现代测量技术与误差分析大作业.doc

现代测量技术与误差分析大作业现代测量技术与误差分析大作业一:作业要求已知: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。二:设计方案(1)AD7934-6芯片说明AD7934-6是一款12位、高速、低功耗、逐次逼近型(SAR)模数转换器(ADC),,最高吞吐量达625kSPS。该器件内置一个低噪声、宽带宽、差分采样保持放大器,可处理最高达50MHz的输入频率。AD7934-6具有4个带通道序列器的模拟输入通道,可以通过预先编程选择通道转换顺序。该器件可接受单端、全差分或伪差分模拟输入。AD7934-,可用作模数转换的基准电压源。或者,可将外部基准电压加载至此引脚,为其提供基准电压。AD7934-6采用先进的设计技术,可在高吞吐量的情况下实现极低的功耗,还提供灵活的功耗管理选项。利用一个片内控制寄存器,用户可以设置不同的工作条件,包括模拟输入范围和配置、输出编码、功耗管理及通道序列化。图一为设计方案整体框架图。压力传感器放大电路低通滤波AD7934-6AT89S52图1设计方案整体框架图(2)压力传感器信号采样电路压力传感器输出采用电流输出:4-20mA标准电流输出,所以需要放大电路,此处采用共发射极三极管放大电路,将电流放大,选择适当的电阻和三极管,使三极管工作在放大区。放大部分将压力传感器的电流变化放大,从集电极采样电压,从而将电流变化转化成电压变化。低通滤波器采用无源RC滤波器,由于无源RC滤波电路的截止频率为,传感器输出频率为<1000Hz,故R取170Ω,C取1uf。图2为放大和低通滤波电路。图2采样放大和低通滤波电路(3)AD7934-6与AT89S52单片机连接图图3AT89S52与AD7934-6连接图连接说明:VDD:AD7934-6的VDD为芯片正常工作提供电源,~,此处选择5V电源,连接一个10uf的电容来减小电压的波动。W/:W/为字/字节方式选择位,连接到单片机的P20。DB0~7:DB0~7连接到单片机的P0口,由于AT89S52单片机P0口作为输入时没有上拉电阻,故将P0口加上上拉电阻。VDrive:决定逻辑电平的输入电压,为-~VDD+,此处和VDD连接在一起,均为5V。AGND、DGND:模拟地和数字地,因为AGND和DGND要相同的电势,故连接在一起接信号地。D8~D11:连接在单片机的P10~P13。BUSY:BUSY信号在信号下降沿变成高电平,并且在A/D转换期间一直保持为高电平,当转换结束时,BUSY变为低电平,此处,将BUSY连接在单片机的P21。