PIC單片機CCP模塊在轉矩傳感器脈沖信號采集系統中的應用

　　本研究設置時鐘來源于內部時鐘(Fosc/4)，即主頻為4MHz，每個指令周期為1μs，設置C3TSEL為低，即使用TRM1為定時器，預分頻比選擇1:1。考慮到CCP捕捉方式發生的最大誤差為±1μs，由于高采樣率可以實時表現出轉矩或轉速的動態性，另外又要最高限度地提高采樣精度，故要在保證高采樣率的前提下，將轉矩信號采集采用每16個上升沿觸發一次，這樣既保證的高采樣率，也降低了采樣誤差。如圖2所示測得T1～T3之間的時間，則得到測量周期為T=( T3 - T1)/16，測量周期結果的單位為μs，用106除以測量周期T，就可得到信號的頻率。同理如圖2所示當轉速為1000r/min以下時，輸出信號為1kHz的低頻脈沖信號，本研究采用每1個上升沿觸發。　　

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　　脈沖采集電路設計

　　為了增強系統的抗干擾能力，傳感器輸出信號與CCP引腳之間通過光耦進行電氣隔離，本研究中采用TOSHIBA公司生產的光耦TLP113對信號進行電氣隔離，光耦隔離使被測對象信號和監測電路之間沒有電的直接連接，從而防止了因為有電連接而引起的干擾，TLP113片內包含一個高輸出功率的砷化鎵鋁發光二極管，該二極管耦合到一個高增益、高速度單片光探測器，探測器的輸出為肖特基鉗位晶體管，集電極開路輸出^[4]。能夠有效地進行電氣隔離。脈沖采集電路如圖3所示。　　

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　　電源電路設計

　　電源電路在一個系統中是非常重要的，根據各模塊電源電壓的要求情況，聯合收割機在線監測系統需要的電源電壓值有：±15V和5V，單片機系統采用5V供電電源，轉矩傳感器需要±15V供電。本系統在為蓄電池24V供電電壓，由于機器工作環境，蓄電池使用時間長而為及時充電等問題可能會造成電壓不穩等情況，因此需要電源轉化和穩壓模塊。本研究為了系統穩定考慮，采用DC-DC電源隔離模塊，實現電源的穩定輸出。如圖4所示為電源電路。　　

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