《【2017年整理】dsp2812,AD采样》由会员分享，可在线阅读，更多相关《【2017年整理】dsp2812,AD采样（5页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、2.1.1 AD 采 样F2812 的 ADC 模 块 是 一 个 12 位 的 模 /数 转 换 器 。 对 于 16 路 的 AD 输 入单 元 ， 本 实 验 平 台 为 其 中 的 8 路 AD 输 入 通 道 确 定 了 功 能 ， 配 置 了 相 关 的单 元 电 路 ， 包 括 ： 两 路 温 度 信 号 采 集 、 交 流 信 号 采 集 、 温 度 给 定 、 鼓 风 机调 速 给 定 、 力 应 变 片 电 桥 输 出 信 号 采 集 、 压 电 传 感 器 输 出 信 号 采 集 以 及 流 量计 输 出 信 号 采 集 。如 图 2.1 所 示 ： 温 度 给 定 和
2、鼓 风 机 调 速 给 定 是 对 电 位 器 上 直 流 电 压 的 采样 （ 图 a） ， 比 较 简 单 不 作 过 多 介 绍 ； 力 应 变 片 电 桥 输 出 信 号 采 集 、 压 电 传感 器 输 出 信 号 采 集 （ 图 c） 以 及 流 量 计 输 出 信 号 采 集 （ 图 b） 是 接 口 部 分 ，分 别 与 传 感 器 动 态 试 验 部 分 （ 第 四 章 ） 和 流 量 仪 表 部 分 （ 第 三 章 ） 连 接 。 这里 着 重 介 绍 温 度 信 号 采 集 和 交 流 信 号 采 集 。1234XS12CON4+15V- 56 7D21BLM358R30
3、10kR2910kAD3.V R2510 C67103力 应 变 片 接 口 ADAD2123XS8CON+15VAD3123 XS7CON+15V压 电 传 感 器 接 口涡 街 流 量 计 接 口AD5C68103RP1 0kR109kAD3.V温 度 给 定 AD4C69103RP2 10kR10kAD3.V鼓 风 机 调 速 给 定a) b)c)图 2. 1 AD2 AD6 的 接 口 电 路2.1.1.1 温度信号采集两 路 温 度 信 号 分 别 通 过 F2812 的 AD0 、 AD1 通 道 来 采 集 。 由于两个通道完 全 一 样 ， 这 里 只 介 绍 一 路 温 度
4、信 号 （ AD0） 的 采 集 。(1)硬 件 原 理温 度 传 感 器 采 用 的 是 NS 公 司 生 产 的 LM355， 它 具 有 很 高 的 工 作 精 度和 较 宽 的 线 性 工 作 范 围 ， 它 的 输 出 电 压 与 摄 氏 温 度 线 性 成 比 例 ， 且 无 需 外部 校 准 或 微 调 ， 可 以 提 供 1 4 的 常 用 的 室 温 精 度 。 LM35 的 输 出 电 压 与摄 氏 温 度 的 线 形 关 系 可 用 下 面 公 式 （ 2.1） 表 示 ， 0 时 输 出 为 0 V， 每 升高 1 ， 输 出 电 压 增 加 10 mV。（ 2. TO
5、UT01）式 中 ， 输 出 电 压 单 位 为 mV， 温 度 单 位 为 。 OUT其 电 源 供 应 模 式 有 单 电 源 与 正 负 双 电 源 两 种 。 正 负 双 电 源 的 供 电 模 式 可提 供 负 温 度 的 测 量 ， 单 电 源 模 式 在 25 下 电 流 约 为 50 mA， 非 常 省 电 。 本系 统 采 用 的 是 单 电 源 模 式 ， 可 测 温 度 范 围 0 150 。温 度 传 感 器 电 路 将 测 量 到 的 温 度 信 号 转 换 成 电 压 信 号 输 出 到 信 号 放 大 电路 ， 与 温 度 值 对 应 的 电 压 信 号 经 放
