電流模擬實(shí)驗系統的設計
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2 系統軟件設計
對于采用微控制器構成的系統來(lái)說(shuō)，一般硬件是骨架，而軟件則是靈魂。只有通過(guò)良好的程序支持，系統才能完成相應的功能。本系統的程序設計采用匯編語(yǔ)言實(shí)現。程序設計的關(guān)鍵是設計出程序運行的流程圖，設計時(shí)可以根據要實(shí)現的功能分塊進(jìn)行。對某些關(guān)鍵部分，則還要考慮算法問(wèn)題。在硬件設計的基礎上，系統的軟件部分又可由主程序和各模塊子程序構成。這里只對主程序流程設計做介紹。
本系統將實(shí)現的功能是：由鍵盤(pán)實(shí)現直流和交流信號的切換，并通過(guò)按鍵輸入想要產(chǎn)生的直流信號的幅值或交流信號的平均值和峰峰值，然后通過(guò)一個(gè)確認鍵，使要輸出的信號通過(guò)單片機處理后，再由后續電路處理，最后經(jīng)A／D采集回單片機，輸入值和輸出值均要實(shí)時(shí)顯示。硬件設計時(shí)，也采用一個(gè)鍵作為直流和交流模式的切換，即MODE鍵。并用兩個(gè)鍵分別控制顯示值的上調和下調，即UP鍵和DOWN鍵。再用一個(gè)鍵作為確認鍵，即SET鍵，即通過(guò)此鍵來(lái)設置要輸出的值。主程序設計時(shí)，首先初始化各寄存器，并判斷是否有按鍵，如果有，則轉到相應的處理子程序；如果沒(méi)有，則根據SET鍵和MODE鍵標志位的情況轉到直流或交流部分處理。直流和交流部分涉及到D／A和A／D的子程序設計。按鍵部分涉及到D／A和A／D轉換數據的處理和顯示數據的處理。根據以上詳細分析設計的整個(gè)系統的主流程如圖3所示。本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/179310.htm
3 實(shí)驗數據測試及分析
實(shí)驗數據的測試可采用仿真在線(xiàn)測試的方法。數據測試分為直流測試和交流測試兩部分，直流測試可采用不同的反饋電阻Rf進(jìn)行測試，表1所列是Rf=10 kΩ，RL=1Ω時(shí)的測試結果，圖4是直流輸入輸出值與實(shí)測值的比值曲線(xiàn)。
從測試結果可以看出，其實(shí)際偏差被控制在3％以?xún)?，故可達到設計要求。同時(shí)使系統在輸入為4 A的情況下連續工作15分鐘，結果證明：其輸出始終穩定在4．03 A。
交流測試可采用輸出方波調試。輸出結果是占空比為1：1的51 Hz的方波。其結果如圖5所示。
4 結束語(yǔ)
通過(guò)系統調試和測試結果分析證明，本系統可實(shí)現交流、直流電流信號的產(chǎn)生。其中直流電流發(fā)生范圍可從0～4 A，步進(jìn)值為0．01A；交流目前只能產(chǎn)生方波，其平均值和峰峰值均可調節，頻率為51 Hz；直流信號可以實(shí)時(shí)顯示，顯示偏差小于1％，顯示結果與實(shí)際結果的偏差在3％以?xún)?；也可以將必要的數據通過(guò)串口傳給上位機。盡管系統仍然存在不足，但已可模擬高壓電流環(huán)境，從而完成對光纖電流傳感系統的實(shí)驗測試。
本系統還可增加頻率可調功能。實(shí)際應用中的光纖電流傳感器不會(huì )僅僅局限于50 Hz的交流電測量，還需要用高頻電流進(jìn)行監測和控制。而要作為一個(gè)終端設備，它不應當僅僅能夠將所需數據傳送給上位機，還要能實(shí)現上位機對采集數據的分析并反過(guò)來(lái)控制終端。因此，對此系統設計一個(gè)對應的虛擬儀器，是其今后革新的方向。
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