主流儀表放大器芯片學(xué)習(xí)詳解(1):AD620 六

1．5 A/D轉(zhuǎn)換的實(shí)現(xiàn)

　　前面提到STC12C5A60S2是一款具有A/D轉(zhuǎn)換功能的單片機(jī)，具有使用方便、簡(jiǎn)單、功能多等特點(diǎn)，其A/D轉(zhuǎn)換最快只需90個(gè)時(shí)鐘周期（和其工作頻率有關(guān)），本系統(tǒng)采用其實(shí)現(xiàn)A/D轉(zhuǎn)換。

　　STC12C5A60S2 將P1口作為8路A/D轉(zhuǎn)換輸入接口，在使用時(shí)只需將其設(shè)置為模擬接口，通過設(shè)置相應(yīng)寄存器，便可完成A/D轉(zhuǎn)換，不使用的管腳還仍可當(dāng)普通管腳使用。本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)一路輸入信號(hào)的A/D轉(zhuǎn)換，因此只需設(shè)置一路即可，在本系統(tǒng)中使用P1．0口作為信號(hào)輸入口。本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)A/D轉(zhuǎn)換的原理如圖5所示。

　　1. 6 后續(xù)工作

　　在AD完成后，還需進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，一般可以通過通信口（一般采用串口）發(fā)送給上位機(jī)，通過上位機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。根據(jù)具體系統(tǒng)的不同特點(diǎn)，數(shù)據(jù)處理方法也不盡相同，在此不做詳細(xì)討論。

　　本系統(tǒng)對(duì)不同大小的信號(hào)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換后，獲取到了一系列實(shí)際數(shù)據(jù)和理論數(shù)據(jù)，如表1所示。

通過Excel對(duì)A/D數(shù)據(jù)進(jìn)行曲線繪制，發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)A/D轉(zhuǎn)換器具有較好的線性度。如圖6所示。

　　2 實(shí)際應(yīng)用

　　上文較詳細(xì)的討論了小信號(hào)的調(diào)理，A/D轉(zhuǎn)換，及其處理方法，下面通過實(shí)例介紹其具體應(yīng)用。

　　電阻應(yīng)變片作為一種傳感元件，常用來監(jiān)測(cè)物體形變，一般將應(yīng)變片貼在構(gòu)件側(cè)點(diǎn)上，構(gòu)件受力后由于測(cè)點(diǎn)發(fā)生應(yīng)變，電阻發(fā)生變化，產(chǎn)生微弱的電壓變化，通過檢測(cè)微弱的電壓變化，可計(jì)算得到構(gòu)件形變程度，從而達(dá)到監(jiān)測(cè)構(gòu)件狀況的目的，指導(dǎo)相關(guān)工程人員進(jìn)行處理。

　　本系統(tǒng)可應(yīng)用在電橋產(chǎn)生的電壓，一個(gè)電橋示意圖如圖7所示，圖中R4、R3、R1、R2，為電橋4臂，R4、R3為阻抗大小固定電阻，R1、R2中一個(gè)為受力后阻值發(fā)生變化的電阻，R4、R3阻值大小相同，R1、R2未受力時(shí)阻值大小也相同。在未受力情況下，電橋3、4兩點(diǎn)等電位，即電勢(shì)差為0，如果將其作為AD620輸入，則認(rèn)為輸入信號(hào)為0，稱此時(shí)的電橋平衡。當(dāng)R1或R2受力大小發(fā)生變化時(shí)，變化結(jié)果反映在其阻值上，通過歐姆定律可得，3、4兩點(diǎn)電位不一樣，即有電勢(shì)差產(chǎn)生，此時(shí)電橋失衡，但此時(shí)的信號(hào)很微弱，不能直接采集，因此通過文中提到的信號(hào)調(diào)理電路，進(jìn)行信號(hào)放大，即將電橋中3、4兩點(diǎn)接入 AD620的2、3腳，通過放大后，然后進(jìn)行A/D采集。