MAX197在坦克炮塔试验台中的应用

MAX197在坦克炮塔试验台中的应用 技术应用 MAX197在坦克炮塔试验台中的应用 张佐营",王继富,马士龙 太连理工大学动力工程系,迂宁大连116024;272690却,山东泰安271000) 1引言 坦克炮塔维修后的试驻是维修质量的蓖要探证手段,传统的试验方癌是秒表加皮尺的人工测量,测量精度差, 效率慨,为此我们开发了基于单片矶采集和后台PC机管 理的试验台草片机采集系统所要采集的信来自地塔陀 螺倥组的检删接r=1主要有水平向和垂直向的谴度,漂移 和超弼等7个物理量.皆为?IOV的赢流信号,A/I)转 换芯片我们使用rMAXIM公司的M】97一由于试验中 炮塔的断旋转,单片机和Pc机问的通信方式采用丁无 线通情.奉史重点介绍MAXI97在该试验台巾的成用,包 括硬件接IJ和基于C语言的编程. 2MAxl97简介 (11概进 在数据采集系统巾.A/D转换的建度和精度决定丁采 集系统的速发和精度MAX197是MAXIM公司推出的, 十多鼋程,I2位转换精度的数据采集系统.陵芯片只需 一 的+5VF乜镳供电即nI工作但在其模拟输入端|1r"承受 幅度商于电杯电压和低于地的信号.萁允许的摄大幅值可 以达到?165V且当任一通道发生故礅后.将不影响其它 通道的正常操作泼芯片提供8千模拟输^通道.每一通 道均可独立地由软件编程得到多种输^矩围:~10V,? 5V,0,10V或0,5V. MAXI97转换时间很短.只有68它还提供丁 的井行接几——8位三态数据l/0[j.可以和太部分单片 机直接接E1.使用r丹方便一浚器件的其他特点迁包括具 有5MHz带觉的跟踪/保持电路,l~Ksps的采样速率靴 件叮选的内部或外部时钟,可变的采集挣制8+4位并行 接r]以盟内置4.v电压基准或可选的外部基准电源. 收稿n期:20o4一】1—22 只需要极少的外围电路即可JJ常工作 (2)控制字格式 MAXI97的输^电压的扳眭,u范围,通道的选择,采 集的控制方式以巫时钟和掉电方式都可以由软件编程来选 择.选挥的方法是通过向控制器写控制字其控制字为1 个字节该控制字节由写信WR控制写入芯片中.其控 制字节格式如表l所示.控制字各位意义如下: A2.AIA0(位2l0)——用于选掸接通"通道的精 人多路转换地址憧 Bf位3)——进择单极性或敢极性变换方式 Rcfl{盘4)——选择输^端满度电压的幅度 ACQMODl位5)—0=内部控制采集(六十时钟周 期),1=虾酃采集 PD1.PD0(位7.6)——选择时钟和掉电方式. 衰1MAX197的拉制字格式 (3)_^/D变换的启动 变换由写操作启动.它选择多路转换器通道,井把 MAx197的输人范围设置为单极性或驳极性一写咏冲 (WR+CS)或者开始一个采集周】lJi.或者启动一十采集与 变换的组合在变换期闻写一个新的控制字节将使变换中 止并开始一枚新的采集期 MAX197的采集控制有内吉韬采集控制和外部采集控制 应用 两种方式,由ACQMOD位决定.当ACQMOD=0时,选择 内部采集控制方式.当向MAX197写这样的控制字节时, 写脉冲即启动一个采集周期,其持续期由内部定时;当六 个时钟周期的采集期(,=2MHz时为3s)结束时,变换 开始:. 3MAX197与单片机的接口 MAX197是一种通用A/D芯片,可以和多种微机接 口,在此选用AT89C52单片机作为主处理器.通过 AT89C52的P0.0,P0.7与MAX197的DO,D7相连,既用于 输入MAX197的初始化控制字,也用于读取转换结果数 据.用AT89C52单片机的P2.7作片选信号,则MAX197 的高位地址为7FFFH.选择MAX197为软件设置低功耗工 作方式,所以置SHDN脚为高电平.由于MAX197内部参 考电压基准只有?1.5%,本文采用MAX873作为外部基准 电压,基准电压为2.5V,精度为0.1%,从REFDI脚输入, 而REF脚通过0.1F电容接地.AT89C52单片机的P1.6 脚用做读取高,低位数据的选择位,直接与HBEN脚相 连.MAX197的转换结果的读取可以采用中断方式或查询 方式,此处采用查询方式,INT脚与AT89C52P1.7相连, 可以通过查询P1.7的状态,读取转换结果[2-3]0 在电路中,AGND和DGND应相互独立,各种电源Lj 模拟地之间都采用滤波电容来消除电源的纹波.MAX197 的硬件电路设计如图l所示. 4软件设计 MAX197与其它A/D芯片不同之处在于它的很多硬件 功能都是利用内部控制字来实现的,如通道选择,模拟信 号量程,极性等.MAX197的输出数据采用无符号二进制 模式f单极性输入方式)或二进制补码形式(双极性输入方 式).