數(shù)顯測重系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

摘#8195;要數(shù)顯測重系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)就是靠數(shù)據(jù)采集、處理得以實(shí)現(xiàn)。數(shù)據(jù)采集是信號與信息處理系統(tǒng)的重要組成部分，本文介紹了一種通用的采集系統(tǒng)，是高精度壓力數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。把壓力轉(zhuǎn)換成毫伏級的差模電壓信號，利用Motorola公司生產(chǎn)的MPX2100半導(dǎo)體壓力傳感器，它的所加壓力與輸出電壓成精確的正比例關(guān)系，具有良好的線性度。另外，溫度漂移一直是

半導(dǎo)體壓力敏感器件存在的問題，被MPX2100所具有的溫度被償特性克服了，因而它的應(yīng)用前景非常廣闊。系統(tǒng)采用PS/2

鍵盤接口和液晶顯示，良好的人機(jī)交換從而實(shí)現(xiàn)，充分利用PLD技術(shù)，節(jié)省了硬件電路的開銷。

關(guān)鍵詞數(shù)據(jù)采集；單片機(jī)；芯片

中圖分類號TP391文獻(xiàn)標(biāo)識碼A文章編號1673-9671-(2012)041-0130-01

隨著軟件無線電技術(shù)的發(fā)展和超寬帶、寬帶雷達(dá)技術(shù)研究的深入，對數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)越來越高的要求它的速度和精度。由于模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片受到發(fā)展水平的限制，高速高精度的要求致使單片ADC芯片不能夠同時滿足，采集系統(tǒng)這一瓶頸有效的突破方法就是多片ADC交替并行采樣技術(shù)。這種在后端進(jìn)行拼接，利用M片ADC在前端并行交替采樣的方法，使得整個采集系統(tǒng)的速率為M片速率之和。然而受制造工藝的影響，增益、偏置和時間的誤差得以充分表現(xiàn)，整個采集系統(tǒng)的性能受到了這些誤差的嚴(yán)重

影響。

1系統(tǒng)的工作原理及硬件組成

放大壓力傳感器輸出的模擬信號調(diào)理后經(jīng)模/數(shù)轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，給單片機(jī)傳送，經(jīng)過運(yùn)算、標(biāo)定及零點(diǎn)補(bǔ)償?shù)忍幚?，顯示在液晶顯示模塊上，同時傳送到上位機(jī)經(jīng)串行接口，鍵盤提供人機(jī)交互的手段，實(shí)現(xiàn)良好的人機(jī)交換。

1.1壓力數(shù)據(jù)采集和信號調(diào)理電路

工業(yè)實(shí)踐中最為常用的一種傳感器就是壓力傳感器，利用壓電效應(yīng)制造而成壓力傳感器是我們通常使用的，壓電傳感器就是這樣的傳感器。在加速度、壓力和力等的測量中多使用壓電傳感器。一種常用的加速度計(jì)就是壓電式加速度傳感器。它的優(yōu)異特點(diǎn)表現(xiàn)在重量輕、結(jié)構(gòu)簡單、使用壽命長、體積小。在橋梁、飛機(jī)、船舶、汽車和建筑的沖擊和振動中壓電式加速度傳感器廣泛得到了應(yīng)用，更具有它特殊地位的領(lǐng)域是航空和宇航領(lǐng)域。測量真空度和發(fā)動機(jī)內(nèi)部燃燒壓力可以使用壓電式傳感器。在軍事工業(yè)中，也有廣泛的應(yīng)用，例如槍炮一瞬間子彈沖擊波壓力和膛壓的變化都可以用它來測量。大的壓力它可以測量，微小的壓力也可以測量。在生物醫(yī)學(xué)測量中也廣泛應(yīng)用壓電式傳感器，比如說心室導(dǎo)管式微音器。因?yàn)槿绱似毡闇y量動態(tài)壓力，所以就非常廣泛的應(yīng)用壓電傳感器。

1）本系統(tǒng)具有的特點(diǎn)：①傳感器溫度補(bǔ)償效果范圍在-40℃~ +125℃內(nèi)，從而傳感器有效提高了精度；②電橋零漂輸出很小，基本小于±1mV；③工作溫度范圍（-40℃~ +125℃）較寬；④為40mV±1.5mV，傳感器較高靈敏度；⑤過載大允許（400%）；⑥線性度極好（±0.25%F.S）。

