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        談ARM對多傳感器的精確定時

        作者: 時間:2016-12-02 來源:網絡 收藏
        煤礦井下環境十分惡劣,隨時可能遇到的塌方和煤粉塵大等情況,影響固定報警器檢查瓦斯濃度的正常工作。安全檢查最可靠的方式是,所有的下井人員人人都隨身攜帶煤礦瓦斯報警器,隨時檢查井下瓦斯濃度;但僅檢查瓦斯濃度往往是不夠的,當井下的一氧化碳的濃度升高時對人體也是十分有害的。為了確保下井人員的安全,不僅隨時要檢查瓦斯濃度,同時也要檢查一氧化碳濃度。

        能同時檢查兩種以上有害氣體的裝置,既要便于攜帶,又要精確定時檢查多種有害氣體,這里選用32位ARM微處理器來實現該功能。

        利用32位 ARM微處理器的優勢,可以滿足便于攜帶與精確定時報警的要求。本文將針對精確定時這一問題進行一些探討。

        1ARM嵌入式隨身瓦斯報警器的基本原理

        如圖1所示,瓦斯報警器主要包括:ARM芯片外部的輸入輸出部分,ARM芯片內部與外部輸入連接的 A/D轉換部分和與芯片內部與外部輸出連接的GPIO部分。



        1.1 輸入輸出部分

        輸入部分:由瓦斯傳感器與一個模擬信號放大器通過跳線連接到P0.22引腳,將瓦斯模擬信號送入AIN0模擬輸入通道0;一氧化碳傳感器與另一個模擬信號放大器連接到P0.23引腳,將一氧化碳模擬信號送人 AIN1模擬輸入通道1。

        輸出部分:由P0.17和P0.18引腳通過470 Ω電阻與LED發光告警二極管連接;P0.19引腳通過470 Ω電阻與一個蜂鳴器相連,電阻的作用是分壓,以便產生中度蜂鳴告警;P0.20引腳直接與另一蜂鳴器相連,以便產生強度蜂鳴告警。

        ARM LPC2103微處理器A/D轉換器的特性是:10位逐次逼近式模數轉換器;測量范圍為0~3.3 V;10位轉換時間≥2.44μs;1路或多路輸入的Burst轉換模式;轉換觸發信號可選擇輸人引腳的跳變或定時器的匹配情況;A/D轉換器的基本時鐘由VPB時鐘提供,可編程分頻器將時鐘調整至4.5 MHz(逐次逼近轉換的最大時鐘),10位精度要求的轉換需要11個A/D轉換時鐘。

        ARM 微處理器運行程序在A/D控制寄存器參數的控制下,將AIN0采集到的瓦斯模擬信號送入10位逐次逼近式模數轉換器,轉換后的數字信號值存入ADDR 0 A/D數字寄存器0。將這一值與瓦斯初告警值、瓦斯中度告警值、瓦斯強度告警值進行比較,在哪一種告警范圍,立即進行哪一種告警。

        將 AIN1采集到的一氧化碳模擬信號送入10位逐次逼近式模數轉換器,轉換后的數字信號值存入ADDR1A/D數字寄存器1。將這一值與一氧化碳初告警值、一氧化碳中度告警值、一氧化碳強度告警值進行比較,在哪一種告警范圍,立即進行哪一種告警。

        1.2 模擬信號采集通道的選擇與設置

        從圖1可看到,P0.22引腳連接AIN0通道,通過設置ADOCR A/D控制寄存器,選擇通道0采集瓦斯濃度信息,并設置轉換時鐘頻率為1 MHz;BURST=0,軟件控制轉換操作;CLKS=0,使用11clock轉換;PDN=1,正常工作模式;START=4,當EDGE選擇的邊沿出現在MAT0.1時啟動A/D轉換;EDGE=0,MAT0.1下降沿觸發。

        P0.23引腳連接AIN1通道,通過設置ADOCR A/D控制寄存器,選擇通道1采集一氧化碳濃度信息,設置轉換時鐘頻率為1 MHz;BURST=0,軟件控制轉換操作;CLKS=0,使用11clock轉換;PDN=1,正常工作模式;START=5,當EDGE選擇的邊沿出現在MAT0.3時啟動A/D轉換;EDGE=0,MAT0.3下降沿觸發。

        2 精確的定時觸發

        A/D轉換的硬件觸發可通過定時器翻轉功能觸發A/D轉換,這樣無需CPU干預就能精確地定時觸發(這是本文主要討論的問題)。ARM LPC2103定時器0寄存器結構框圖如圖2所示。

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        關鍵詞: ARM傳感器精確定

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