典型檢測(cè)系統(tǒng)簡(jiǎn)介

1、典型檢測(cè)系統(tǒng)簡(jiǎn)介傳感器與檢測(cè)技術(shù) 典型檢測(cè)系統(tǒng)簡(jiǎn)介1.1 單片機(jī)自動(dòng)測(cè)溫系統(tǒng) 典型的單片機(jī)控制的測(cè)溫系統(tǒng)，它由三大部分組成：(1)測(cè)量放大電路；(2)A/D轉(zhuǎn)換電路；(3)顯示電路。 1.硬件設(shè)計(jì) 硬件電路如下頁(yè)圖所示。 (1) 熱電偶溫度傳感器 本系統(tǒng)使用鎳鉻鎳硅熱電偶，測(cè)溫范圍為0655，冷端采用補(bǔ)償電橋法，利用不平衡電橋產(chǎn)生的電勢(shì)來補(bǔ)償熱電偶因冷端溫度變化而引起的熱電勢(shì)變化值。 (2) 測(cè)量放大電路 見下頁(yè)圖所示，從熱電偶輸出的信號(hào)最多不過幾十毫伏，且其中包含工頻、靜電和磁偶合等共模干擾，對(duì)這種電路放大需要放大電路具有很高的共模抑制比以及高增益、低噪聲和高輸入阻抗，因此宜采用測(cè)量放大器，

2、它有很強(qiáng)的抑制共模信號(hào)的能力。 (3) A/D(模數(shù))轉(zhuǎn)換電路 經(jīng)過測(cè)量放大器放大后的電壓信號(hào)，其電壓范圍為05V，此信號(hào)為模擬信號(hào)，計(jì)算機(jī)無(wú)法接受，故必須進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。在此選用ICL7109芯片。 (4) ICL7109與89C51的接口 本系統(tǒng)采用直接接口方式，7109的MODE端接地，使7109工作于直接輸出方式。振蕩器選擇端(即OS端，24腳)接地，則7109的時(shí)鐘振蕩器以晶體振蕩器工作，內(nèi)部時(shí)鐘等于58分頻后的振蕩器頻率，外接晶體為6MHz，則時(shí)鐘頻率=6MHz/58=103kHz。積分時(shí)間=2048時(shí)間周期=20ms，與50Hz電源周期相同。積分時(shí)間為電源周期的整數(shù)倍，可抑制50

3、Hz的串模干擾。 (5)顯示電路 采用3位LED數(shù)碼管顯示器，數(shù)碼管的段控用P1口輸出，位控由P3.0、P3.1、P3.2控制。7407是6位的驅(qū)動(dòng)門，它是一個(gè)集電極開路門，當(dāng)輸入為“0”時(shí)輸出為“0”；輸入為“1”時(shí)輸出斷開，須接上位電路。共用兩片7407，分別作為段控和位控的驅(qū)動(dòng)。數(shù)碼管選共陽(yáng)極接法，當(dāng)位控為“1”時(shí)，該數(shù)碼管選通，動(dòng)態(tài)顯示用軟件完成，以節(jié)省硬件成本。 2.軟件設(shè)計(jì) （1）ICL模塊 從A/D轉(zhuǎn)換器讀取結(jié)果的模塊，它連續(xù)讀3次，讀出3個(gè)結(jié)果分別存放于內(nèi)部30H35H單元(雙字節(jié)存放)。 （2）WAVE數(shù)字濾波模塊 它是將ICL模塊輸出的3個(gè)結(jié)果排序，取中間的數(shù)作為選用的測(cè)量

4、值。此模塊可以避免因電路偶然波動(dòng)而引起的脈沖量的干擾，使顯示數(shù)據(jù)平穩(wěn)。 （3）MODIFY模塊 它是補(bǔ)償熱電偶冷端器25時(shí)的量值，相當(dāng)于儀表中的零點(diǎn)調(diào)到25，稱此模塊為零點(diǎn)校正模塊(此溫度為室溫)。 （4）YA查表模塊 它是核心模塊。表格數(shù)據(jù)是按一定規(guī)律增長(zhǎng)的數(shù)據(jù)(0655)，表格中電壓值與溫度值一一對(duì)應(yīng)，表格中的電壓值是熱電偶輸出信號(hào)乘以放大倍數(shù)(150)以后的結(jié)果，變成十六進(jìn)制數(shù)進(jìn)行存放，低位在前，高位在后，因而它的數(shù)據(jù)地址可以代表溫度值。 （5）查表法 采用二分查找法，DP先找對(duì)半值同轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)比較，看屬哪一半，修改表格上下限值，再進(jìn)行對(duì)半比較，經(jīng)過若干次后，直到找到數(shù)據(jù)為止。 （6）DI

