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          基于PC/104總線的旋轉(zhuǎn)變壓器電路設(shè)計(jì)

          作者: 時(shí)間:2007-06-11 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏
          傳統(tǒng)的軸角/數(shù)字轉(zhuǎn)換電路復(fù)雜、可靠性低。隨著大規(guī)模集成電路的發(fā)展,模塊化的軸角/數(shù)字轉(zhuǎn)換器不斷推新且廣泛應(yīng)用于各種導(dǎo)航系統(tǒng)的方位角和縱橫搖姿態(tài)角信息的測量系統(tǒng)中,用于大型雷達(dá)設(shè)施的方位角與仰角信息的檢測與控制等,某尋北儀系統(tǒng)由于工作環(huán)境惡劣、機(jī)動(dòng)頻繁等因素,采用了基于/的工控機(jī),提高了系統(tǒng)的可靠性。本文介紹了一種實(shí)用的軸角/數(shù)字轉(zhuǎn)換器14XSZ3412-01及其在某尋北儀系統(tǒng)中的應(yīng)用。

          1 工作原理及引腳功能

          14XSZ3412-01是一種超小型化、采用跟蹤轉(zhuǎn)換技術(shù)的/數(shù)字轉(zhuǎn)換器,他應(yīng)用了二階伺服回路,且在數(shù)字輸出端包含三態(tài)鎖存器。輸入信號可以是來自4線信號和參考,輸出是經(jīng)三態(tài)鎖存器、與TTL電平兼容的并行自然二進(jìn)制碼數(shù)字量,三態(tài)輸出能使多個(gè)轉(zhuǎn)換器直接掛在數(shù)據(jù)上,而且在使用禁止信號INH時(shí)不斷開轉(zhuǎn)換器內(nèi)部回路。字節(jié)選擇信號“BYSEL”的設(shè)置極大的方便了數(shù)據(jù)寬度為8b的用戶,用戶可以在8b寬的總線上得到16b字長的數(shù)據(jù),而無需外部接線。

          轉(zhuǎn)換器的引腳(如圖1)按其功能說明如下:

          直流供電引腳 包括+5V,GND(地),+15V,-15V四個(gè)引腳,直流電源的波動(dòng)范圍為10%,建議在電路板上+5V,+15V和-15V到GND之間分別并聯(lián)1個(gè)0.1μF和1個(gè)6.8μF的濾波電容。

          CASE端 與外殼相通,使用時(shí)需將該端接機(jī)殼地。

          輸入模擬信號引腳 引線端D1,D2及Z1,Z2,Z3,Z4分別與轉(zhuǎn)換器引腳RH,RL及S1,S2,S3,S4一一對應(yīng)連接。

          控制信號引腳 有INH,EN,BYSEL三個(gè)引腳。

          計(jì)算機(jī)與外部設(shè)備交換數(shù)據(jù)時(shí),常對外設(shè)發(fā)送設(shè)備選擇信號CS和讀信號RD,當(dāng)數(shù)據(jù)總線為8位寬度時(shí),計(jì)算機(jī)還需要發(fā)送字節(jié)選擇信號BYSEL信號。XSZ轉(zhuǎn)換模塊與計(jì)算機(jī)之間轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)的能力與一般外部設(shè)備一樣具有兼容性。INH引腳與計(jì)算機(jī)的CS信號相連,EN引腳與RD信號相連,BYSEL引腳與計(jì)算機(jī)的字節(jié)選擇控制信號相連,當(dāng)用戶使用8位寬度的數(shù)據(jù)總線時(shí),只需將XSZ的高8位依次連接到8位數(shù)據(jù)總線上。當(dāng)BYSEL為高電平時(shí),轉(zhuǎn)換器高字節(jié)數(shù)據(jù)輸出,當(dāng)BYSEL為低電平時(shí),轉(zhuǎn)換器低字節(jié)數(shù)據(jù)送到總線上,在字輸出時(shí),轉(zhuǎn)換器的BYSEL引腳應(yīng)接高電平(或懸空),并且模塊輸出全量與16位總線一一相連。

          狀態(tài)信號引腳 BUSY。當(dāng)“BUSY”為高電平時(shí),表示轉(zhuǎn)換器內(nèi)部二階電子伺服環(huán)境正在工作,數(shù)字輸出端不能直接輸出;反之計(jì)算機(jī)可直接從數(shù)字輸出端讀取轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)。

          數(shù)字輸出信號引腳 數(shù)字輸出取自引腳1-14,引腳“1”代替最高位(MSB),“14”代表最低位(LSB)。

          2 數(shù)據(jù)傳輸方法

          該轉(zhuǎn)換器的數(shù)據(jù)傳輸方法有2種常用方法:

          (1)檢測“忙”(BUSY)信號

          圖2所示當(dāng)計(jì)算機(jī)讀取數(shù)據(jù)時(shí),可對BUSY進(jìn)行檢測,若UBSY為“1”,則數(shù)據(jù)無效,反之則數(shù)據(jù)有效,這里,可把“使能”(EN)端連接“讀”信號。

          (2)施加“禁止”(INH)信號

          如圖3所示,當(dāng)需進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時(shí),計(jì)算機(jī)可向INH端發(fā)一個(gè)邏輯低電平,從而阻止了鎖存器的刷新。當(dāng)INH端被置于低電平并延遲600ns后,便可讀取數(shù)據(jù)。

          3 與/總線的接口設(shè)計(jì)

          14XSZ3412-01與/總線接口的硬件電路結(jié)構(gòu)如圖4所示,圖中,A/D轉(zhuǎn)換器的S1,S2,S3,S4端分別與旋轉(zhuǎn)變壓器的輸出信號引腳D1,D2,D3,D4一一對應(yīng)連接,RH,RL分別接旋轉(zhuǎn)變壓器的激磁引線端Z1,Z2,CASE接機(jī)殼地。CPU通過8255來控制XSZ模塊的工作,包括啟動(dòng)讀數(shù)的控制信號,高低字節(jié)選擇信號等,其工作原理為當(dāng)需進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時(shí)由CPU通過8255向XSZ模塊的INH端發(fā)送低電平,以禁止XSZ模塊鎖存器的數(shù)據(jù)刷新,當(dāng)INH被置于低電平并延遲600ns后,CPU便可讀取數(shù)據(jù),讀取數(shù)據(jù)時(shí)通過控制BYSEL端的高低電平即可讀取高低字節(jié)數(shù)據(jù),EN與地相連,則計(jì)算機(jī)可以隨時(shí)讀取數(shù)據(jù)。

          以某尋北儀系統(tǒng)測量方位角為例,給出數(shù)據(jù)采集部分的程序如下(系統(tǒng)中8255命令字口地址為0x3f6):

          4 結(jié)語

          介紹了旋轉(zhuǎn)變壓器/數(shù)字轉(zhuǎn)換器14XSZ3412-01的工作原理和數(shù)據(jù)傳輸方法,給出了與PC/104總線的接口電路設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)采集程序,該設(shè)計(jì)已成功應(yīng)用于某方位角測量系統(tǒng)中,實(shí)踐證明,該設(shè)計(jì)合理,能夠滿足系統(tǒng)要求。



          關(guān)鍵詞: 104 PC 總線 旋轉(zhuǎn)變壓器

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