基于AVR和振弦式滲壓計的大壩監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計
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由于振弦的共振頻率范圍為450～5 000 Hz，此頻率信號的穩(wěn)定持續(xù)時間是有限的，必須在共振信號衰減到不至于影響測頻前完成測量任務(wù)。ATmega128的兩個16位定時／計數(shù)器(T／C1、T／C3)具有輸入捕捉功能，它是AVR定時／計數(shù)器的又一個顯著的特點。本文將使用ATmega-128的1個定時／計數(shù)器，再配合其輸入捕捉功能來測量脈沖的寬度，實現(xiàn)程序流程圖7所示。本文引用地址：http://www.104case.com/article/172688.htm
在T／C1的捕捉中斷中，首先比較PE2(AIN0)和PE3(AIN1)的電壓值，得出AC0的實際狀態(tài)，并清空溢出計數(shù)器。當(dāng)檢測器證實ACO為高電平，輸入捕捉即被激發(fā)，16位的TCNTn數(shù)據(jù)被復(fù)制到輸入捕捉寄存器ICRn，同時輸入捕捉標(biāo)志位ICFn被置位。通過讀取ICRn寄存器，得到上升沿出現(xiàn)的時間T1；重復(fù)上面的過程，記錄第二次上升沿出現(xiàn)的時間T2。將兩次記錄的時間相減，便求得脈沖的周期。如此重復(fù)測量多次，求得平均值，從而完成信號的檢測。
可以看到，由于使用定時／計數(shù)器以及配合它的捕捉功能測量兩次上升沿之間的時間，不僅節(jié)省系統(tǒng)的硬件資源，編寫程序簡單，而且精度也高。
3．3 通道選擇電路
本系統(tǒng)所使用的傳感器為白、綠、紅、黑四線接頭，其中白線與綠線代表所測熱敏電阻接線端，紅線與黑線代表振弦的兩端。通過八通道模擬開關(guān)HCF4051以及單片機控制，通道選擇模塊把8路傳感器分時測量。由單片機的引腳發(fā)出控制信號選通滲壓計，然后進行激振并輸出頻率信號，最后以總線的形式接入到單片機測量電路。
3．4 測溫電路
在振弦傳感器激振線圈旁設(shè)置有能測量溫度的熱敏電阻，這樣就能測出溫度對振弦頻率的影響，從而對測量誤差提出修正。
在通常情況下，其溫度與電阻的關(guān)系在一定溫度范圍內(nèi)可表示為：
式中，T為溫度，℃；g(R)為電阻R的函數(shù)關(guān)系式。所以，要測出溫度，只要測量出溫度傳感器等效電阻即可。
4 結(jié)束語
本測頻系統(tǒng)具有簡單有效的防雷擊電路，以及簡便的系統(tǒng)電路，使得整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性得到很大的提高。同時充分利用AVR單片機的強大特性，使得信號采集和檢測的精度得到提高，為測量結(jié)果的后期處理與大壩安全監(jiān)測帶來了極大的便利。
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