基于C805 1 F02 1的雙通道軸角測量實驗裝置的設(shè)計
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1．2 關(guān)鍵電路設(shè)計
1．2．1 激磁信號產(chǎn)生及調(diào)理電路設(shè)計
通過查正弦函數(shù)表的方法，經(jīng)過D／A轉(zhuǎn)換成模擬量而輸出正弦波。其波形的頻率可以通過改變定時器的初值，即改變查表輸出的時間來控制。采用n位D／A轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生幅度為0～2n的m點正弦信號，其函數(shù)表可通過如下公式計算：
D／A輸入=sin(2πj／m)×2n-1+2n-1 j=0，1，2…2m
本設(shè)計采用C8051F021的12位D／A轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生16點正弦信號，利用如下公式計算：
D／A輸入=sin(2πj／16)×2048+2048 j=0，1，2…32
可計算得到的16項16位二進(jìn)制數(shù)結(jié)果，以32個8位二進(jìn)制數(shù)的形式存放在code段(ROM中)具有32項的一維數(shù)組SINE_TABLE[32]中，每2項合成一個16位數(shù)，取低12位送D／A轉(zhuǎn)換器進(jìn)行D／A轉(zhuǎn)換。
設(shè)系統(tǒng)振蕩頻率為f0，要產(chǎn)生頻率為-廠的正弦信號，n位定時器的初值可按如下公式計算：
初值=2n-f0／12×1／100Hz×1／n
本設(shè)計中，C8051F021的系統(tǒng)振蕩頻率f0=22．11840O MHz，n=16，產(chǎn)生10kHz正弦信號時定時器初值應(yīng)設(shè)置為：
216-22．118400MHz／12×1／100Hz×1／16=64384
DAC0輸出的是0～2．4V的正極性正弦信號，為驅(qū)動旋轉(zhuǎn)變壓器，需要雙極性的激磁電壓，且2．4V的電壓幅度不足以使旋轉(zhuǎn)變壓器產(chǎn)生較大的感應(yīng)電壓，因此，需對DAC0輸出信號進(jìn)行調(diào)理，調(diào)理電路如圖2所示，采用集成運放LM324N作為放大器，為便于調(diào)節(jié)，達(dá)到合適的電壓增益，使用量程為100kΩ的可變電阻R3，改變R3阻值可適應(yīng)不同增益要求。電容C3為隔直電容，C1用于濾去高頻噪聲。后級放大電路采用乙類雙電源互補對稱功率放大電路。C4、C5為去耦電容，二極管D1、D2用于克服交越失真。本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/195578.htm
1．2．2 輸入調(diào)理電路設(shè)計及A／D轉(zhuǎn)換模塊
C8051F021芯片內(nèi)有一個完全由CIP-51通過特殊功能寄存器控制的片內(nèi)12位SAR ADC(ADC0)，一個9通道輸入多路選擇開關(guān)和可編程增益放大器。9個有一個輸入通道被連到內(nèi)部溫度傳感器，其他8個通道接外部輸入且每一對都可被配置為兩個單端輸入或一個差分輸入。
旋轉(zhuǎn)變壓器輸出正弦和余弦兩路信號，因此，雙通道旋轉(zhuǎn)變壓器將輸出四路信號。本設(shè)計中采用單端輸入方式，將AIN0．0-AIN0．3四個端口作為單端輸入口。ADC0的工作電壓選擇為0～2．4V，而旋轉(zhuǎn)變壓器輸出的是雙極性電壓，因此，需對其調(diào)理，使其成為范圍為0～2．4V的正極性電壓信號，以滿足ADC采樣要求。調(diào)理電路如圖3所示。運放U2輸出一個負(fù)極性穩(wěn)定電壓，輸入信號與之疊加后變?yōu)樨?fù)極性信號，經(jīng)運放U1反相放大調(diào)理至0～2．4V。二極管D1和D2為穩(wěn)壓二極管。
2 軟件設(shè)計
軟件由主模塊、激磁信號產(chǎn)生、雙通道角度信號采集轉(zhuǎn)儲、雙通道角度計算與糾錯及鍵盤顯示5個模塊組成。
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