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一種多路信號幅值測量系統的設計

作者：時間：2012-11-09 來源：網絡

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V/F轉換芯片選用廉價的LM331。芯片的輸出頻率范圍是：1Hz~10KHz，以該芯片作A/D轉換之用其數字量的有效位數范圍比3位半的A/D轉換芯片大，比4位半的A/D轉換芯片小，與13位（二進制）的A/D轉換芯片相當。對每個被測信號都配備一個如圖3所示的轉換通道，其目的是克服V/F轉換的"慣性"，為實現6路信號的同時采樣作準備。

圖4是單片機控制部分的電路框圖，由于整個儀器系統無需配備片外RAM，為了盡可能地簡化單片機電路，筆者選用了內置8K-ROM的89C52單片機。89C52的P0口作數據總線；P2口作地址總線；P1口被組織成一個4X4的鍵盤；移相器用的I/O口則通過擴展一片8255A而得。在單片機的數據總線上掛有兩片8253計數器芯片，共擴展6個16位計數器，可同時計數6路脈沖信號，這6個計數器都被設置成工作方式0且門控計數，兩芯片共6個門控端（GATE0~2）全部并在一起受89C52的P3.4(T0)控制，計數時間（P3.4高電平時間，本實例大約為1秒左右）由89C52的CTC0通過中斷服務程序產生。每當一計數時間到后，便由89C52依次讀出這6個計數值，經換算后就得到了6個模擬信號的幅值值。

89C52中的程序主要有4大任務：1）鍵值解釋；2）液晶顯示模塊管理；3）移相器狀態監視和控制；4）8253計數器控制和讀出。6路信號的采樣時序見圖5。

3．結論

實際應用表明在一般的信號幅值測量且有單片機支持的場合，利用LM331來進行A/D轉換具有精度高、線性度好、成本低、使用方便等優勢。在圖4所示的設計方案中，由于89C52讀取8253的計數值非常快，相對于采樣的時間而言幾乎是同時的。比起巡回采樣的方式來，本設計方案的速度優勢是明顯的，基本上與信號路數無關。由于單片機系統擴展8253非常容易，頻率信號又便于遠距離傳輸和隔離，本設計方案也適用于有更多路信號的遠距離巡回檢測系統。

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關鍵詞： 多路信號 幅值測量系統 VF轉換

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