实验二-压力测量实验.doc

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1、压力检测实验一、实验目的1.掌握压力检测模块组成结构与原理；2.掌握A/D、D/A转换的实现方法；3.掌握多控制器实现压力检测的基本方法；4.熟悉触摸屏作显示用的实现方法；5.了解将压力转换成重量的计算方法及软件实现。二、实验设备综合实验平台箱一台简易电子称一台导线若干三、实验内容1.系统介绍该实验系统原理框图如图1所示。它主要用于对称重模型电子称砝码进行压力检测并显示重量。首先，通过触摸屏的控制界面，可以为系统设定一个重量值，另一方面通过A/D芯片采集压力信号，转换后送给控制器，由控制器处理变为重量值，经串口通信后在触摸屏显示窗口显示，同时显示的还有重量曲线及误差率。触摸屏显示A

2、/D转换控制器电子称图1压力检测系统原理图2.硬件介绍（1）基本原理本实验需要用到简易电子称、A/D转换模块、综合实验平台的触摸屏以及检测板上的两个接口，其实物硬件连接如图2所示。从图中可看到，由检测板给A/D转换模块供电，并且检测板起信号传递作用，通过检测板上的跳线可以到多个处理器起多路开关的作用。图2实验硬件连接图7A/D转换模块硬件原理图如图3所示。图3A/D转换模块硬件原理图由图3可知，该模块信号转换由压力传感器（电子称上）、接口P以及SDI0809芯片实现。SDI0809芯片VCOM脚和模块上的地通过P的4脚和1脚给压力传感器供电，压力桥通过P的2脚和3脚将差分压力信号送

3、到SDI0809的AIN1P脚和AIN1N脚。经SDI0809的A/D转换的数字信号由简易的SPI通信（DRDY/DOUT和SCLK）给处理器。（2）SDI0809芯片通过上述分析可知，SDI0809芯片是实现该A/D、D/A转换的核心芯片，同时它还要完成与单片机的数据通信工作。SDI0809芯片是一款24位无失码的高分辨率模数转换器，采用3阶Sigma-Delta结构，内部集成128倍增益，可方便的应用到各类微弱信号测量系统中，如：电子秤、数字压力传感器、血压计等。主要特征：l24位分辨率（无失码）l21位有效位(ENBO128倍放大)l18.3位不动码l内部集成128/2倍增益

4、放大器l内部集成震荡器频率：4.92MHz偏差：+/-5%l输出码率10Hz、20Hz可选l内部集成参考电压（VCOM输出2.8V）,亦可做为简单开关使用（VCOM输出AVDD）lSPI接口提供休眠控制，并切断VCOM输出，方便间歇供电。（内部采用最新算法，超快恢复速度）l提供环境监测通道B（单端输入，精度11位，输出码率600Hz）l提供时间机制，可方便的在设备上显示时间l采用SPI简化数据输出接口（2线），可采用端口更少的MCUl工作电压：2.3v–6v7SDI0809引脚图如图4所示。图4SDI0809引脚图VDD：电源端。（2.5～6V）VCOM：模拟输出，内部集成参考电压

5、（VCOM输出2.8V）,亦可做为简单开关使用（VCOM输出AVDD）。AIN1P：通道A差分模拟输入正相端。AIN1N：通道A差分模拟输入反相端。AIN2P：通道B模拟输入正相端。。GND：地端。SCLK：数字输入，SPI接口时钟信号。（需串接1K电阻）DRDY/DOUT：数字输出，ADC数据有效信号及串行数据输出：具体控制时序参考SPI接口时序描述部分（需串接1K电阻）功能模块描述：1)∆ΣADCSDI0809的核心部分为采用3阶Sigma-Delta调制器结构的模数转换器，其内部集成可编程增益（PGA=2,128）该调制器对输入模拟差分信号的采样频率为76.8KHz，远高于模

6、拟信号的最大带宽，因而简化了应用时输入通道的前置防混叠滤波器。2)通道选择（MUX）SDI0809提供两个通道数据测量通道，通道A采用差分输入，进行高精度测量；通道B采用单端输入(固定2倍增益)，方便测量环境参数（如：电源电压）通道A，B的使用通过SPI接口发送的时钟上升沿数目来判断。A通道：输入：AIN1P–AIN1N输入范围：+/-0.5VREF/GAIN采用补码输出输入为正000001h–7FFFFFh0000000h000000h输入为负FFFFFFh–800000hB通道：输入：AIN1P–AGND（输入不能为负）输入范围：0.5VREF/2输出：002000h–7FE0

7、00h输出24位，但只有前面11为有效，其余为0。3)振荡器模块7SDI0809内部集成了RC震荡器，震荡频率为4.9152MHz。1)内置参考源模块SDI0809内部集成了LDO，输入为VDD，输出为VCOM。该LDO提供2.8V参考电压输出，可以给传感器和SDI0809本身的参考电压供电。该LDO模块亦可做为简单开关使用（VCOM输出VDD）。2)休眠机制SDI0819在SCLK高电平持续100us左右进入休眠状态，SCLK低电平马上退出休眠。在休眠状态下，将关断