6、大 后 输 出 至 A D 转 换 电 路 。 电 压 信 号转 换 成 数 字 量 后 DSP 根 据 显 示 需 要 对 数 字 量 进 行 处 理 ， 再 送 数 码 管 进 行 显示 。 关 于 数 码 管 显 示 部 分 的 设 计 在 后 面 “2.2 输 出 单 元 ”中 介 绍 。由 于 温 度 传 感 器 LM35 输 出 的 电 压 范 围 为 0 1.5V， 虽 然 该 电 压 范 围 在A D 转 换 器 的 输 入 允 许 电 压 范 围 内 ， 但 该 电 压 信 号 较 弱 ， 如 果 不 进 行 放 大直 接 进 行 A D 转 换 则 会 导 致 转 换 成
7、的 数 字 量 太 小 、 精 度 低 。 系 统 中 选 用低 漂 移 放 大 器 OPA2335 对 LM35 输 出 的 电 压 信 号 进 行 幅 度 放 大 ， 电 压 放 大 倍数 为 2 倍 ， 电 路 图 如 图 2.2 所 示 。 123XS9LM5DZTemp567D16BR2510k3610kAD0R2810C65103 温 度 传 感 器32184D16AOPA235+5VC790.1uf图 2. 2 温 度 测 量 硬 件 原 理 图（ 2） 软 件 设 计通 过 定 时 器 在 中 断 中 实 现 AD 采 样 。 采 用 多 次 采 样 求 平 均 值 的 方 法
8、 使 得最 后 计 算 出 的 温 度 值 更 准 确 。 主 程 序 实 现 DSP、 ADC、 定 时 器 的 初 始 化 ， 并在 数 码 管 上 显 示 温 度 值 。 软 件 流 程 图 如 图 2.3 所 示 。DSP初 始 化开 始ADC模 块 初 始 化配 置 ADC配 置 EVA设 置 定 时 器 1中 断 服 务 程 序 入 口AD采 样 ， 将 采 样 结 果 送入 循 环 采 样 数 组清 除 AD中 断 标 志 并 开 总 中 断中 断 返 回采 样 满 64次 ？计 算 平 均 值是转 化 为 对 应 温 度 值采 样 计 数 值 清 零否数 码 管 显 示图 2.
9、 3 温 度 测 量 单 元 软 件 流 程 图（3）实验结果在实际的使用过程中，我们发现，ADC 的转换结果误差较大，如果直接将此转换结果用于控制回路，必然会降低控制精度，最大的转换误差可以达到10。为减小误差，除了采用上面所述的多次采样取平均值算法，还采用了软件校正算法。通过多次计算、对比，对 F2812 的 ADC 存在的偏置误差（Offset Error）作了补偿。多次测试表明该测温系统工作稳定可靠，响应时间短、抗干扰能力强。2.1.1.2 交流信号采集（1）硬件原理由于 F2812 自带的 AD 转换器是单极性的，即输入电压只能为 03.3V。因此对于采样交流信号，首先需要将该电压值
10、的中点（0 电平点）提升至 AD 输入量程的中点，然后再进行 AD 采样 6。将 3.3V 电压经 R231、R38 分压得到 1.6V中点电压。双二极管 BAT54S 保证输入 AD7 通道的电压在 03.3V 之间。硬件原理图如图 2.4 所示。A D 3 . 3 V32184D 2 1 AL M 3 5 8+ A D 5 VR 3 82 0 kR 2 3 12 0 k+C 3 1 0 u FR 3 11 0 KR 2 3 2 1 0 K+C 41 0A D 7R 2 2 71 0 012X S 1 1A C S I G N A LC 6 11 0 2213D 1 3B A T 5 4 S
11、A D 3 . 3 VC 3 1 50 . 1 uu F图 2. 4 交 流 采 样 电 路 硬 件 原 理 图（2）软件设计AD 采样在中断中实现，由定时器 1 来软件触发中断，定时器周期设为0.1ms。每 0.1ms 采样一次，在 AD 中断服务程序中，把采样结果保存到内存中去。软件流程如图 2.5 所示。开始D S P 初始化A D C 模块初始化定时器 1 初始化开启定时器 1无穷循环保存 A D 采样结果清除 A D 中断标志开总中断中断服务程序入口中断返回图 2. 5 交 流 采 样 电 路 软 件 流 程 图（3）实验结果用信号发生器产生幅度小于 3V，频率为 1000Hz 的正弦波作为 AD7 的输入。运行程序，利用 DSP 的开发软件 CCS 自带的图形绘制功能可得到 A/D的采样结果如 图 2. 6 所示。图 2. 6 图形窗口中显示的 A/D 采样结果
