基于C805 1 F02 1的雙通道軸角測(cè)量實(shí)驗(yàn)裝置的設(shè)計(jì)
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1．2 關(guān)鍵電路設(shè)計(jì)
1．2．1 激磁信號(hào)產(chǎn)生及調(diào)理電路設(shè)計(jì)
通過查正弦函數(shù)表的方法，經(jīng)過D／A轉(zhuǎn)換成模擬量而輸出正弦波。其波形的頻率可以通過改變定時(shí)器的初值，即改變查表輸出的時(shí)間來控制。采用n位D／A轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生幅度為0～2n的m點(diǎn)正弦信號(hào)，其函數(shù)表可通過如下公式計(jì)算：
D／A輸入=sin(2πj／m)×2n-1+2n-1 j=0，1，2…2m
本設(shè)計(jì)采用C8051F021的12位D／A轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生16點(diǎn)正弦信號(hào)，利用如下公式計(jì)算：
D／A輸入=sin(2πj／16)×2048+2048 j=0，1，2…32
可計(jì)算得到的16項(xiàng)16位二進(jìn)制數(shù)結(jié)果，以32個(gè)8位二進(jìn)制數(shù)的形式存放在code段(ROM中)具有32項(xiàng)的一維數(shù)組SINE_TABLE[32]中，每2項(xiàng)合成一個(gè)16位數(shù)，取低12位送D／A轉(zhuǎn)換器進(jìn)行D／A轉(zhuǎn)換。
設(shè)系統(tǒng)振蕩頻率為f0，要產(chǎn)生頻率為-廠的正弦信號(hào)，n位定時(shí)器的初值可按如下公式計(jì)算：
初值=2n-f0／12×1／100Hz×1／n
本設(shè)計(jì)中，C8051F021的系統(tǒng)振蕩頻率f0=22．11840O MHz，n=16，產(chǎn)生10kHz正弦信號(hào)時(shí)定時(shí)器初值應(yīng)設(shè)置為：
216-22．118400MHz／12×1／100Hz×1／16=64384
DAC0輸出的是0～2．4V的正極性正弦信號(hào)，為驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)變壓器，需要雙極性的激磁電壓，且2．4V的電壓幅度不足以使旋轉(zhuǎn)變壓器產(chǎn)生較大的感應(yīng)電壓，因此，需對(duì)DAC0輸出信號(hào)進(jìn)行調(diào)理，調(diào)理電路如圖2所示，采用集成運(yùn)放LM324N作為放大器，為便于調(diào)節(jié)，達(dá)到合適的電壓增益，使用量程為100kΩ的可變電阻R3，改變R3阻值可適應(yīng)不同增益要求。電容C3為隔直電容，C1用于濾去高頻噪聲。后級(jí)放大電路采用乙類雙電源互補(bǔ)對(duì)稱功率放大電路。C4、C5為去耦電容，二極管D1、D2用于克服交越失真。本文引用地址：http://m.butianyuan.cn/article/195578.htm
1．2．2 輸入調(diào)理電路設(shè)計(jì)及A／D轉(zhuǎn)換模塊
C8051F021芯片內(nèi)有一個(gè)完全由CIP-51通過特殊功能寄存器控制的片內(nèi)12位SAR ADC(ADC0)，一個(gè)9通道輸入多路選擇開關(guān)和可編程增益放大器。9個(gè)有一個(gè)輸入通道被連到內(nèi)部溫度傳感器，其他8個(gè)通道接外部輸入且每一對(duì)都可被配置為兩個(gè)單端輸入或一個(gè)差分輸入。
旋轉(zhuǎn)變壓器輸出正弦和余弦兩路信號(hào)，因此，雙通道旋轉(zhuǎn)變壓器將輸出四路信號(hào)。本設(shè)計(jì)中采用單端輸入方式，將AIN0．0-AIN0．3四個(gè)端口作為單端輸入口。ADC0的工作電壓選擇為0～2．4V，而旋轉(zhuǎn)變壓器輸出的是雙極性電壓，因此，需對(duì)其調(diào)理，使其成為范圍為0～2．4V的正極性電壓信號(hào)，以滿足ADC采樣要求。調(diào)理電路如圖3所示。運(yùn)放U2輸出一個(gè)負(fù)極性穩(wěn)定電壓，輸入信號(hào)與之疊加后變?yōu)樨?fù)極性信號(hào)，經(jīng)運(yùn)放U1反相放大調(diào)理至0～2．4V。二極管D1和D2為穩(wěn)壓二極管。
2 軟件設(shè)計(jì)
軟件由主模塊、激磁信號(hào)產(chǎn)生、雙通道角度信號(hào)采集轉(zhuǎn)儲(chǔ)、雙通道角度計(jì)算與糾錯(cuò)及鍵盤顯示5個(gè)模塊組成。
評(píng)論