。另外 ADC0809 輸出具有 TTL 三態(tài)鎖存緩沖器，可直接連到 CPU 數(shù)據(jù)總線上。因此，對各路進行轉(zhuǎn)換是分時進行的。 四、 ADC0809 轉(zhuǎn)換時序： 首先輸入地址選擇信號，在 ALE 信號作用下，地址信號被鎖存，產(chǎn)生譯碼信號，選中一路模擬量輸入。轉(zhuǎn)換 結(jié)束，數(shù)據(jù)送三態(tài)門鎖存，同時發(fā)出 EOC 信號，在允許輸出信號控制下，再將轉(zhuǎn)換結(jié)果輸出到外部數(shù)據(jù)總線。而地址鎖存允許 信號 ALE 由 控制，則 8 路模擬通道 的控制地址為0FEF8H~0FEFFH。 A/D 轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)應(yīng)及時送入單片機，在這過程中關(guān)鍵問題是如何確定 A/D 轉(zhuǎn)換完成，因為只有確定后才能進行數(shù)據(jù)傳輸。在本設(shè)計中我選擇了延時（定時）方式進行 A/D 轉(zhuǎn)換，這樣選擇主要是讓單片機節(jié)約時間及處理更多的數(shù)據(jù)。和 128 字節(jié)的存取數(shù)據(jù)存儲器（ RAM），這種器件 采用ATMEL 公司的高密度、不容易丟失存儲技術(shù)生產(chǎn)，并且能夠與 MCS51 系列的單片機兼容。 AT89C51 提供以下的功能標準： 4K 字節(jié)閃爍存儲器， 128 字節(jié)隨機存取數(shù)據(jù)存儲器， 32 個 I/O 口， 2 個 16 位定時 /計數(shù)器， 1 個 5 向量兩級中斷結(jié)構(gòu)， 1 個串行通信口，片內(nèi)震蕩器和時鐘電路。閑散方式停止中央處理器的工作，能夠允許隨機存取數(shù)據(jù)存儲器 、定時 /計數(shù)器、串行通信口及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。 AT89C51 的復(fù)位電路： 圖 RC 復(fù)位電路 顯示電路 在本設(shè) 計中采用串行靜態(tài)顯示，硬件接口如圖 11: 貴州大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計） 第 30 頁 圖 串行 3 位顯示硬件電路 軟件設(shè)計 軟件主要處理數(shù)據(jù)的 A/D 轉(zhuǎn)換、數(shù)字濾波、標度變換、顯示、懸架控制等的程序。 在本設(shè)計中，主程序的初始化只對 A/D 進行初始，其它的初始化程序放到相應(yīng)的子程序中。由于 ALE 與 START 連在一起， ADC0809開始 初始化程序 調(diào) A/D 轉(zhuǎn)換子程序 調(diào)數(shù)字濾波子程序 調(diào)工程量 變換子程序 調(diào)顯示子程序程序 調(diào)懸架控制子程序 貴州大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計） 第 31 頁 在鎖存通道地址的同時也啟動轉(zhuǎn)換。 圖 一路 A/D 轉(zhuǎn)換流程圖 程序： ADC0809： MOV R1， 30H ；置需轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)首地址 MOV DTPR, 7FF8H 。啟動 A/D 轉(zhuǎn)換 MOV R6， 0AH 。存儲數(shù)據(jù) MOV R1， A 滑動平均濾波設(shè)計 方法：把連續(xù)取 N個采樣值看成一個隊列 ， 隊列的長度固定為 N， 每次采樣到一個新數(shù)據(jù)放入隊尾 ,并扔掉原來隊首的一次數(shù)據(jù) (先進先出原則 )， 把隊列中的 N個數(shù)據(jù)進行算術(shù)平均運算 ,就可獲得新的濾波結(jié)果 。 缺點：靈敏度低 ； 對偶然出現(xiàn)的脈沖性干擾的抑制作用較差 ； 不易消除由于脈沖干擾所引起的采樣值偏差 ； 不適用于脈沖干擾比較嚴重的場合 ； 比較浪費 RAM。 FLT30： MOV A,38H ；采新值放入 A中 MOV R0,A 。