当CS和RD都有效时,HBEN为低电平,低8位数 据被读出;HBEI为高电平,复用的高4位被读出,另外4 位保持低电平(在单极性方式下),或另外4位为符号位 (在双极性方式下): 由以上可知,基于MAX197的数据采集程序主要包括 两方面的关键内容,一是控制字的写入,二是数据的读 取.正确进行采集转换并读取数据的前提是必须正确设置 控制字以及MSX197的各种控制信号.本设计中,进行 数据采集转换前都对MAX197进行初始化,以便确定其采 集转换的通道,赶程和极性等. 以C语言为主的C和汇编语言的混合编程已经成为单 片机开发的主流趋势,本设计中选择了使用C语言编程. 由于C语言的使用使得程序的结构非常简单,下面以水平 向调炮速度的检测为例,说明使用MAX197进行数据采集 的编程方法. 本设计中,检测的控制由上位PC机通过通信方式控 制,在串行口中断方式下采集数据.陀螺仪组检测接口输 出的水平向调炮速度的信号为?10V直流信号,使用 MAX197的0通道,内部采集模式,MAX197处于正常工 作的内部时钟模式下.根据上述条件,控制字应该为 0x5l,采集该通道一个数据的主要程序段如下: #include<reg51.h> #jnclude<absacc.h> unsignedchardataI,datah 据的低8位和高位变量 sbitP1— 6=P16; 输出数据的高低位控制 sbitP1— 7=P17; MAX197的中断控制位 main0 //定义采样数 //设置P1.6. //设置P1.7. 艄C址 图1MAX197接口电路 (下转第1l3页) 经验 图6上油缸改造后情况 l主轴2推力头3缸盖 4扩大后的稳压孔5车削后挡油圈 在拆卸过程中测检出电机上机架错位4.5mm,造成安装偏 差,使挡油圈与推力头之间最小处单边间隙仅有0.75mm, 相对的偏心率增大.故此次安装将上机架重新定位,避免 了因电机轴偏心,油缸内的静止油旋转时产生不均匀油环 的现象,改造后情况如图6所示. 对因设计时挡油圈高度过低的处理是将原偏低的 挡油圈增加一定的高度,弥补其设计中的缺陷,即可消除 此类甩油现象. 对外甩油的处理措施即检查处理盖板密封,或对装置 的呼吸器滤网进行处理,使呼吸器呼吸畅通.必要时增大 呼吸孔径,或增加呼吸孔数来解决. 经处理,该电机内甩油的难题被彻底解决,开机试运 行72小时,机组运行正常,无任何甩油现象,达到了预 期的效果. 4结束语 机组甩油,不但会使上油缸内油量减少,油温升高, 而且还会因电机长期受油的浸蚀,造成电动机表面油灰过 多,线圈绝缘下降等问题,影响机组的安全运行. 而采用滑动轴瓦的电机均程度不同地存在有类似情 况,故本文介绍的检修方法带有一定的普遍性和实用性, 可供生产厂家和使用单位及安装单等同行参考. 参考文献: [1]杜刚海.大型泵站机组安装与检修[M].北京:水利水电出版 社.1996. [2]仇宝云.水轮发电机的安装[M].北京:水利出版社, 1989. 第一作者简介:周元斌,男, 长,高级工程师.研究领域: 技术改造等. .+..+..+?.+"+"+一+一+??+一++"+"+一十一+"+"+"+"++"+??+一+"+一+"+"—+_+"+ 一—+_"—+_"—+_"—+_ (上接第64页) {EA=I .//主程序略 for(;;); } voidps(void)interrupt4using1 {P1—7=1; XBYTE【0x7FFF]=0x51; While(P1—71:0); 是否完成了信号的采集 fP1—6=0; 先置HBEN=0,即先读低位 } datal=XBYTE【0x7FFF】; P1— 6=1; Datah=XBYTE【0x7FFF】; P1— 6=0; } //串口中断函数 //写控制字 //查询MAX197 //当数据采集完成时, //置HBEN=I,读高位 1967年生,江苏盐城人,硕士,所 大型闸站等水利工程的日常管理和 (编辑:钟兆义) 5结束语 本试验台已经通过调试,实现了预期的各项功能,达 到了各项技术指标要求,运行情况可靠.此设计表明,以 MAX197为核心的数据采集A/D转换电路具有外围电路简 单,与处理器并口兼容性好,时序控制简单易懂的特点, 由于减少了外围分立电路,可靠性和性价比较高,并且编 程简单,比较适合多通道,不同量程和极性的情况下使用. 参考文献: [1]纪宗南.单片机外围器件实用手册[M].北京:北京航空航天 大学出版社,1998. [2]张毅刚等.新编MCS一51单片机应用设计[M]哈尔滨:哈尔 滨工业大学出版社,2003 [3]王幸之等AT89系列单片机原理与接口技术[M]北京:北 京航空航天大学出版社,2004. [4]赵亮等.单片机C语言编程与实例[M]jE京:人民邮电出版 社.2003. 第一作者简介:张佐营,男,1969年生,山东费县人,硕士研究 生,工程师.研究领域:汽车电子. (编辑:梁玉)