基于MPX2100型传感器的高精度数据采集系统 (4)

　　
　　（3）PLD技术的应用
　　
　　为节省了硬件电路的开销，减少硬件电路产生的电磁干扰，系统的部分电路应用了PLD技术，其可编程逻辑电路（见图5）由可编程逻辑陈列芯片GAL16V8组成，主要完成A/D转换模块所需的时钟信号和转换结束选通信号产生单片机外中断0中断信号的逻辑转换，其逻辑方程如下：
　　
　　P16=+（与非门）（5）
　　
　　P14=P7+P8（或门）（6）
　　
　　P13=（非门）（7）
　　
　　式中，P2、P3、P7分别为单片机的、、ALE信号；
　　
　　P8—与非门输出；P9—8155的A口中断信号；P13—生成的单片机外中断触发信号。
　　
　　按照上述逻辑关系生成的PLD文件经FM软件编译后，产生熔丝文件*.LED，然后通过编程器写入GAL16V8即可。
　　
　　三、系统软件设计
　　
　　系统软件设计采用模块化结构，采用汇编语言编程，整个程序由主程序、显示、键盘扫描、A/D转换处理等子程序模块组成。限于篇幅在此只列出了A/D转换处理子程序流程图，如图6所示。

　　
　　四、非线性误差的修正
　　
　　传感器、放大器、A/D转换器总是存在非线性误差，由于上述非线性关系的存在，带来了精度的降低，为了保证在整个范围内满足精度的要求，所以在实际应用中应根据控制要求对测量值进行误差修正，修正一般通过软件较准实现。其具体的修正方法应根据信号的工作区段和质量要求来确定。利用单片机的运算和控制能力对非线性关系找出修正算法，并在反复测试调整后使其达到设计要求。本系统采用分段线性插值法对测量值的曲线进行了误差修正处理。方法为：将0～XMAX分为若干工作区段，每段曲线用一段对应的折线来代替，对每段折线可求出VQ：
　　
　　Nt:VQ=ai×Nt+bi（8）
　　
　　式中，I—某段折线的序号；ai—该段折线的斜率；bi—该段折线的截距。
　　
　　它们的修正程序流程图如图7所示，处理关系示意曲线如图8所示。
　　
　　预先将每段的之值存于单片机中，在不同的工作区段，单片机自动地将对应的每段的上述值调出进行运算处理。（限于篇幅，定量的分析没有讨论）
　　
　　五、结束语
　　
　　本文描述的是一种通用的高精度压力数据采集系统，它有许多优点，可在各种恶劣的环境中正常地工作，而且抗干扰能力强、使用寿命长、分辨率高。采用液晶显示及PS/2键盘接口，实现了良好的人机交换。可广泛地应用于石油、化工、冶金、电力、纺织、轻工、水利等工业及科研领域的压力数据采集、检测与分析。