ADμC834在测量中的应用

2012-01-19 09:03:48来源: 互联网

  1 引言

  在生产、科研和日常生活中需要使用不同的频率,实现频率测量的方法较多,使用专用器件,其电路设计简单,易于调试,但成本高,使用不灵活。本文介绍一种利用单片机ADμC834实现的频率智能化测量方法,所需外围元件少、扩展性强、测试准确。

  2频率测量原理

  频率是指周期信号在单位时间内变化的次数,信号的频率测量一般是对信号放大限幅、整形,利用计数器在1 s的时间内用计数器对整形后形成的脉冲进行计数,用1 s的时基信号作为计数门的控制信号,1 s内对被测信号脉冲的计数值即是频率值。

  3频率测量电路

  频率测量电路如图l所示。ADμC834内有2个可编程的定时器/计数器,其中用定时器/计数器0作为1 s定时,在1 s时间内,定时器/计数器1采集由T1端输入的脉冲。定时器0定时开始时,相当于闸门打开,通过定时器1对输入的被测信号频率为fX的脉冲进行计数,当1 s定时完成,即闸门关闭,计数结束,这时计数值等于被测信号的频率fX,再将二进制值计数结果转换成BCD码频率值,并进行个、十、百位调整后,存人显示缓冲区,作为LED显示电路进行译码及扫描控制等操作。

3.1 ADμC834简介

  ADμC834 单片机是美国ADI公司推出的一款高性能单片机,内部集成了高分辨率的A/D转换器。它内部含有8051内核、2路24位和16位∑-△A/D、12位 D/A、Flash/EE存储器、WDT看门狗电路、电源监控电路、温度传感器、SPI和I2C总线接口,体积小、功耗低,因此,非常适用于开发高度智能化、低功耗应用。其具体的特点如下:

  ADμC834集成了2个独立的A/D转换通道(分辨率分别为24位与16位),内含可编程增益放大器,在20 Hz/20 mV范围内具有13位有效分辨率;在20 Hz/2.56 V范围内具有18位有效分辨率。此外内置的ADC还具有数字滤波、可编程的数据转换速率等功能;

  62 K字节非易失性电可擦除程序存储器,4 K字节的非易失性电可擦除数据存储器,2 304字节的片上数据RAM。程序存储器可配置成用于数据记录,达到60 K字节的数据存储器;

  ADμC834 单片机的片内Flash/EE程序存储器可采用两种模式编程:在线串行下载和并行编程。另外,ADμC834还可通过标准的UART串行端口下载源代码。若引脚PSEN通过一只下拉电阻,使得该引脚处于低电平,ADμC834则自动进入串行下载模式。当设备连接正确时,源代码将自动载入到片内Flash程序存储器。

3.2显示和键盘的接口功能

  在测量电路中,为了控制系统的工作状态,通常需要向系统输入参数和控制命令。而参数和控制命令的输入一般由键盘完成。8279是一种专用的可编程键盘、显示接口器件。选用该器件可方便地实现键盘输入和LED显示控制。8279与单片机的连接见图1.8279内部设置有消除触头抖动和串键的逻辑电路,同时8279还具有LED动态显示接口功能。但是8279与LED显示器和译码输出的LED位控制信号输出电流小,不足以驱动LED,必须接入驱动电路。

  4系统软件设计

  该控制系统采用模块设计,即通过对总体的分析来定义各模块的设计要求和界面。各功能模块只有一个入口和一个出口,且各模块间相对独立,从而避免了某功能模块出现异常,导致整个系统瘫痪,并且要统一管理公用变量定义。系统软件设计由主程序、测量子程序、显示子程序、键盘子程序、掉电保护与系统复位子程序等组成。下面给出了主程序流程图如图2所示,测量子程序流程图如图3所示,显示子程序流程图分别如图4所示。

  其中,主程序主要完成复位相应的存储单元及初始化,设置中断及调用子程序;

  测量子程序是利用定时器0产生约1 s的定时中断,中断结束时采集定时器1的数据,并将数据存入相应存储单元;

  显示子程序完成打开相应的位,调用相应的段码送显示器。

 5需注意的问题

  在单片机控制系统中,数字地与模拟地要分开布线,且不能共用地线,应将各自的地线分别与相应的电源地线相连。在设计时,模拟地线应尽量加粗,而且尽量加大引出端的接地面积。一般来讲,对于输入输出的模拟信号与单片机电路之间最好通过光耦进行隔离。

  电源线的布置除了要根据电流的大小尽量加粗走线外,在布线时还应使电源线、地线的走线方向与数据线的走线方向一致,有助于增强电路的抗干扰能力。

  为了提高程序的计数精度,应考虑执行指令所需时间,因此在启动定时器和停止定时器操作时,由于采用不同操作指令,会使计数结果不准确,因此在计数值中应加上或减去执行指令所需的时间。

  由于LED动态电流大,在电流供电设计上应采取去耦措施,即应在LED驱动器电源输入端并联大电容滤波器,以防误动作。

  6 结束语

  基于ADμC834的频率测量方法具有测量速度快、准确度高、误差小、显示直观的优点,便于自动控制和数据处理,该频率计实现了频率测量自动换档,具有一定的实用价值和参考价值。

关键字:ADμC834

编辑:什么鱼 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/Test_and_measurement/2012/0119/article_4468.html
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