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                        摘要:介紹利用單片機和a/d器件max120等構(gòu)成的光譜信號采集系統(tǒng),由單片機控制a/d產(chǎn)生不同的采樣頻率,用于光電倍增管和ccd輸出的光譜信號的采集。 關(guān)鍵詞:單片機 a/d 信號采集 光譜 概述 在光譜測量中,常用光電倍增管(pmt)和電荷耦合器件(ccd)作為光電轉(zhuǎn)換器。在慢變化、高精度光譜測量中使用pmt;對于閃光燈、熒光和磷光等強度隨時間變化時的光譜信號則采用ccd。pmt和ccd輸出的信號形式是不同的:光電倍增管輸出的是連續(xù)的模擬信號;ccd輸出的是視頻脈沖信號。由于輸出信號的不同,相應(yīng)的信號采集電路也不盡相同。本文所述的系統(tǒng)通過設(shè)定控制開關(guān)的不同狀態(tài),由單片機檢測、判斷和執(zhí)行相應(yīng)的操作,完成對不同形式輸入信號的采集。采集到的光譜強度通過并口送入計算機進行處理、計算,并顯示和打印出光譜曲線。 由于ccd像元幾何尺寸小、精度高,有光積分時間和信號存儲功能,因此,可以用來進行光譜測量。被測光源發(fā)出的光線經(jīng)狹縫落在光柵平面上,經(jīng)光柵色散后在ccd像元上成像,ccd各像元的位置對應(yīng)于光線色散后不同的波長。ccd輸出的是被測對象的視頻信號,在視頻信號中每一個離散電壓信號的大
內(nèi)部zdma設(shè)置為全服務(wù)模式(whole service mode)。當(dāng)dma結(jié)束時,系統(tǒng)將輸出清零信號以將當(dāng)前讀的cpld存儲體清空。 2 系統(tǒng)設(shè)計 2.1 放大電路的設(shè)計 選用cs-l型稱重傳感器主要是因為該傳感器線性度好,重復(fù)性好,具有自動復(fù)位和抗偏抗伸能力,而且安裝使用方便,互換性好。 本系統(tǒng)采用鉸鏈式稱重平臺。為了使平臺更穩(wěn)定設(shè)計時采用兩個傳感器來支撐載荷,兩傳感器輸出的信號分別經(jīng)儀表放大器放大和濾波,然后再疊加并經(jīng)濾波電路送給adc電路。 由于adc芯片max120為差分輸入,故可將其中一路信號反相后,再送入adc電路,這樣便可實現(xiàn)兩路信號的疊加。 2.2 adc電路的設(shè)計 max120是集采樣保持電路和精密電源電路于一體的12位adc,它的轉(zhuǎn)換時間是1.6μs,采樣率是500 ksps,內(nèi)外采樣模式可選。 本系統(tǒng)的采樣速率為100 kbps,max120工作在模式5,即連續(xù)轉(zhuǎn)換模式,圖2是其連續(xù)轉(zhuǎn)換的adc電路。在該模式下,max120每14個時鐘完成一次轉(zhuǎn)換,所以要求輸入時鐘為1.4 mhz,該時鐘可由處理器輸出的時鐘經(jīng)cpld分頻得
引言 max120是美國maxim公司近來新推出的產(chǎn)品,采用bicmos工藝生產(chǎn)的帶采樣電路的12位模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器,并且集跟蹤/保持器(t/h)、精密電源于一體。它的轉(zhuǎn)換時間是1.6μs,采樣率是500ksps,內(nèi)外采樣模式可選,連續(xù)轉(zhuǎn)換模式可選,輸入電壓為±5v,極限值為±15v,功耗為210mw,全溫度下無丟失碼,能方便的與一般微處理器接口,適合于高速數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng),滿足高速、高精度數(shù)據(jù)處理的要求。下面簡要介紹芯片的主要引腳及功能?!?mode為方式輸入端。當(dāng)mode=vdd時,int/busy用做一個中斷信號;當(dāng)mode=open或mode=dgnd時,int/busy用作busy輸出;● convst是轉(zhuǎn)換開始輸入端,在波形的下降沿時轉(zhuǎn)換開始;● int或busy的輸出表示轉(zhuǎn)換器的狀態(tài);● cs是片選端,低電平有效,當(dāng)為低電平時,允許三態(tài)數(shù)據(jù)輸出;當(dāng)convst和rd都是低電平時,在cs的下降沿啟動一次轉(zhuǎn)換?!?rd是讀輸入端,低電平有效,當(dāng)為低電平時,允許三態(tài)數(shù)據(jù)輸出;當(dāng)convst和rd都是低電平時,在rd的下降沿啟動一次轉(zhuǎn)換。 工作模式 max120有5種工作模式。 ● 全
