現(xiàn)代測(cè)量與誤差分析作業(yè)

1、現(xiàn)代測(cè)量與誤差分析作業(yè)摘要：本文介紹了由51單片機(jī)、AD7934-6轉(zhuǎn)換器、濾波電路及多路選擇開關(guān)組 成的四通道數(shù)據(jù)采集電路，包括采集電路設(shè)計(jì)的依據(jù)和所用到的元器件的參數(shù)與 型號(hào),并給出了 ADC驅(qū)動(dòng)程序。一、整體的設(shè)計(jì)要求及總框圖已知：1 、壓力傳感器的量程：0100Kg;2 、傳感器靈敏度：0.01Kg;3 、傳感器分辨率：0.01 Kg;4 、傳感器信號(hào)輸出頻率：v1000Hz;5 、測(cè)試系統(tǒng)工作量程：050Kg;6 、測(cè)試過(guò)程中具有高頻擾動(dòng)；7 、測(cè)試系統(tǒng)工作溫度范圍：40C60 C。8 、傳感器輸出采用電流輸出：4-20mA標(biāo)準(zhǔn)電流輸出要求：1 、設(shè)計(jì)四通道數(shù)據(jù)采集電路,ADC采用A

2、D7934-6;2 、各通道采樣周期5ms;3 、詳細(xì)說(shuō)明采集電路的設(shè)計(jì)依據(jù)；4 、CPU可不指定型號(hào)，采集電路與 CPU勺接口由示意圖形式表示；5 、給出采集電路所有用到的元器件的具體型號(hào)、參數(shù)，主要考慮的指標(biāo);6 、提供主要元器件的說(shuō)明書；7 、給出ADC的驅(qū)動(dòng)程序?？偪驁D：四通道數(shù)據(jù)采集電路如圖1所示。圖1四通道數(shù)據(jù)采集電路總體設(shè)計(jì)原理圖四路傳感器同時(shí)采集信號(hào)，輸出四路模擬信號(hào)，經(jīng)過(guò)低通濾波調(diào)理電路濾除 高頻干擾后，由多路選址開關(guān)選通其中一路輸入 A/D轉(zhuǎn)換模塊，其中選通信號(hào)由 CPU進(jìn)行控制，轉(zhuǎn)換過(guò)的數(shù)字信號(hào)輸入 CPU二、主要元器件選擇2.1 濾波電路測(cè)試過(guò)程中具有高頻擾動(dòng)，所以在

3、AD轉(zhuǎn)換芯片前需要加一個(gè)低通濾波器。 因?yàn)楦魍ǖ啦蓸又芷?/0.005=200Hz。則根據(jù)奈奎斯特頻率 在進(jìn)行模擬/數(shù)字信號(hào)的轉(zhuǎn)換過(guò)程中，當(dāng)采樣頻率大于信號(hào)中最高頻率的 2倍時(shí), 采樣之后的數(shù)字信號(hào)完整地保留了原始信號(hào)中的信息，一般實(shí)際應(yīng)用中保證采樣頻率為信號(hào)最高頻率的510倍。因此fs/2=f/2=100Hz。為消除頻率混淆，在 采樣前先用一個(gè)截止頻率fEOVTFIDBLWODESADHDDB+CSE5EDE5WRDETCONVSTVDRIWECLKIHDGNDmns 賞DB11B砂DB1O11/RD30/WE19AD NT18lddt17IdDB1I15iBiaADCS圖7 A/D轉(zhuǎn)換電路

4、AD模塊原理圖單片機(jī)P1.0引腳和AD7934-6的CONVST引腳相連接，單片機(jī)通過(guò)查詢此 引腳的高低電平檢測(cè)是否完成一次 A/D轉(zhuǎn)換；P1.1腳和HBEN引腳相連，單片機(jī) 通過(guò)設(shè)置此引腳可以讀取 12為數(shù)據(jù)的高低位；P2.0腳的作用是通過(guò)反相器 74LS04向AD7934-6提供片選信號(hào)ADCS STAR為外部控制腳，它通過(guò)觸發(fā)單片 機(jī)的外部中斷0啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換；D0至D7為8位數(shù)據(jù)線和AD轉(zhuǎn)換器的響應(yīng)位連 接。74LS04為6輸入反相器，這里用到其中一路，它的作用是對(duì)單片P2.0引腳信號(hào)取反，從而提供給 A/D芯片片選信號(hào)ADCS(低電平有效)。AD轉(zhuǎn)換器的時(shí)鐘信號(hào)由單片機(jī)的 ALE引腳

5、提供，讀、寫引腳/RD、/WR和單 片機(jī)AT89C51的讀寫引腳分別相連；HBEN引腳由單片機(jī)控制輸入，可以得到 12 位轉(zhuǎn)換結(jié)果。A/D轉(zhuǎn)換電路涉及到摸擬和數(shù)字信號(hào)，為保證最佳的性能，在印制電路板設(shè) 計(jì)時(shí)需要仔細(xì)考慮。為了減少噪聲，應(yīng)該讓模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)分開，盡量讓數(shù)字地線處于數(shù)字信號(hào)線之間，“模擬地”和“數(shù)字地”分開處理，最終在電路板 的邊角處相連。ADC的驅(qū)動(dòng)程序如下所示。un sig ned char CHODataL,CHODataH;#defi ne ADCH0 XBYTE0X0100SBIT ADINT=P1.0;SBIT HBEN=P1.1;void mai n()EA=1;EX0=1;/打開外部中斷0While( 1);/等待外部中斷0啟動(dòng)模數(shù)轉(zhuǎn)換/*外部中斷0服務(wù)子程序*/void in t0svr(void) in terrupt 0 using 1EX0=0;/關(guān)閉外部中斷0adch0=0x40;/*查詢AD7934-6的中斷輸出ADINT檢測(cè)是否完成了信號(hào)的一次模數(shù)轉(zhuǎn)換*/While(ADINT!=0)HBEN=0; /先讀低位CHODataL=adchO;/再讀高位HBEN=1;CHODataH=adchO;HBEN=O;EX0=1;/打開外部中斷0四、參考文獻(xiàn)1傳感器與檢測(cè)技術(shù)，趙