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基于51单片机和FPGA的位移测量装置的设计

作者:时间:2011-11-16来源:网络收藏

传感器广泛应用于工业和控制领域,如过程检测、物理测量和自动控制等。由于其测量精度不高,往往满足不了社会需求,也限制了传感器的应用。因此,这里设计了一套基于单片机和FPGA的测量装置,能够实现较高的精度测量,同时也能够达到较高的线性度,能够在各种恶劣环境下替代人工工作,实现较高精度的测量,并具有一定的实用价值。

1 整体设计方案及实现框图
系统整体实现框图如图1所示,由信号产生部分、差分放大部分、变压器耦合部分、信号处理部分、数据采样部分和处理及显示部分组成。利用技术产生的信号经THS4503的差分放大之后送入输出的信号经放大、整流以及滤波处理之后送入MAXl97采样,采样得到的数据经处理单元处理后在LCD上显示测得的量。

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2 理论分析与计算
2.1 信号产生理论分析
在系统时钟频率和相位累加器位数一定的情况下,输出波形频率由频率控制字决定。设M为所设计的相位累加器的位数,N为频率控制字,则系统输出信号的频率为
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实验中,激励信号的频率是100 kHz,采用的时钟频率是40 MHz,频率控制字是24位,相位累加器的位数是29位。然后经过D/A转换器,输出的信号经一个截止频率是150 kHz的有源低通滤波器输出,得到稳定、连续平滑的波形。


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