2）信號調(diào)理電路。電信號是信號經(jīng)高精度壓力傳感器MPX2100DP轉(zhuǎn)變而來，通過CMOS型8選1多路開關(guān)CD4051選擇之后，再往放大電路送入，進(jìn)行調(diào)理后輸出到模塊A/D進(jìn)行高精度模數(shù)轉(zhuǎn)換ICL7135。供電電壓MPX2100DP取為8V，下式確定：

x=40 mV×8V/10 V=32 mV它的x滿量程輸出。

1.2單片機(jī)介紹AT89S52

選用的單片機(jī)是ATMEL公司新推出的AT89S52，是具有高性能、低功耗的特點(diǎn)芯片，是采用8位單片機(jī)CMOS工藝。AT89S52有以下主要特點(diǎn)。

1）一個看門狗定時器（WDT）包含在片內(nèi)，WDT包含復(fù)位寄存器（WDTRST）、一個看門狗定時器和計(jì)數(shù)器14位，只要按順序?qū)DTRST先寫入01EH，后寫入0E1H，啟動WDT，當(dāng)CPU由于擾動而使程序陷入“跑飛”或死循環(huán)狀態(tài)時，即可有效地使系統(tǒng)復(fù)位WDT，對系統(tǒng)的抗干擾性進(jìn)行提高。

2）采用了非易失性、高密度存儲器（NV-SRAM）技術(shù)。

1.3芯片ICL7135介紹

美國MAXIN公司生產(chǎn)的ICL7135是一個雙積分式A/D轉(zhuǎn)換集成電路，具有價格低廉、分辯率高、干擾能力強(qiáng)的芯片。它的轉(zhuǎn)換輸出為0~19999，轉(zhuǎn)換誤差為±1LSB，分辯率相當(dāng)于14位二進(jìn)制數(shù)；當(dāng)量程為0kN~2000kN進(jìn)行測量時，精度使得分辯率達(dá)到0.1kN；在常溫下的長期穩(wěn)定性模擬輸入可以保證0點(diǎn)。常規(guī)設(shè)計(jì)一般通過單片機(jī)和并行接口連接，單片機(jī)的硬件開銷可以節(jié)省。

1.4PLD技術(shù)的應(yīng)用

做為一種通用集成電路生產(chǎn)的PLD可編程邏輯器件，按照用戶對器件編程來搞定邏輯功能。設(shè)計(jì)一般的數(shù)字系統(tǒng)的需要足以滿足，PLD的集成度很高。這樣就可以把一個數(shù)字系統(tǒng)“集成”在一片PLD上，由設(shè)計(jì)人員自行編程，而不必制作和設(shè)計(jì)專用的集成電路芯片。

2結(jié)束語

本文介紹的的是通用的高精度壓力數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，在各種惡劣的環(huán)境中都能夠正常地工作，它有許多優(yōu)點(diǎn)，而且有很強(qiáng)的抗干擾能力、有很高的分辨率和很長的使用壽命。采用PS/2鍵盤接口及液晶顯示，良好的人機(jī)交換從而實(shí)現(xiàn)，在科研領(lǐng)域及紡織、石油、輕工、化工、水利、冶金、電力等都得到廣泛應(yīng)用，通過它可以進(jìn)行壓力數(shù)據(jù)檢測、分析與采集。

參考文獻(xiàn)

[1]任旺，王運(yùn)行，?；菝?“自動調(diào)零”技術(shù)在德州站微機(jī)可控頂測重系統(tǒng)中的應(yīng)用效果[J].減速頂與調(diào)速技術(shù)，2005，1:30.

[2]崔建國，張大千，訾學(xué)博.基于單片機(jī)的STD2020型智能測重多機(jī)通訊系統(tǒng)[J].沈陽航空工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào)，2004，21(4):51-52.

[3]張志慶，馬強(qiáng)，高樹允.基于CAN總線自適應(yīng)調(diào)速控制系統(tǒng)的研究[J].減速頂與調(diào)速技術(shù)，2010，2:20-22.