现代测量与误差分析作业.doc

现代测量与误差分析作业现代测量与误差分析作业摘要:本文介绍了由51单片机、AD7934-6转换器、滤波电路及多路选择开关组成的四通道数据采集电路,包括采集电路设计的依据和所用到的元器件的参数与型号,并给出了ADC驱动程序。一、整体的设计要求及总框图已知:1、压力传感器的量程:0~100Kg;2、传感器灵敏度:;3、传感器分辨率:;4、传感器信号输出频率:<1000Hz;5、测试系统工作量程:0~50Kg;6、测试过程中具有高频扰动;7、测试系统工作温度范围:-40℃~60℃。8、传感器输出采用电流输出:4-20mA标准电流输出要求:1、设计四通道数据采集电路,ADC采用AD7934-6;2、各通道采样周期<5ms;3、详细说明采集电路的设计依据;4、CPU可不指定型号,采集电路与CPU的接口由示意图形式表示;5、给出采集电路所有用到的元器件的具体型号、参数,主要考虑的指标;6、提供主要元器件的说明书;7、给出ADC的驱动程序。总框图:四通道数据采集电路如图1所示。图1四通道数据采集电路总体设计原理图四路传感器同时采集信号,输出四路模拟信号,经过低通滤波调理电路滤除高频干扰后,由多路选址开关选通其中一路输入A/D转换模块,其中选通信号由CPU进行控制,转换过的数字信号输入CPU。二、,所以在AD转换芯片前需要加一个低通滤波器。因为各通道采样周期<5ms,则采样频率f>1/=200Hz。则根据奈奎斯特频率在进行模拟/数字信号的转换过程中,当采样频率大于信号中最高频率的2倍时,采样之后的数字信号完整地保留了原始信号中的信息,一般实际应用中保证采样频率为信号最高频率的5~10倍。因此fs/2=f/2=100Hz。为消除频率混淆,在采样前先用一个截止频率f<fs/2=100Hz的低通滤波器把高于fs/2的频率分量滤掉,其中f=1/2πRC,保证采样时被采样频谱只包含低于fs/2的频率分量,满足奈奎斯特采样定理。通道0的低通滤波电路如图2所示。其他通道类似。-6转换器AD7934-6转换器芯片的引脚如图3所示。引脚的功能描述见表1。图3AD7934-6引脚分布表1AD7934-6引脚功能描述引脚序列号符号说明1VDD提供输入电压,。2字或字节输入。当输入为高电平时,字传输模式启动,数据于引脚DB0至DB11之间传输;当输入低电平时,字节模式开启。数据和通道在DB0至DB7之间传输,DB8为HBEN模式。3至10DB0至DB7数据位0到7。三个并行数字I/O引脚提供转换结果,允许控制寄存器可编程。DB0到DB7由、和三个引脚决定。11逻辑输入电源。改电压的大小决定了转换器并行接口的电压。改引脚需通过电容接地。该引脚电压可以和VDD的电压不同,。12DGND数字地。13DB8/HBEN当引脚为高电平时,此时DB8有效,为三态I/O口。当引脚为低电平时,HBEN有效,为高字节引脚。当HBEN为低电平时,低字节DB0至DB7可以读写;当HBEN为高电平时,DB0至DB3可读写。当读时,DB4和DB5包含了转换的信息,DB6和DB7总是为0。当写时,DB4至DB7必须为0。14至16D89至D