5、R 采用動(dòng)態(tài)3位顯示，顯示時(shí)間由實(shí)驗(yàn)測(cè)定，各模塊設(shè)計(jì)完成后要進(jìn)行測(cè)試，盡量使其內(nèi)聚性強(qiáng)、模塊間耦合性強(qiáng)，并采用數(shù)據(jù)耦合。1.3 超聲波汽車測(cè)距告警裝置 1.概述 超聲波測(cè)距告警裝置主要用于機(jī)場(chǎng)、貨運(yùn)碼頭等車輛較多的場(chǎng)合，以避免相互間的碰撞和掛擦。要求能及時(shí)提醒駕駛員注意周圍車輛情況，及早采取有效措施，防止發(fā)生事故，也可用于車輛行駛中車距的保持和控制，以防止追尾。 2 工作原理 如后面圖所示，整個(gè)系統(tǒng)由超聲波發(fā)射、超聲波接收、8031單片機(jī)和聲光報(bào)警、距離顯示等組成。 發(fā)射部分由高頻振蕩器、單脈沖發(fā)生器、編碼調(diào)制器、功率放大器及超聲換能器組成。 單脈沖發(fā)生器在振蕩器的每個(gè)周期內(nèi)都被觸發(fā)，產(chǎn)生固定

6、脈寬的脈沖序列，來自單片機(jī)的編碼信號(hào)對(duì)脈沖序列進(jìn)行編碼調(diào)制，經(jīng)功率放大后，通過超聲換能器發(fā)射超聲波。 接收部分由超聲換能器、接收放大器和編碼解調(diào)器組成。接收到的超聲波反射信號(hào)經(jīng)超聲換能器轉(zhuǎn)換、放大、解調(diào)后，送到單片機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行處理，并通過距離顯示器顯示車輛與飛機(jī)之間的距離，當(dāng)該距離小于設(shè)定的告警距離時(shí)，啟動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)報(bào)警。 為有效消除干擾，編碼解調(diào)采用積累檢測(cè)解調(diào)，如下圖所示。V1為被放大后的含有干擾的接收信號(hào)，經(jīng)門限檢測(cè)電路與門限電壓V0比較后輸出脈沖V2。單穩(wěn)電路1和單穩(wěn)電路2 相互配合與或非門共同構(gòu)成一個(gè)可以重新觸發(fā)的單穩(wěn)電路，通過此單穩(wěn)電路，實(shí)現(xiàn)對(duì)脈沖序 列的延時(shí)積累，其輸出為V3，V3經(jīng)積分器積分后輸出V4，最后經(jīng)整形電 路整形后輸出V5 ，并送入單片機(jī)處理。 3.軟件設(shè)計(jì) 系統(tǒng)上電初始化后，先使安裝在車輛四側(cè)的超聲波收發(fā)裝置處于發(fā)射狀態(tài)并輸出調(diào)制編碼，同時(shí)開始計(jì)時(shí)，在調(diào)制編碼發(fā)送完畢后，使收發(fā)裝置處于 接收狀態(tài)，并巡回檢測(cè)四側(cè)接收裝置是否接收到返回信號(hào)。當(dāng)某一側(cè)檢測(cè)到返回信號(hào)時(shí)，就結(jié)束計(jì)時(shí)，并保存計(jì)時(shí)時(shí)間，同時(shí)接收返回信號(hào)編碼，并將其與發(fā)送編碼進(jìn)行比較， 若兩者相符，則計(jì)算車輛與飛機(jī)間的距離，并顯示距離。然后將計(jì)算機(jī)所得的距離與設(shè)定 的告警距離進(jìn)行比較，若小于告