利用I/O模擬多路復用器PSoC簡(jiǎn)化傳感器控制設計
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現在，傳感器電阻讀數的準確度僅受限于基準電阻器的準確度和ADC的分辨率。任何增益誤差都不會(huì )被帶入計算之中。
然后，假設先前討論的控制應用在規格上有一個(gè)變化，即要求用熱敏電阻來(lái)代替LM35。所選的特定熱敏電阻具有10kW/25℃的標稱(chēng)電阻，簡(jiǎn)單的實(shí)現方法是把熱敏電阻布設于所需的位置并將它們各自連接至一個(gè)引腳。將一個(gè)多余的引腳連接至10kW基準電阻器，并設定電流DAC產(chǎn)生一個(gè)100μA的電流。通過(guò)將模擬陣列配置為一個(gè)ADC，即可順序測量每個(gè)負載電壓并計算所有熱敏電阻的阻值，再利用合適的方程來(lái)把這些電阻值轉換為溫度值。
有些類(lèi)型的傳感器具有容性輸出，其中包括加速計和壓力傳感器。與產(chǎn)生DC負載電壓的阻性傳感器不同，當采用DC電流來(lái)激勵時(shí)，容性傳感器將產(chǎn)生一個(gè)斜坡電壓，斜率與激勵電流成正比，而與測量電容成反比。為了方便該轉換速率的測量，在CY8C21x34的模擬總線(xiàn)上增設了一個(gè)放電開(kāi)關(guān)。當被選擇時(shí)，該開(kāi)關(guān)將把模擬總線(xiàn)放電至地電位?？刹捎枚喾N可配置資源來(lái)控制其操作。如欲測量斜坡，則把模擬模塊配置成采樣比較器。
比較器的輸出負責控制放電開(kāi)關(guān)。該拓撲結構形成了一個(gè)弛張振蕩器(relaxaTIon oscillator)。當斜坡電壓上升至跳變點(diǎn)(trip point)時(shí)，比較器將關(guān)閉放電通路并重新把模擬總線(xiàn)放電至地電位。然后，比較器釋放開(kāi)關(guān)，電壓繼續上升。比較器輸出被饋送至配置了一個(gè)頻率計數器或周期定時(shí)器的數字部分。電容值可以從測量的數字信號推導出來(lái)。
現在，假設一個(gè)需要測量壓力的控制應用。微加工技術(shù)的發(fā)展使得能夠利用固定在玻璃襯底上的硅薄膜來(lái)制作廉價(jià)的壓力傳感器。壓力的變化會(huì )使薄膜產(chǎn)生偏移，從而導致電容的改變。然而，熱膨脹也會(huì )引發(fā)電容的變化，使得這些傳感器容易受到溫度的影響。相應的解決方案是在相同的襯底上設置一個(gè)基準電容器，并測量?jì)蓚€(gè)電容的比值。
在測量壓力時(shí)，將兩個(gè)容性輸出均與PSoC引腳相連。模擬部分如今被配置為一個(gè)具有1.3V觸發(fā)電平的采樣比較器，并用于控制放電開(kāi)關(guān)。電流源被設定為10μA。對于一個(gè)10pF的標稱(chēng)電容，產(chǎn)生的電壓變化斜率為1V/μs。在該速率條件下，斜坡電壓將需要1300ns的時(shí)間才能達到1.3V的跳變點(diǎn)。數字部分計算出的頻率為769kHz。測量頻率與測量電容成反比。對每個(gè)電容進(jìn)行順序測量，并計算一個(gè)比值。這兩個(gè)數值之比將消除任何由于電流源或用于計算頻率的系統時(shí)鐘的不精確性所引發(fā)的誤差。
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