主流儀表放大器芯片學(xué)習詳解(1):AD620 六

1．5 A/D轉換的實(shí)現

　　前面提到STC12C5A60S2是一款具有A/D轉換功能的單片機，具有使用方便、簡(jiǎn)單、功能多等特點(diǎn)，其A/D轉換最快只需90個(gè)時(shí)鐘周期（和其工作頻率有關(guān)），本系統采用其實(shí)現A/D轉換。

　　STC12C5A60S2 將P1口作為8路A/D轉換輸入接口，在使用時(shí)只需將其設置為模擬接口，通過(guò)設置相應寄存器，便可完成A/D轉換，不使用的管腳還仍可當普通管腳使用。本系統實(shí)現一路輸入信號的A/D轉換，因此只需設置一路即可，在本系統中使用P1．0口作為信號輸入口。本系統實(shí)現A/D轉換的原理如圖5所示。

　　1. 6 后續工作

　　在A(yíng)D完成后，還需進(jìn)行數據分析，一般可以通過(guò)通信口（一般采用串口）發(fā)送給上位機，通過(guò)上位機對數據進(jìn)行處理。根據具體系統的不同特點(diǎn)，數據處理方法也不盡相同，在此不做詳細討論。

　　本系統對不同大小的信號進(jìn)行A/D轉換后，獲取到了一系列實(shí)際數據和理論數據，如表1所示。

通過(guò)Excel對A/D數據進(jìn)行曲線(xiàn)繪制，發(fā)現系統A/D轉換器具有較好的線(xiàn)性度。如圖6所示。

　　2 實(shí)際應用

　　上文較詳細的討論了小信號的調理，A/D轉換，及其處理方法，下面通過(guò)實(shí)例介紹其具體應用。

　　電阻應變片作為一種傳感元件，常用來(lái)監測物體形變，一般將應變片貼在構件側點(diǎn)上，構件受力后由于測點(diǎn)發(fā)生應變，電阻發(fā)生變化，產(chǎn)生微弱的電壓變化，通過(guò)檢測微弱的電壓變化，可計算得到構件形變程度，從而達到監測構件狀況的目的，指導相關(guān)工程人員進(jìn)行處理。

　　本系統可應用在電橋產(chǎn)生的電壓，一個(gè)電橋示意圖如圖7所示，圖中R4、R3、R1、R2，為電橋4臂，R4、R3為阻抗大小固定電阻，R1、R2中一個(gè)為受力后阻值發(fā)生變化的電阻，R4、R3阻值大小相同，R1、R2未受力時(shí)阻值大小也相同。在未受力情況下，電橋3、4兩點(diǎn)等電位，即電勢差為0，如果將其作為AD620輸入，則認為輸入信號為0，稱(chēng)此時(shí)的電橋平衡。當R1或R2受力大小發(fā)生變化時(shí)，變化結果反映在其阻值上，通過(guò)歐姆定律可得，3、4兩點(diǎn)電位不一樣，即有電勢差產(chǎn)生，此時(shí)電橋失衡，但此時(shí)的信號很微弱，不能直接采集，因此通過(guò)文中提到的信號調理電路，進(jìn)行信號放大，即將電橋中3、4兩點(diǎn)接入 AD620的2、3腳，通過(guò)放大后，然后進(jìn)行A/D采集。