以太網(wǎng)的遠(yuǎn)程控制信號調(diào)理系統(tǒng)
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如圖4所示，程控放大器電路主要由低噪聲精密運(yùn)放OP27和8選1模擬開關(guān)MAX308組成。OP27是低噪聲、精密運(yùn)算放大器，失調(diào)電壓為25μV且最大漂移為0．6μV／℃，非常適合于精密儀表應(yīng)用。在10 Hz下，低噪聲、低噪聲轉(zhuǎn)折頻率以及高增益這些特性，使其能對低電平的信號進(jìn)行精密的高增益放大。8 MHz的增益帶寬積和2．8 V／μs的轉(zhuǎn)換速率，使該放大器在高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中保持極好的動(dòng)態(tài)精度。程控放大器單位增益時(shí)，帶寬要求為100 kHz，OP27是能夠滿足的。MAX308的輸入輸出范圍達(dá)-10～+10 V，導(dǎo)通電阻小于100 Ω，導(dǎo)通電阻一致性小于3Ω，可以滿足系統(tǒng)需求。為節(jié)省I／O口，控制信號由MC74HC595進(jìn)行串行／并行轉(zhuǎn)換后再實(shí)現(xiàn)MAX308的開關(guān)切換，進(jìn)而完成信號增益的調(diào)節(jié)。電阻選用RJJ型精密小型金屬膜電阻，精度為±0．5％，溫漂系數(shù)為±50×10-6／℃。
在圖4的電路中，通過軟件控制開關(guān)的閉合或斷開，用于選擇不同反饋電阻來改變電路的增益。但該方法的缺點(diǎn)也是顯而易見的：由于切換開關(guān)與反饋電阻串聯(lián)，開關(guān)的導(dǎo)通電阻將影響放大器的增益。考慮到速度和精度的要求，取輸入電阻Rin=10kΩ，對應(yīng)于8個(gè)檔位0．1、0，5、1、2、5、10、20、50的反饋電阻Rf分別為1 kΩ、5 kΩ、10 kΩ、20 kΩ、50 kΩ、100 kΩ、200 kΩ、500 kΩ。
3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
根據(jù)設(shè)計(jì)需求，軟件部分要求：
①控制器電路支持TCP／IP協(xié)議的以太網(wǎng)通信；
②通過網(wǎng)頁瀏覽器或上位機(jī)數(shù)據(jù)控制軟件登錄程控信號調(diào)理系統(tǒng)，并對濾波器參數(shù)和放大器增益進(jìn)行查看、修改和保存。
運(yùn)行于ATmega128之上的嵌入式軟件是基于RTOSNut／OS的嵌入式以太網(wǎng)應(yīng)用設(shè)計(jì)，應(yīng)用程序的核心任務(wù)是實(shí)現(xiàn)以太網(wǎng)通信并解析指令實(shí)現(xiàn)對后續(xù)硬件電路的控制。應(yīng)用程序包含了兩個(gè)線程：一個(gè)是主線程(即TCP服務(wù)器端線程)，另一個(gè)是放大器參數(shù)群設(shè)置線程。在Nut／OS中這兩個(gè)線程被設(shè)置成相同的優(yōu)先級。本文引用地址：http://m.butianyuan.cn/article/161550.htm
主線程程序流程如圖5所示。主線程首先進(jìn)行CPUI／O端口配置、定時(shí)器T2模式設(shè)置，以及IP、MAC、Mask和Gateway配置，恢復(fù)CPU掉電前程控放大器的放大倍數(shù)和程控濾波器的濾波參數(shù)，在創(chuàng)建放大器參數(shù)設(shè)置線程后將進(jìn)入TCP，Socket服務(wù)器端程序，并開始偵聽TCPSocket客戶端引入的連接，在接收到客戶端發(fā)出的指令后將執(zhí)行相應(yīng)的動(dòng)作。WrAmp字符串為放大器的放大倍數(shù)指令，可用于設(shè)置放大器的放大倍數(shù)；RAAmp指令用于從EEPROM中獲取放大器參數(shù)并發(fā)往客戶端；SetMX用于從指令中獲取濾波參數(shù)值；q[uit]用于斷開連接。
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