基于AVR和振弦式滲壓計(jì)的大壩監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)
由于振弦的共振頻率范圍為450~5 000 Hz,此頻率信號(hào)的穩(wěn)定持續(xù)時(shí)間是有限的,必須在共振信號(hào)衰減到不至于影響測(cè)頻前完成測(cè)量任務(wù)。ATmega128的兩個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器(T/C1、T/C3)具有輸入捕捉功能,它是AVR定時(shí)/計(jì)數(shù)器的又一個(gè)顯著的特點(diǎn)。本文將使用ATmega-128的1個(gè)定時(shí)/計(jì)數(shù)器,再配合其輸入捕捉功能來(lái)測(cè)量脈沖的寬度,實(shí)現(xiàn)程序流程圖7所示。本文引用地址:http://cafeforensic.com/article/172688.htm
在T/C1的捕捉中斷中,首先比較PE2(AIN0)和PE3(AIN1)的電壓值,得出AC0的實(shí)際狀態(tài),并清空溢出計(jì)數(shù)器。當(dāng)檢測(cè)器證實(shí)ACO為高電平,輸入捕捉即被激發(fā),16位的TCNTn數(shù)據(jù)被復(fù)制到輸入捕捉寄存器ICRn,同時(shí)輸入捕捉標(biāo)志位ICFn被置位。通過(guò)讀取ICRn寄存器,得到上升沿出現(xiàn)的時(shí)間T1;重復(fù)上面的過(guò)程,記錄第二次上升沿出現(xiàn)的時(shí)間T2。將兩次記錄的時(shí)間相減,便求得脈沖的周期。如此重復(fù)測(cè)量多次,求得平均值,從而完成信號(hào)的檢測(cè)。
可以看到,由于使用定時(shí)/計(jì)數(shù)器以及配合它的捕捉功能測(cè)量?jī)纱紊仙刂g的時(shí)間,不僅節(jié)省系統(tǒng)的硬件資源,編寫(xiě)程序簡(jiǎn)單,而且精度也高。
3.3 通道選擇電路
本系統(tǒng)所使用的傳感器為白、綠、紅、黑四線接頭,其中白線與綠線代表所測(cè)熱敏電阻接線端,紅線與黑線代表振弦的兩端。通過(guò)八通道模擬開(kāi)關(guān)HCF4051以及單片機(jī)控制,通道選擇模塊把8路傳感器分時(shí)測(cè)量。由單片機(jī)的引腳發(fā)出控制信號(hào)選通滲壓計(jì),然后進(jìn)行激振并輸出頻率信號(hào),最后以總線的形式接入到單片機(jī)測(cè)量電路。
3.4 測(cè)溫電路
在振弦傳感器激振線圈旁設(shè)置有能測(cè)量溫度的熱敏電阻,這樣就能測(cè)出溫度對(duì)振弦頻率的影響,從而對(duì)測(cè)量誤差提出修正。
在通常情況下,其溫度與電阻的關(guān)系在一定溫度范圍內(nèi)可表示為:
式中,T為溫度,℃;g(R)為電阻R的函數(shù)關(guān)系式。所以,要測(cè)出溫度,只要測(cè)量出溫度傳感器等效電阻即可。
4 結(jié)束語(yǔ)
本測(cè)頻系統(tǒng)具有簡(jiǎn)單有效的防雷擊電路,以及簡(jiǎn)便的系統(tǒng)電路,使得整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性得到很大的提高。同時(shí)充分利用AVR單片機(jī)的強(qiáng)大特性,使得信號(hào)采集和檢測(cè)的精度得到提高,為測(cè)量結(jié)果的后期處理與大壩安全監(jiān)測(cè)帶來(lái)了極大的便利。
評(píng)論