基于MPX2100型傳感器的高精度數據采集系統
(3)PLD技術的應用
為節省了硬件電路的開銷,減少硬件電路產生的電磁干擾,系統的部分電路應用了PLD技術,其可編程邏輯電路(見圖5)由可編程邏輯陳列芯片GAL16V8組成,主要完成A/D轉換模塊所需的時鐘信號和轉換結束選通信號產生單片機外中斷0中斷信號的邏輯轉換,其邏輯方程如下:
P16=+(與非門)(5)
P14=P7+P8(或門)(6)
P13=(非門)(7)
式中,P2、P3、P7分別為單片機的、、ALE信號;
P8—與非門輸出;P9—8155的A口中斷信號;P13—生成的單片機外中斷觸發信號。
按照上述邏輯關系生成的PLD文件經FM軟件編譯后,產生熔絲文件*.LED,然后通過編程器寫入GAL16V8即可。
三、系統軟件設計
系統軟件設計采用模塊化結構,采用匯編語言編程,整個程序由主程序、顯示、鍵盤掃描、A/D轉換處理等子程序模塊組成。限于篇幅在此只列出了A/D轉換處理子程序流程圖,如圖6所示。
四、非線性誤差的修正
傳感器、放大器、A/D轉換器總是存在非線性誤差,由于上述非線性關系的存在,帶來了精度的降低,為了保證在整個范圍內滿足精度的要求,所以在實際應用中應根據控制要求對測量值進行誤差修正,修正一般通過軟件較準實現。其具體的修正方法應根據信號的工作區段和質量要求來確定。利用單片機的運算和控制能力對非線性關系找出修正算法,并在反復測試調整后使其達到設計要求。本系統采用分段線性插值法對測量值的曲線進行了誤差修正處理。方法為:將0~XMAX分為若干工作區段,每段曲線用一段對應的折線來代替,對每段折線可求出VQ:
Nt:VQ=ai×Nt+bi(8)
式中,I—某段折線的序號;ai—該段折線的斜率;bi—該段折線的截距。
它們的修正程序流程圖如圖7所示,處理關系示意曲線如圖8所示。
預先將每段的之值存于單片機中,在不同的工作區段,單片機自動地將對應的每段的上述值調出進行運算處理。(限于篇幅,定量的分析沒有討論)
五、結束語
本文描述的是一種通用的高精度壓力數據采集系統,它有許多優點,可在各種惡劣的環境中正常地工作,而且抗干擾能力強、使用壽命長、分辨率高。采用液晶顯示及PS/2鍵盤接口,實現了良好的人機交換。可廣泛地應用于石油、化工、冶金、電力、紡織、輕工、水利等工業及科研領域的壓力數據采集、檢測與分析。
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