基于S3C2410的恒溫式自動量熱儀設計
2.1.2 傳感器的選擇
現在的量熱儀大多采用鉑電阻作為測溫元件;它雖然具有精度高等優點,但鉑電阻在O~800℃范圍內、無校正的情況下,最大非線性誤差可達2%,而且它們屬于模擬式傳感器,輸出信號需要進行模/數轉換,這不僅使電路復雜,成本增加,而且增大了誤差。改進的方式是用石英晶體來代替鉑電阻作為測溫元件。根據不同頻率和切型,石英晶體溫度傳感器的溫度靈敏度可以在20~2 850 Hz/℃范圍內變動,使溫度分辨率達0.000 1℃,而且溫漂、時漂極小。
石英晶體溫度傳感器HTS-206就是其中的一種,它由日本EPSON公司生產,其振蕩頻率在40 kHz附近,工作溫度范圍為-55~+125℃,其測量精度利用多點差值法校正后可達O.05℃石英晶體諧振器HTS-206的調理電路包括振蕩電路、分頻器、計數器三個主要部分構成,其調理電路如圖3所示。本文引用地址:http://www.104case.com/article/195263.htm
以往測量頻率的方法是在芯片外接FPGA芯片,不過HTS-206,的工作頻率為40 kHz左右,符合S3C2410的工作性能,為了節約成本,可以利用中斷模式對頻率信號進行測量。HTS-206的輸出經過整流放大后,通過S3C2410的EINT0端口,用FIQ中斷模式。
利用軟件設定中斷的閘門時間為Tw,并且記錄被測信號的變化周期數(或脈沖個數)N,則被測信號的頻率為:
2.1.3 控制部分
控制部分由充氧控制、充放水控制、水位控制、點火控制、升降電機控制等幾部分組成:
充氧電路,主要完成氧彈的沖放氣的控制。當實驗開始時,發送信號,打開閥門。氧彈充氣到一定壓力的時侯,向S3C2410發出信號。S3C2410接收到信號就控制閥門關閉。
充放水及水位控制系統,主要完成內外筒進水、排水、定位任務。分別通過兩個探測器測定內外筒的水位,利用程序進行水位比較,從而達到定內外筒水定量的目的。
點火系統控制氧彈中的點火裝置,具體控制要求為:點火絲點火在自檢之后進行,如一切正常,則點火。如果點火成功,則向S3C2410發送信號,啟動測溫系統。如果點火失敗,則退出本次試驗。
2.1.4 S3C2410的網絡通信
如圖4所示,S3C2410使用CS8900A-Q3控制器擴展網絡接口模塊。它的傳輸速率為10 Mb/s。CS8900工作在16位模式下,網卡芯片復位默認工作方式為I/O連接。由于CS8900A和S3C2410的中斷電平是相反的,所以,中斷信號線間需接一個非門。信號的發送和接收端通過RJ45接口接入CS8900A,再傳送給S3C2410,從而組成了以太網信號傳輸的硬件通道。
2.2 軟件設計
2.2.1 開發環境的建立
在對S3C2419進行軟件開發之前,需要通過以下步驟,建立一個合適的開發環境。
(1)將UBOOT移植到S3C2410開發板。
(2)利用H-JATG軟件讀取板子CPU的信息,將讀取到的信息利用ADS開發環境中的AXD Debugger軟件建立仿真開發環境。
(3)仿真建立最小系統,對各個端口進行初始化,設置時鐘,電源等參數。仿真成功后,將初始化的文件利用ADS下載到主板上。
2.2.2 對系統的編程
如圖5所示,根據GB(T)213-2003的要求,設置充氧時間為18 s,充氧過程包括壓力測量,當充氧壓力大于3.2 MPa時,顯示充氧壓力過大,并結束實驗。省略點火及控制部分,主要程序如下:
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