基于C805 1 F02 1的雙通道軸角測量實(shí)驗裝置的設計
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1．2 關(guān)鍵電路設計
1．2．1 激磁信號產(chǎn)生及調理電路設計
通過(guò)查正弦函數表的方法，經(jīng)過(guò)D／A轉換成模擬量而輸出正弦波。其波形的頻率可以通過(guò)改變定時(shí)器的初值，即改變查表輸出的時(shí)間來(lái)控制。采用n位D／A轉換器產(chǎn)生幅度為0～2n的m點(diǎn)正弦信號，其函數表可通過(guò)如下公式計算：
D／A輸入=sin(2πj／m)×2n-1+2n-1 j=0，1，2…2m
本設計采用C8051F021的12位D／A轉換器產(chǎn)生16點(diǎn)正弦信號，利用如下公式計算：
D／A輸入=sin(2πj／16)×2048+2048 j=0，1，2…32
可計算得到的16項16位二進(jìn)制數結果，以32個(gè)8位二進(jìn)制數的形式存放在code段(ROM中)具有32項的一維數組SINE_TABLE[32]中，每2項合成一個(gè)16位數，取低12位送D／A轉換器進(jìn)行D／A轉換。
設系統振蕩頻率為f0，要產(chǎn)生頻率為-廠(chǎng)的正弦信號，n位定時(shí)器的初值可按如下公式計算：
初值=2n-f0／12×1／100Hz×1／n
本設計中，C8051F021的系統振蕩頻率f0=22．11840O MHz，n=16，產(chǎn)生10kHz正弦信號時(shí)定時(shí)器初值應設置為：
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，為驅動(dòng)旋轉變壓器，需要雙極性的激磁電壓，且2．4V的電壓幅度不足以使旋轉變壓器產(chǎn)生較大的感應電壓，因此，需對DAC0輸出信號進(jìn)行調理，調理電路如圖2所示，采用集成運放LM324N作為放大器，為便于調節，達到合適的電壓增益，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。后級放大電路采用乙類(lèi)雙電源互補對稱(chēng)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://dyxdggzs.com/article/195578.htm
1．2．2 輸入調理電路設計及A／D轉換模塊
C8051F021芯片內有一個(gè)完全由CIP-51通過(guò)特殊功能寄存器控制的片內12位SAR ADC(ADC0)，一個(gè)9通道輸入多路選擇開(kāi)關(guān)和可編程增益放大器。9個(gè)有一個(gè)輸入通道被連到內部溫度傳感器，其他8個(gè)通道接外部輸入且每一對都可被配置為兩個(gè)單端輸入或一個(gè)差分輸入。
旋轉變壓器輸出正弦和余弦兩路信號，因此，雙通道旋轉變壓器將輸出四路信號。本設計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，而旋轉變壓器輸出的是雙極性電壓，因此，需對其調理，使其成為范圍為0～2．4V的正極性電壓信號，以滿(mǎn)足ADC采樣要求。調理電路如圖3所示。運放U2輸出一個(gè)負極性穩定電壓，輸入信號與之疊加后變?yōu)樨摌O性信號，經(jīng)運放U1反相放大調理至0～2．4V。二極管D1和D2為穩壓二極管。
2 軟件設計
軟件由主模塊、激磁信號產(chǎn)生、雙通道角度信號采集轉儲、雙通道角度計算與糾錯及鍵盤(pán)顯示5個(gè)模塊組成。
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