PIC單片機(jī)CCP模塊在轉(zhuǎn)矩傳感器脈沖信號(hào)采集系統(tǒng)中的應(yīng)用
摘要:在轉(zhuǎn)矩傳感器脈沖信號(hào)采集過(guò)程中,不僅要保證采集的精確度,為了能夠?qū)崟r(shí)顯示出轉(zhuǎn)矩的動(dòng)態(tài)性能,也要保證其高采樣率。本文設(shè)計(jì)了一種基于PIC單片機(jī)CCP模塊捕捉模式下的脈沖信號(hào)采集系統(tǒng),通過(guò)室內(nèi)和室外試驗(yàn)研究結(jié)果表明:該脈沖信號(hào)采集系統(tǒng)采樣頻率高,且精度可到0.1%,具有很好的實(shí)用性。
本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/146835.htm引言
轉(zhuǎn)矩測(cè)量的方法按測(cè)量原理分為平衡力法、能量轉(zhuǎn)換法和傳遞法三大類,其中傳遞法的應(yīng)用最為廣泛[1]。轉(zhuǎn)矩是反應(yīng)機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)性能的典型機(jī)械量,轉(zhuǎn)矩的測(cè)量具有廣泛的應(yīng)用,故對(duì)于轉(zhuǎn)矩信號(hào)的采集也就顯得尤為重要。
本文選用一款通用的轉(zhuǎn)矩傳感器作為研究對(duì)象,其頻率信號(hào)在零負(fù)載時(shí)為10kHz,正向旋轉(zhuǎn)滿量程時(shí)為15kHz,反向旋轉(zhuǎn)滿量程時(shí)為5kHz[2],并且其內(nèi)部安裝有基于霍爾元件為基礎(chǔ)的轉(zhuǎn)速測(cè)量裝置,每旋轉(zhuǎn)一圈則輸出60個(gè)脈沖,是一款集轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速同時(shí)輸出的傳感器,并且轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速輸出信號(hào)同為脈沖信號(hào),基于此,本文設(shè)計(jì)了一款基于PIC單片機(jī)CCP模塊高精度、高采樣率的脈沖采集電路。
采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)
脈沖信號(hào)檢測(cè)原理
本系統(tǒng)采用PIC18F25K80作為微處理器,其具有4個(gè)CCP(捕捉/比較/PWM)模塊和1個(gè)ECCP(增強(qiáng)型捕捉/比較/PWM)模塊[3],所有模塊均可實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)的捕捉、比較和脈寬調(diào)制模式,本文應(yīng)用的為其捕捉模式,捕捉模式是用來(lái)捕捉一個(gè)事件發(fā)生的時(shí)刻,通常是用來(lái)測(cè)量某事件的持續(xù)時(shí)間。以CCP3和CCP4模塊為例,如圖1所示為CCP模塊捕捉模式原理示意圖。
PIC18F25K80的CCP3模式工作在捕捉模式下,即捕捉一個(gè)事件發(fā)生的時(shí)刻值。在單片機(jī)內(nèi)的事件表示的是電平變化,即為引腳輸入的脈沖上升沿或者下降沿,當(dāng)引腳輸入信號(hào)發(fā)生跳變時(shí),CCP的捕捉功能就會(huì)立即把當(dāng)時(shí)的TMR1或TMR3定時(shí)器的16位計(jì)數(shù)值記錄下來(lái),并會(huì)立即復(fù)制到CCPR3H和CCPR3L中,并產(chǎn)生CCP中斷信號(hào)。具體由哪一種特殊脈沖形式觸發(fā)一次時(shí)間捕捉將由CCP3M<3:0>這四位控制信號(hào)決定,其具體配置方式如表1所示?! ?/p>
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