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一種多路信號(hào)幅值測(cè)量系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

作者：時(shí)間：2012-11-09 來(lái)源：網(wǎng)絡(luò)

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V/F轉(zhuǎn)換芯片選用廉價(jià)的LM331。芯片的輸出頻率范圍是：1Hz~10KHz，以該芯片作A/D轉(zhuǎn)換之用其數(shù)字量的有效位數(shù)范圍比3位半的A/D轉(zhuǎn)換芯片大，比4位半的A/D轉(zhuǎn)換芯片小，與13位（二進(jìn)制）的A/D轉(zhuǎn)換芯片相當(dāng)。對(duì)每個(gè)被測(cè)信號(hào)都配備一個(gè)如圖3所示的轉(zhuǎn)換通道，其目的是克服V/F轉(zhuǎn)換的"慣性"，為實(shí)現(xiàn)6路信號(hào)的同時(shí)采樣作準(zhǔn)備。

圖4是單片機(jī)控制部分的電路框圖，由于整個(gè)儀器系統(tǒng)無(wú)需配備片外RAM，為了盡可能地簡(jiǎn)化單片機(jī)電路，筆者選用了內(nèi)置8K-ROM的89C52單片機(jī)。89C52的P0口作數(shù)據(jù)總線(xiàn)；P2口作地址總線(xiàn)；P1口被組織成一個(gè)4X4的鍵盤(pán)；移相器用的I/O口則通過(guò)擴(kuò)展一片8255A而得。在單片機(jī)的數(shù)據(jù)總線(xiàn)上掛有兩片8253計(jì)數(shù)器芯片，共擴(kuò)展6個(gè)16位計(jì)數(shù)器，可同時(shí)計(jì)數(shù)6路脈沖信號(hào)，這6個(gè)計(jì)數(shù)器都被設(shè)置成工作方式0且門(mén)控計(jì)數(shù)，兩芯片共6個(gè)門(mén)控端（GATE0~2）全部并在一起受89C52的P3.4(T0)控制，計(jì)數(shù)時(shí)間（P3.4高電平時(shí)間，本實(shí)例大約為1秒左右）由89C52的CTC0通過(guò)中斷服務(wù)程序產(chǎn)生。每當(dāng)一計(jì)數(shù)時(shí)間到后，便由89C52依次讀出這6個(gè)計(jì)數(shù)值，經(jīng)換算后就得到了6個(gè)模擬信號(hào)的幅值值。

89C52中的程序主要有4大任務(wù)：1）鍵值解釋?zhuān)?）液晶顯示模塊管理；3）移相器狀態(tài)監(jiān)視和控制；4）8253計(jì)數(shù)器控制和讀出。6路信號(hào)的采樣時(shí)序見(jiàn)圖5。

3．結(jié)論

實(shí)際應(yīng)用表明在一般的信號(hào)幅值測(cè)量且有單片機(jī)支持的場(chǎng)合，利用LM331來(lái)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換具有精度高、線(xiàn)性度好、成本低、使用方便等優(yōu)勢(shì)。在圖4所示的設(shè)計(jì)方案中，由于89C52讀取8253的計(jì)數(shù)值非?？?，相對(duì)于采樣的時(shí)間而言幾乎是同時(shí)的。比起巡回采樣的方式來(lái)，本設(shè)計(jì)方案的速度優(yōu)勢(shì)是明顯的，基本上與信號(hào)路數(shù)無(wú)關(guān)。由于單片機(jī)系統(tǒng)擴(kuò)展8253非常容易，頻率信號(hào)又便于遠(yuǎn)距離傳輸和隔離，本設(shè)計(jì)方案也適用于有更多路信號(hào)的遠(yuǎn)距離巡回檢測(cè)系統(tǒng)。

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