典型检测系统简介

1、典型检测系统简介传感器与检测技术 典型检测系统简介1.1 单片机自动测温系统 典型的单片机控制的测温系统，它由三大部分组成：(1)测量放大电路；(2)A/D转换电路；(3)显示电路。 1.硬件设计 硬件电路如下页图所示。 (1) 热电偶温度传感器 本系统使用镍铬镍硅热电偶，测温范围为0655，冷端采用补偿电桥法，利用不平衡电桥产生的电势来补偿热电偶因冷端温度变化而引起的热电势变化值。 (2) 测量放大电路 见下页图所示，从热电偶输出的信号最多不过几十毫伏，且其中包含工频、静电和磁偶合等共模干扰，对这种电路放大需要放大电路具有很高的共模抑制比以及高增益、低噪声和高输入阻抗，因此宜采用测量放大器，

2、它有很强的抑制共模信号的能力。 (3) A/D(模数)转换电路 经过测量放大器放大后的电压信号，其电压范围为05V，此信号为模拟信号，计算机无法接受，故必须进行A/D转换。在此选用ICL7109芯片。 (4) ICL7109与89C51的接口 本系统采用直接接口方式，7109的MODE端接地，使7109工作于直接输出方式。振荡器选择端(即OS端，24脚)接地，则7109的时钟振荡器以晶体振荡器工作，内部时钟等于58分频后的振荡器频率，外接晶体为6MHz，则时钟频率=6MHz/58=103kHz。积分时间=2048时间周期=20ms，与50Hz电源周期相同。积分时间为电源周期的整数倍，可抑制50

3、Hz的串模干扰。 (5)显示电路 采用3位LED数码管显示器，数码管的段控用P1口输出，位控由P3.0、P3.1、P3.2控制。7407是6位的驱动门，它是一个集电极开路门，当输入为“0”时输出为“0”；输入为“1”时输出断开，须接上位电路。共用两片7407，分别作为段控和位控的驱动。数码管选共阳极接法，当位控为“1”时，该数码管选通，动态显示用软件完成，以节省硬件成本。 2.软件设计 （1）ICL模块 从A/D转换器读取结果的模块，它连续读3次，读出3个结果分别存放于内部30H35H单元(双字节存放)。 （2）WAVE数字滤波模块 它是将ICL模块输出的3个结果排序，取中间的数作为选用的测量

4、值。此模块可以避免因电路偶然波动而引起的脉冲量的干扰，使显示数据平稳。 （3）MODIFY模块 它是补偿热电偶冷端器25时的量值，相当于仪表中的零点调到25，称此模块为零点校正模块(此温度为室温)。 （4）YA查表模块 它是核心模块。表格数据是按一定规律增长的数据(0655)，表格中电压值与温度值一一对应，表格中的电压值是热电偶输出信号乘以放大倍数(150)以后的结果，变成十六进制数进行存放，低位在前，高位在后，因而它的数据地址可以代表温度值。 （5）查表法 采用二分查找法，DP先找对半值同转换数据比较，看属哪一半，修改表格上下限值，再进行对半比较，经过若干次后，直到找到数据为止。 （6）DI

5、R 采用动态3位显示，显示时间由实验测定，各模块设计完成后要进行测试，尽量使其内聚性强、模块间耦合性强，并采用数据耦合。1.3 超声波汽车测距告警装置 1.概述 超声波测距告警装置主要用于机场、货运码头等车辆较多的场合，以避免相互间的碰撞和挂擦。要求能及时提醒驾驶员注意周围车辆情况，及早采取有效措施，防止发生事故，也可用于车辆行驶中车距的保持和控制，以防止追尾。 2 工作原理 如后面图所示，整个系统由超声波发射、超声波接收、8031单片机和声光报警、距离显示等组成。 发射部分由高频振荡器、单脉冲发生器、编码调制器、功率放大器及超声换能器组成。 单脉冲发生器在振荡器的每个周期内都被触发，产生固定

6、脉宽的脉冲序列，来自单片机的编码信号对脉冲序列进行编码调制，经功率放大后，通过超声换能器发射超声波。 接收部分由超声换能器、接收放大器和编码解调器组成。接收到的超声波反射信号经超声换能器转换、放大、解调后，送到单片机系统进行处理，并通过距离显示器显示车辆与飞机之间的距离，当该距离小于设定的告警距离时，启动报警系统报警。 为有效消除干扰，编码解调采用积累检测解调，如下图所示。V1为被放大后的含有干扰的接收信号，经门限检测电路与门限电压V0比较后输出脉冲V2。单稳电路1和单稳电路2 相互配合与或非门共同构成一个可以重新触发的单稳电路，通过此单稳电路，实现对脉冲序 列的延时积累，其输出为V3，V3经积分器积分后输出V4，最后经整形电 路整形后输出V5 ，并送入单片机处理。 3.软件设计 系统上电初始化后，先使安装在车辆四侧的超声波收发装置处于发射状态并输出调制编码，同时开始计时，在调制编码发送完毕后，使收发装置处于 接收状态，并巡回检测四侧接收装置是否接收到返回信号。当某一侧检测到返回信号时，就结束计时，并保存计时时间，同时接收返回信号编码，并将其与发送编码进行比较， 若两者相符，则计算车辆与飞机间的距离，并显示距离。然后将计算机所得的距离与设定 的告警距离进行比较，若小于告