超声波线束机控制电路
根据功率计系统功能要求 ,整个控制电路设计主要由以下几部分组成 :数据采集电路、数据处理电路、电流输出电路和显示输出电路。
(1) 超声波线束机控制电路数据处理电路。是控制、显示的核心部分 ,也是功率计的核心处理部件 ,其程序设计的好坏直接影响整个装置的效率及精度。本装置采用 89C51 芯片为微处理器 ,驱动电压 5 V ,外部晶振频率 12 MHz ,指令执行周期 1μs。鉴于系统处理速度要求 ,整个系统的主要控制功能由微处理器来控制 ,其主要功能是完成调零、接收位移信号、输出控制和显示功能。
(2) 超声波线束机控制电路数据采集电路。主要功能是采集位移传感器送出的位移信号。采集电路由滤波、放大、采样保持和模数转换电路组成 ,其中模数转换器的选择非常重要 ,直接影响控制精度。本设计中采用 12 位 A/ D 转换器 ,其可分辨的电压信号是 2. 44 mV。在微处理器接收时采用先高 8 位后低 4 位的接收方式 ,通过接收到的数据即可知道支架的位置状况 ,从而让单片机作出相应的处理。本设计中采用 AD574 ,其特点是 :
①参考电压基准和时钟电路 ;
②8 位或 16 位微处理器接口 ;
③250 ns 总线取数时间 ,能够满足一般微处理器的时序要求 ;
④高转换速率 ,12 位时 25μs ,8 位时 16μs ;
⑤在 - 55～ + 125 ℃温度范围内满足线性要求 ,在恶劣环境下亦能稳定工作。
(3) 超声波线束机控制电路电流输出电路。电流输出电路最重要的是D/ A 转换芯片的选择 ,因为它决定了控制电流的输出精度。本设计采用的 12 位 D/ A 转换芯片 ,其分辨力为 2. 44 mV ,微处理器输出采用先高 8 位后低4 位的输出方式。由于 D/ A 转换器的输出电流不够 ,采用电压跟随电路来保证输出电流大小。鉴于精度及输出电流较大的要求 ,采用两种运放构成不同量 程 的 电 压 跟 随 器 : OP27 和 OPA551。采 用OP27 保 证 了 第 一 量 程 的 电 流 控 制 精 度 , 采 用OPA551 保证了第二、三量程所需要的大电流输出。
(4) 显示电路。通过 RS232 接口将压力数据送往微机 ,由微机控制软件处理显示。
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