现代测量与误差分析作业

1、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：0100Kg;2 、传感器灵敏度：0.01Kg;3 、传感器分辨率：0.01 Kg;4 、传感器信号输出频率：v1000Hz;5 、测试系统工作量程：050Kg;6 、测试过程中具有高频扰动；7 、测试系统工作温度范围：40C60 C。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A

2、D7934-6;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勺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、主要元器件选择2.1 滤波电路测试过程中具有高频扰动，所以在

3、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1/0.005=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510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fEOVTFIDBLWODESADHDDB+CSE5EDE5WRDETCONVSTVDRIWECLKIHDGNDmns 賞DB11B砂DB1O11/RD30/WE19AD NT18lddt17IdDB1I15iBiaADCS图7 A/D转换电路

4、AD模块原理图单片机P1.0引脚和AD7934-6的CONVST引脚相连接，单片机通过查询此 引脚的高低电平检测是否完成一次 A/D转换；P1.1脚和HBEN引脚相连，单片机 通过设置此引脚可以读取 12为数据的高低位；P2.0脚的作用是通过反相器 74LS04向AD7934-6提供片选信号ADCS STAR为外部控制脚，它通过触发单片 机的外部中断0启动A/D转换；D0至D7为8位数据线和AD转换器的响应位连 接。74LS04为6输入反相器，这里用到其中一路，它的作用是对单片P2.0引脚信号取反，从而提供给 A/D芯片片选信号ADCS(低电平有效)。AD转换器的时钟信号由单片机的 ALE引脚

5、提供，读、写引脚/RD、/WR和单 片机AT89C51的读写引脚分别相连；HBEN引脚由单片机控制输入，可以得到 12 位转换结果。A/D转换电路涉及到摸拟和数字信号，为保证最佳的性能，在印制电路板设 计时需要仔细考虑。为了减少噪声，应该让模拟信号和数字信号分开，尽量让数字地线处于数字信号线之间，“模拟地”和“数字地”分开处理，最终在电路板 的边角处相连。ADC的驱动程序如下所示。un sig ned char CHODataL,CHODataH;#defi ne ADCH0 XBYTE0X0100SBIT ADINT=P1.0;SBIT HBEN=P1.1;void mai n()EA=1;EX0=1;/打开外部中断0While( 1);/等待外部中断0启动模数转换/*外部中断0服务子程序*/void in t0svr(void) in terrupt 0 using 1EX0=0;/关闭外部中断0adch0=0x40;/*查询AD7934-6的中断输出ADINT检测是否完成了信号的一次模数转换*/While(ADINT!=0)HBEN=0; /先读低位CHODataL=adchO;/再读高位HBEN=1;CHODataH=adchO;HBEN=O;EX0=1;/打开外部中断0四、参考文献1传感器与检测技术，赵