高速电磁阀的驱动器测控系统

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9 x: u; E% d# |9 |摘要:阐述了用两片C8051F020单片机实现高速电磁阀驱动测控系统的设计过程，从硬件和软件二方面讨论了系统的一些
7 M: [% u2 t% N% A) K设计方法,说明了如何利用SM-Bus总线协议,来实现两片核心芯片的通讯，以及驱动信号的发生和实现方法。

* A, k% B& Y3 }, c6 n; a# }& j/ H关键词:C8051F020 单片机高速电磁阀 测控

1引言
高速电磁阀(HSV)已广泛应用于航空、航天、汽
. R! w+ H" x; u7 c车等领域,用于流量精确控制,因而对HSV的驱动控
- y7 W! h% E: n8 {制方式和性能检测成为其提高产品性能的重要手段。
开发和研制了具有广泛通用性的驱动器测控系统,它
5 f- M0 d* q6 ]& P) D+ k! U不仅可以满足高速电磁阀的测控要求,同样也可满足
* z  i- {1 O- o' s0 n+ k其它产品的测控要求。
3 l- x0 F1 x: c- |2驱动器测控系统
2.1 测控系统要求
HSV驱动器测控系统要求对9路模拟信号和8
4 n  c! ^+ o) ]2 u路频率信号进行瞬态测试和长期监测,且在瞬态测试
& i: l0 R9 v! T  }时要求采样速率为20次/ms,同时系统要求瞬态测试
和长期监控两个状态能够按要求进行切换;而对HSV
2 [  l$ B' \) |# O( a0 V2 C进行驱动的驱动信号要求是其工作频率(0~400Hz),
2 q0 F5 u! O1 V: ~% J7 ^# H占空比0~100%可调,以及载波频率(0~ 6kHz)可调;
并要求输街路驱动信号;同时，要求输出模拟信号对
7 P0 C: i5 X; ?' Q. ?, F: ~相应设备进行位移和角度的控制;系统也要输出多路实
现ms通断的开关信号,要求这些开关信号能任意
调节通断时间。由于对测控系统要求较高,并且涉及测
9 l( z. X* o* |0 A, p6 x控系统模拟信号的输入、输出和开关信号的输入、输
/ c  `1 H9 M; X+ x% G出,因此,该测控系统具有一定的通用性。
$ b" A3 O8 }9 z6 K1 y2.2测控系统的设计方法 .
整个系统需要检测和控制的性能参数比较多。而
$ b% S, v3 d! @1 L1 w3 i; n7 E+ g且对发生的输出驱动信号要求的形式比较多样而且复
杂。因此,仅仅只使用-片C8051F020芯片是无法完
- s4 v) q$ Z! s5 K# z全满足整个系统的设计要求。在对整个系统进行分析
和论证后,为了满足驱动器动态测控系统的设计要求,
采用两片C8051F020单片机,来构成整个系统的核
心;C8051F020单片机是完全集成的混合信号系统级
芯片(SoC),具有与8051兼容的高速CIP-51内核，
而且指令集完全与MCS-51指令集兼容;同时片内
( G0 R4 h6 r1 S  @, x: h0 r$ K集成了数据采集和控制系统中常用的模拟、数字外设
# _) E5 w/ p/ a' G及其他功能部件;内置了FLASH程序存储器、内部
RAM,大部分器件内部还有位于外部数据存储器空间
的RAM;C8051F020单片机具有片内调试电路,可以
通过4脚的JTAG接口对系统进行非侵入式、全速的
2 Q% y7 L* \) C再调试;这样就大大简化了硬件电路的设计。同时，为
( t: Q7 j# O* e: V1 A了提高系统的可靠性,硬件电路采用阻容滤波电路网
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C8051F020单片机是完全集成的混合信号系统级芯片(SoC)