、還要對模擬電路和數(shù)字電路,高速電路和低速電路進行分區(qū)布局,以盡量提高系統(tǒng)的抗干擾能力。 基于dsp的spm系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)與功能 spm系統(tǒng)在運行之前、通過控制軟件上的掃描控制面板、用戶可以調(diào)整掃描發(fā)生器電路的工作參數(shù),如掃描范圍、x偏移、y偏移、掃描速率等,然后通過反饋控制面板,用戶可以實時調(diào)整z向反饋電子學(xué)的工作狀態(tài),如比例增益、積分增益,反饋環(huán)路和偏壓。最后通過步進馬達控制面板來設(shè)定前進、后退或者停止,并設(shè)定步數(shù)給馬達驅(qū)動器相應(yīng)的驅(qū)動脈沖。 控制板上使用的是一片a/d轉(zhuǎn)換器,型號是max120,它能將納安量級電流信號轉(zhuǎn)換成vzin數(shù)字信號。max120是12bita/d轉(zhuǎn)換器,采用5v供電,轉(zhuǎn)換速率可達1.6μs,采樣率達500khz,它有五種轉(zhuǎn)換模式,全控制模式,獨立控制模式、慢存儲器模式、rom模式和連續(xù)轉(zhuǎn)換模式,模式控制引腳和其他引腳的組合邏輯可以選擇五種模式之一,本設(shè)計選擇的是連續(xù)轉(zhuǎn)換模式,其fifo讀周期可達15ns,故可減少中斷等待時間,能適合于系統(tǒng)速度要求,四片d/a轉(zhuǎn)換器選用一片12bit的ad565和三片14bit的ad7840,ad565用于轉(zhuǎn)換z向控制信息以得到
的抗干擾能力。 基于dsp的spm系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)與功能 spm系統(tǒng)在運行之前、通過控制軟件上的掃描控制面板、用戶可以調(diào)整掃描發(fā)生器電路的工作參數(shù),如掃描范圍、x偏移、y偏移、掃描速率等,然后通過反饋控制面板,用戶可以實時調(diào)整z向反饋電子學(xué)的工作狀態(tài),如比例增益、積分增益,反饋環(huán)路和偏壓。最后通過步進馬達控制面板來設(shè)定前進、后退或者停止,并設(shè)定步數(shù)給馬達驅(qū)動器相應(yīng)的驅(qū)動脈沖。圖 5所示是spm控制板的結(jié)構(gòu)框圖。 控制板上使用的是一片a/d轉(zhuǎn)換器,型號是max120,它能將納安量級電流信號轉(zhuǎn)換成vzin數(shù)字信號。max120是12bita/d轉(zhuǎn)換器,采用5v供電,轉(zhuǎn)換速率可達1.6μs,采樣率達500khz,它有五種轉(zhuǎn)換模式,全控制模式,獨立控制模式、慢存儲器模式、rom模式和連續(xù)轉(zhuǎn)換模式,模式控制引腳和其他引腳的組合邏輯可以選擇五種模式之一,本設(shè)計選擇的是連續(xù)轉(zhuǎn)換模式,其fifo讀周期可達15ns,故可減少中斷等待時間,能適合于系統(tǒng)速度要求,四片d/a轉(zhuǎn)換器選用一片12bit的ad565和三片14bit的ad7840,ad565用于轉(zhuǎn)換z向控制信息以得到
1 MAX1200的特點...
引言
  MAX120是美國MAXIM公司近來新推出的產(chǎn)品,采用BICMOS工藝生產(chǎn)的帶采樣電路的12位模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器,并且集跟蹤/保持器(T/H)、精密電源于一體。它的轉(zhuǎn)換時間是1.6μs,采樣率是500Ksps,內(nèi)外采樣模式可選...
12位分辨率;過溫?zé)o失碼;20×10-6/℃-5V內(nèi)部參考;每500kSPS吞吐量的轉(zhuǎn)換時間為1.6μs;低噪聲和低失真:最小值70dBSINAD;最大值-77dBTHD;低功耗:210mW;獨立跟蹤/保持控制輸入;可用的連續(xù)轉(zhuǎn)換模式;±5V輸入范圍,過壓至±15V;24引腳寬SO封裝
e”設(shè)計思想和表面貼裝生產(chǎn)工藝,提高了系統(tǒng)的可靠性,小板結(jié)構(gòu)具有良好的抗沖擊、抗震動和降低干擾影響等優(yōu)點。由于帶機械傳動的磁盤系統(tǒng)可靠性和壽命均低,此外加載到內(nèi)存的dos易受電磁干擾而被破壞以及計算機病毒的侵入,因此本系統(tǒng)采用rom dos操作形式和用戶程序固化運行方式,利用無源阻容匹配網(wǎng)絡(luò)提高了pc總線的抗干擾能力。圖2為上位機結(jié)構(gòu)框圖。 圖2 上位機結(jié)構(gòu)框圖 2.2 下位機結(jié)構(gòu) 下位機由std總線構(gòu)成單片機系統(tǒng)作為數(shù)據(jù)采集器。cpu用89c51單片機,a/d轉(zhuǎn)換器為max120,max120是12位、采樣速率500 khz、含采保低漂移基準adc,轉(zhuǎn)換時間為1.6μs,-5v~+5v模擬信號輸入。圖3為下位機結(jié)構(gòu)框圖。 圖3 下位機結(jié)構(gòu)框圖 2.3 角標器及上止點信號測量 在內(nèi)燃機瞬態(tài)參數(shù)測量中,一般均以曲軸轉(zhuǎn)角而不是以時間作為基準,因為內(nèi)燃機的轉(zhuǎn)速波動較為嚴重,即使在工況穩(wěn)定運轉(zhuǎn)時,角加速度在曲軸旋轉(zhuǎn)的過程中并不為0,從而使得內(nèi)燃機在轉(zhuǎn)過相同角度時所用的時間并不相等,簡單地以時間作為變量進行瞬態(tài)數(shù)據(jù)的采集,不能準確地反映曲軸旋轉(zhuǎn)到某一位置時
相關(guān)元件pdf下載:87c196kb 74hc574 max120 aqv214 max4524 max397 監(jiān)控接口電路: 電池采樣單元電路:
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