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/ \, T7 R: E# ]- H3 U+ z* U* R, H摘要:阀门开度仪以AT89C51单片机为核心，通过在阀门电机轴上安装的电位计传感器获得阀
) |3 a) u" j5 L+ ^门电机轴的转动角位移，从而得出阀门的开度，达到自动检测的目的。详细介绍了串行控制的10
. Z2 ^' g3 K! N4 Z7 I1 D! f0 b位A/D转换器TLC1549的特点和功能，说明了TLC1549 与AT89C51单片机在阀门开度仪中的硬件* S) A- j9 ~$ ~' G0 b5 t7 X- f
电路和软件程序。实践证明，该阀门开度仪数据采集准确可靠、工作稳定。( C8 T! g* l) o4 e0 s0 ^; v
, {4 b' O" r. A7 Y, e( T
关键词: TLC1549; AT89C51 单片机;阀门开度
' K: F/ k1 R9 Z, q6 P$ I" J! o! w @- A0 o
1概述
2 a1 Z& i" \7 H, j1 ?: n工业测控领域中，经常要对阀门开度等缓变信( W3 l6 Q% y% O+ W# K' z! Q8 @0 ~
号进行测量，利用串行A/D转换器，配合单片微
8 _* |/ @4 s" @处理器，设计应用系统，既降低硬件的开支，又满4 u% x' Y7 M6 L7 O9 J; F
足实际的工程测量要求，减少了连线，提高了应用
7 {8 W: E6 ]. S6 B# b" ?/ v) a系统的可靠性。该系统是以AT89C51单片机为核& A% D5 ?5 M2 E, H% _: L
心，采用10位串行A/D转换器TLC1549的采样系
% X$ n* v' s9 M统。! K, D/ n2 a9 o. R% X. S
2 TLC1549芯片
U6 q$ K" I6 `% u4 e; r& R* ITLC1549是10位串行控制A/D转换器，具有
: i5 t0 |+ B5 v内在采样和保持电路及片内系统时钟。由于采用串 T! L& L# |& b t
行方式使得它只有8个引脚，用3条接口线与单片
5 x6 |3 n% d# b/ Y! {" u2 h机连接即可，操作简单。) Q( Z) M& ^$ V" u9 v2 L5 A
2.1TLC1549芯片引脚
r' N% W0 C% f. `/ N. JTLC1549 的引脚如图1所示。其引脚的功能说
; j+ O* _. t2 ^明见表1。2.2 TLC1549的工作方式.6 J2 E# N. j& p* b Q
TLC1549有6种工作方式，见表2。
7 o8 {, y+ A6 m% C其中表2所示的快速方式和慢速方式，在实际
7 E) ?! _6 N6 V/ Z4 J# e应用中并无本质区别，主要决定于I/O CLOCK周: Q9 U( s& @( X7 N1 F$ R) w
期的大小，一般来说，时钟频率大于280 kHz时可$ i: K& g) J `$ {
认为是快速工作方式，小于280 kHz时可认为是慢.$ H0 W+ e" C" b" W" p' [% R% u
速工作方式。
8 K* p9 l6 Y: I. G) B. F从CS下跳到DATA输出数据要有1.3μs的延时，在连
0 ?/ l2 U' z$ p) g& Z, B续进行A/D转换时，在上次转换结果输出的过程中，
' z) N4 c' H6 k7 f* }同时完成本次转换的采样，这样大大提高了A/D转
& @' o! M8 ^' Y- F( \5 l3 }换的速度。如果I/O CLOCK的时钟频率为2.1 MHz，则
% q6 W) M% T8 @4 [+ b3 T$ l完成一个A/D转换时间大约为1/2.1 x10 +21 +3 W9 ^3 h1 G& t: M
1.3 =26 μs。如果用于对连续模拟信号进行采样.# G6 L% r. K9 s' c1 m( H9 B n
转换，其速率是相当快的。) N$ H( H0 g @
3应用介绍" e9 E; h4 u# w* y- ^' w+ X8 J) x
3.1硬件设计3 B, Y/ j' L) b+ J+ b
阀门开度检测仪采用电位计作为传感器获得阀
1 T R ]* N/ m1 F门电机轴的转动角位移，从而得出阀门的开度。% x" Q% k; e& d1 Q* S$ J# E
对于TLC1549芯片，输入电压为0时，转换$ {2 W& i1 L$ r% ]1 I6 b' x
后的数字量为0;输入电压为5 V时，转换后的数
5 {5 f9 B& {* t7 h/ ]9 _+ E字量为1 023。阀门全关对应电位计电压为0.5 V,; b, f" Q% o+ s$ M2 ]; a- h
TLC1549转换后的数字量为102;阀门全开对应电) ]& g$ O! b; D
位计电压为4.5 V，TLC1549 转换后的数字量为
5 A& v+ V4 ]0 Y: N0 I! [920; 当阀门在全关和全开间变化时，电位计的电: O1 H" E2 {5 B& N
压在0.5 ~4.5 V之间变化，TLC1549 转换后的数
2 T3 P, {* F; g% q" _字量就在102 ~920之间变化。这样，就使机械信
4 t/ p6 r, x) S* |7 O9 E+ ^号变成了相应的数字信号。阀门开度角θ = (V;-7 _9 U% S; `2 _
0.5)/ (4.5 -0.5) = (D; - 102)/(920 - 102)。其
1 F) x2 ], D6 g* g8 q1 y, `中V;为电位计输出给TLC1549 的电压值，D;为
3 e; I* A2 g4 ~TLC1549转换后的数字量，由此式，可以得出阀门.
9 w1 f) P# t" F8 ?开度角。TLC1549芯片与AT89C51单片机的接口7 k- l, q# {# f& K# F1 _
电路[1如图2所示。在电路中AT89C51的P1.5~7 h- n& S2 c, q/ [1 F6 p# \* b3 Q
P1.7分别控制TLC1549芯片的片选、时钟I/O
5 _2 q: g& A8 a4 H6 h* pCLOCK和转换数据输出端DATA OUT。. Q* r6 {1 p* R4 h# H) o# u
" }, Z# J) f$ I0 }8 @
附件下载：
$ z& O6 c. C8 k8 `) j D) Z0 A( ?, u3 e
% x. [( ?+ M) _* Y7 T0 Z& L% P9 [8 G% w0 M/ B* m' l
4 r! Y5 e5 X3 H) s1 R$ Z# P/ h
9 H+ P7 r; s6 F; P! s) Z
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发表于 2020-2-4 12:25
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