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AD7730在发动机燃油消耗测量仪中的应用(2)
原作者:[标签:作者] 添加时间:2007-06-28 原文发表时间:2007-06-29 人气:1
本文章共3022字，分2页，当前第2页，快速翻页：
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A/D转换器与检测传感器接口，传统的设计方式是设置前置放大器或接口模块。以往应用双积分型A/D转换器ICL7135或逐次逼近型A/D转换器AD574与称重传感器接口时，采用运算放大器OP27或仪表放大器AD620组成前置放大电路，并设置零点、增益、基准电压调整电位器。通过前置放大电路与YZ108B称重传感器接口，将称重传感器0～10mV的信号放大到ICL7135的0～2V的接口电平信号或AD574的0～10V的接口电平信号。由于电路标定调试需要调整电位器，所以硬件电路调试一直存在调整精度重复性差的弊端。
本文通过使用24位∑-Δ A/D转换器AD7730与称重传感器直接接口，组建发动机燃油消耗测控装置，如图4所示。硬件电路取消了前置放大电路或接口模块，电路参数可以免调试。A/D转换器的数字滤波、输出速率、基准电压的设置可通过软件编程设定。AD7730内部零点或系统零点及增益校准的编程控制方式取代了手动调整零点、增益、基准电压电位器的参数设定。
图4 发动机燃油消耗测量仪方框图
2.2 AD7730接口电路设计
在发动机燃油消耗测量仪中，AD7730与YZ108B电阻应变片称重传感器的模拟接口电路和与微处理器的数字接口电路如图5所示。R1、R2、C1、C2组成低通滤波电路，C3为共模滤波电容，C4为传感器屏蔽层降噪电容。通过软件编程设置AD7730模拟信号输入量程为0～10mV，基准电压为5V，并使其处于斩波工作方式和两级数字滤波方式。
图5 AD7730的接口电路
AT89C52的P1.0、P1.1、P1.3、P1.4分别与AD7730的SCLK、CS、DOUT、DIN接口，通过控制AD7730的串口时序，完成A/D连续转换的读写操作。P1.2与RDY连接，通过查询方式控制AD7730。当状态标志RDY为低电平时，读取AD7730数据寄存器内的A/D转换数据或校准数据。当RDY为高电平时，AD7730数据寄存器更新数据，禁止数据传送。也可以把RDY与AT89C52的INT0或INT1连接，通过中断方式控制AD7730，或访问状态寄存器的RDY位以节省一位I/O口。
2.3 印制电路板布局设计
AD7730具有24位的分辨率，在 10mV输入量程、50Hz的输出速率和斩波工作方式下，最低有效位1LSB对应0.596nV的电压值，噪声系数只有40nV [3]。由于AD7730的分辨率极高、噪声系数极低，必须十分注意印制电路板的元件布局、芯片模拟地和数字地的接地连接。
在印制电路板元件布局方面，模拟元件与数字元件要完全分开，避免模拟信号线和数字信号线相互交叉。双面印制板布设模拟地和数字地的铺铜层，要分别覆围所有模拟元件和数字元件。AD7730芯片下方不要布设任何信号线，并用模拟地铺铜层覆围。特别要注意的是，A/D转换器和微处理器的晶振应用数字地覆围屏蔽，并远离模拟信号线，同时避免噪音对印制板其它部位元件产生幅射干扰影响。
印制板顶层模拟地与数字地铺铜层要互不连接，底层模拟地与数字地铺铜层不要在接线端子插座的直流地端短接，而要在AD7730芯片的模拟地AGND和数字地DGND处一点短接，这样更能有效降低接地阻抗和噪声系数。接线端子直流地与印制板模拟地铺铜层要连接，模拟输入信号线线条要宽、采用最短路径靠近AD7730模拟输入端口。AD7730模拟电源和数字电源端要分别用10μF钽电容和0.01μF陶瓷电容并联，系统工作电源要采用线性电源。
2.4 AD7730数据转换的软件编程
对于AD7730数据转换的编程，首先要写通讯寄存器，指定下一步操作是读还是写以及读写那一个寄存器，之后对指定寄存器进行读写操作。下面是用AD7730进行三字节(24位)数据转换并通过串口输出的片内寄存器读写控制子程序：
void writereg(byteword) /*写AD7730片内寄存器子程序*/
unsigned char byteword；
{unsigned char temp；
int i；
CS=0；
temp=0x80；
for(i=0；i<8；i )
{SCLK=0； /*时钟下降沿，数据传送至AD7730的DIN串行数据输入端*/
if((temp
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