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基于CS5550的工业测量仪表设计

作者:时间:2010-03-10来源:网络收藏


摘要:针对现行工控的种类繁多、功能各异、专用性强等问题,本文介绍了一种高精度、多用途的智能设计方案。本设计采用高性能A/D转换芯片,以单片机作为系统控制中心,实现了多种信号的采集与变换。详细介绍了电压、电流、电阻信号采集测量电路的原理。该系统成本低,结构简单,使用方便,抗干扰能力强,适用于各类微弱信号的采集与变换。
关键词:A/D转换器;测量;函数指针

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/195507.htm

0 引言
现代仪表以单片机为核心,具有数字显示、开关量输出、超限报警和通信等功能。用于测量各类工业现场的检测信号,是工业控制自动化必不可少的重要检测和控制装置。广泛应用于电力、化工、冶金等部门。
随着元件生产工艺、自动化水平的提高,对测量装置的要求越来越高。为实现低漂移、高稳定、高分辨率,使用了 A/D转换器。本系统通过简单的跳线,实现了单一仪表对电压、电流、电阻等各信号的采集,通过强大的程序实现各种信号的变换,真正达到了一表多用的智能型仪表。

1 硬件电路设计
仪表各种输入信号经跳线选择,切换测量电路后直接送入CS5550 A/D转换器,转换成数字量送入CPU处理,输入信号经线性化、冷端补偿、外线电阻补偿等运算后,得到测量值送LED显示或经RS-232传给上位机或其它控制器,同时与用户设定的报警值进行比较,从而驱动继电器报警输出。
系统结构如图1所示,测量电路与A/D转换的模拟电路部分是系统设计的关键,直接影响到测量结果的精确程度。软件的核心部分是将采集到的数字信号量转换成准确测量结果,如将热电偶的微弱电压信号转换成对应的温度值。


1.1 A/D转换电路
本系统的A/D转换采用Cirrus Logic公司的两通道、低成本Delta-Sigma模数转换器CS5550芯片,是一种便于设计、性价比高的小体积高集成解决方案。
CS5550集放大器、A/D转换器、数字滤波器、基准电压电路和双向串口于一身。具有方便的片上偏移和增益校准功能,通过串口可重新设置完成初始化,可直接输出精确测量结果。它是一个双通道解决方案。
CS5550的模拟电源与数字电源分开提供,模拟电源部分使用了RC低通滤波电路,增强了系统的稳定性。使用片上提供的基准电压源,简化电路设计。通过SPI接口与单片机进行通信。CS5550的外围参考电路如图2所示。


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关键词: 5550 CS 工业测量 仪表

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