基于C8051F020的車輛散熱系統(tǒng)參數(shù)測試電路研究

(2)流量信號的采集 采用超聲波多普勒流量計(jì)檢測流量信號。測量中超聲波發(fā)射器為一同定聲源，當(dāng)超聲波發(fā)射器所發(fā)射的固定頻率的超聲波入射到這些固體顆粒時(shí)，被反射到接收器的超聲波頻率就會與發(fā)射頻率之間有一個差值，該頻率差就是由于流體中固體顆粒運(yùn)動而產(chǎn)生的多普勒頻移．由于這個頻移量正比于流體流速，所以測量此頻差就可以求得流速，進(jìn)而求出流體流量。
(3)壓力信號的采集 采用壓阻式傳感器來實(shí)現(xiàn)對壓力信號的檢測，測壓電路如圖4所示。在系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)中，VD1采用LM385，其穩(wěn)定電壓為2．5 V，為傳感器提供1．5 mA恒流源的基準(zhǔn)電壓。U2與U3構(gòu)成差動輸入與差動輸出的放大電路，通過U5變換為對地的單端信號輸出，該輸出信號接入C8051F012的模擬輸入通道AINO進(jìn)行A／D轉(zhuǎn)換。
3．3 外圍電路的設(shè)計(jì)
外圍電路主要配合控制器完成車輛散熱系統(tǒng)參數(shù)測試，主要由存儲、RS485通信、USB通信等電路組成。
3．3．1 數(shù)據(jù)存儲電路的設(shè)計(jì)
由圖2可知，需要測量散熱系統(tǒng)的溫度、壓力、流量參數(shù)，共11路。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，每隔0．5 s對這11路參數(shù)采集一次，連續(xù)采集2 h。如果采用10位的A／D轉(zhuǎn)換器，需存儲器的容量為309．375 K字節(jié)。因此選取容量為8 Mbit的AT45DB081作為大容量存儲器，把車輛在相當(dāng)長時(shí)期內(nèi)運(yùn)行數(shù)據(jù)作為歷史數(shù)據(jù)存儲。圖5為存儲器接口電路，圖中將C8051F020的P0．2、P0．3和P0．4引腳通過交叉開關(guān)配置為SPI的CLK、MISO和MOSI信號線，分別與AT45DB081的時(shí)鐘、串行輸出和串行輸入引腳相連。將P3．0、P3．1和P3．2分別與AT45DB081的片選、復(fù)位和忙閑引腳狀態(tài)相連。

3．3．2 通信電路的設(shè)計(jì)
(1)RS－485通信接口電路在測試電路中，主控機(jī)發(fā)送命令，從控機(jī)接收命令并執(zhí)行相應(yīng)的操作。因此采用RS－485通信協(xié)議來實(shí)現(xiàn)主從機(jī)間的多機(jī)通信，RS－485標(biāo)準(zhǔn)接口為差分驅(qū)動結(jié)構(gòu)，它通過傳輸線驅(qū)動器把邏輯電平轉(zhuǎn)換為電位差，完成信號的傳遞，提高了信號的抗共模干擾能力。本系統(tǒng)采用MAX485驅(qū)動器進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換。
(2)USB通信接口電路 在車輛參數(shù)測試電路中，我們通過PDIUSBD12擴(kuò)展USB接口來實(shí)現(xiàn)主控機(jī)和上位機(jī)的通信。系統(tǒng)中PDIUSBD12與C8051F020之間采用地址數(shù)據(jù)總線復(fù)用的連接方式，PDIUSBD12的ALE作為地址鎖存信號，A0接高電平，C8051F020的地址和數(shù)據(jù)總線直接與PDIUSBD12的數(shù)據(jù)總線相連。其USB接口電路如圖6所示。