基于C8051F020的車(chē)輛散熱系統參數測試電路研究
(2)流量信號的采集 采用超聲波多普勒流量計檢測流量信號。測量中超聲波發(fā)射器為一同定聲源,當超聲波發(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(huì )與發(fā)射頻率之間有一個(gè)差值,該頻率差就是由于流體中固體顆粒運動(dòng)而產(chǎn)生的多普勒頻移.由于這個(gè)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(lái)實(shí)現對壓力信號的檢測,測壓電路如圖4所示。在系統電路設計中,VD1采用LM385,其穩定電壓為2.5 V,為傳感器提供1.5 mA恒流源的基準電壓。U2與U3構成差動(dòng)輸入與差動(dòng)輸出的放大電路,通過(guò)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轉換。
3.3 外圍電路的設計
外圍電路主要配合控制器完成車(chē)輛散熱系統參數測試,主要由存儲、RS485通信、USB通信等電路組成。
3.3.1 數據存儲電路的設計
由圖2可知,需要測量散熱系統的溫度、壓力、流量參數,共11路。根據設計要求,每隔0.5 s對這11路參數采集一次,連續采集2 h。如果采用10位的A/D轉換器,需存儲器的容量為309.375 K字節。因此選取容量為8 Mbit的AT45DB081作為大容量存儲器,把車(chē)輛在相當長(cháng)時(shí)期內運行數據作為歷史數據存儲。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(guò)交叉開(kāi)關(guān)配置為SPI的CLK、MISO和MOSI信號線(xiàn),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、復位和忙閑引腳狀態(tài)相連。
3.3.2 通信電路的設計
(1)RS-485通信接口電路在測試電路中,主控機發(fā)送命令,從控機接收命令并執行相應的操作。因此采用RS-485通信協(xié)議來(lái)實(shí)現主從機間的多機通信,RS-485標準接口為差分驅動(dòng)結構,它通過(guò)傳輸線(xiàn)驅動(dòng)器把邏輯電平轉換為電位差,完成信號的傳遞,提高了信號的抗共模干擾能力。本系統采用MAX485驅動(dòng)器進(jìn)行電平轉換。
(2)USB通信接口電路 在車(chē)輛參數測試電路中,我們通過(guò)PDIUSBD12擴展USB接口來(lái)實(shí)現主控機和上位機的通信。系統中PDIUSBD12與C8051F020之間采用地址數據總線(xiàn)復用的連接方式,PDIUSBD12的ALE作為地址鎖存信號,A0接高電平,C8051F020的地址和數據總線(xiàn)直接與PDIUSBD12的數據總線(xiàn)相連。其USB接口電路如圖6所示。
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