初始化 MOV R2, 00H MOV R3, 00H FTL31： MOV A,R1 ；取一個采樣值 ADD A, R3 ；累加到 R R2 MOV R3， A CLR A ADDC A, R2 MOV R2， A INC R1 CJNE R1， 40H,FEL31 。(R2,R3)/8 XCH A, R3 SWAP A ADD A, 80H 。由公式 13 和硬件電路的調(diào)整可得：傾角在 177。 內(nèi)變化時， 輸入 A/D 轉(zhuǎn)換的電壓 U0 在 0～ 5V 內(nèi)變化 ，可知公式中 A=,B=15，在計算機中分別表示為：0001B,1FH，且放在 EPROM 中，地址為 21H 和 22H。標度變換初始化 MOV R1， 22H MOV R2, 41H 。計算 A Di ADD A, R2 。存變換結(jié)果在 50H RET 貴州大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計） 第 36 頁 圖 標度變換流程圖 顯示程序 由圖 11 硬件接法，要 口有效就允許串口發(fā)移位脈沖，要顯示的數(shù)是經(jīng)工程量變換后的數(shù)，即放在 50H 中，要顯示的“ +”、“ ”符號分別放在 23H 和 24H 中。 開始 初始化 計算 A Di 存數(shù)據(jù)在 50H 計算 A Di +B 返回 貴州大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計） 第 37 頁 圖 顯示程序流程圖 程序： DIR1: CLR C 。本文要調(diào)節(jié)的機構(gòu)是節(jié)流口可調(diào)減震器，其可分為柔和、適中、硬三級。 貴州大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計） 第 39 頁 單片機 AT89C51 分析采樣數(shù)后經(jīng) 和 輸?shù)娇烧{(diào)減震器， 控制前輪減震器， 控制后輪減震器。A/D 轉(zhuǎn)換數(shù)給 R0(初始化 ) MOV A, R0 CLR C SBB A, 80H ；采集數(shù)與傾角我 0 度時的采集數(shù)相減 JBE LOOP ；判斷 A 與 80H 大小，若小就轉(zhuǎn) LOOP 開始 初始化 A 送 A 送 比較 A 和80H 返回 大 小 貴州大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計） 第 40 頁 MOV ， A RET LOOP: MOV ， A RET 貴州大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計） 第 41 頁 第四章 總結(jié) 20xx 年 3月，開始畢業(yè)論文 的 工作 。歷經(jīng)了 幾 個月的奮戰(zhàn)，緊張而又充實 。 1 感受 我的設(shè)計題目是：固體擺電容傾角傳感及車輛半主動控制設(shè)計。 在導(dǎo)師的細心指導(dǎo)下，我有了努力的方向，然后我隨身帶個筆記本到學(xué)校圖書館、網(wǎng)上查閱與課題相關(guān)的資料，并分類記在筆記本上，為書寫論文做準備。按照計劃我一周一周的完成，從中學(xué)到了關(guān)于芯片 CAV42 AT89C5ADC080汽車懸架的基本知識，讓我所學(xué)的知識更上一層。在沒 把傳感器設(shè)計成差動之前，無論怎樣改變極板間的間距和零件形狀、尺寸、大小都不能很好的消除溫度對傳感器的靈敏度和精度的影響。 （ 2） 為使傾角角度的變化與電容的變化成正比且經(jīng)放大后輸出電壓滿足 A/D 轉(zhuǎn)換，就在硬件電路中設(shè)計了 R 1f 和 R 1p 兩個可變電阻。 （ 4） 本文中 只做了一路的單片機處理程序，但是在單片機內(nèi)存中留有了足夠的存儲空間，以備進行多路采集和控制。 致謝 在這次畢業(yè)設(shè)計中也使我們的同學(xué)關(guān)系更進一步了，同學(xué)之間互相幫助，有什么不懂的大家在一起商量，聽聽不同的看法對我們更好的理解知識，所以在這里非常感謝幫助我的同學(xué) ， 在此更要感謝我的導(dǎo)師和 其他 專業(yè)老師，是 你們的細心指導(dǎo)和關(guān)懷，使我能夠順利的完成畢業(yè)論文。老師的嚴謹治學(xué)態(tài)度、淵博的知識、無私的奉獻精神使我深受啟迪。在此我要向我的導(dǎo)師致以最衷心的感謝和深深