基于單片機和FPGA的位移測量裝置的設計
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3．4 A／D采樣電路
鐵芯在移動的過程中，輸出的電壓值變化范圍較大，因此，接入程控放大器，先通過A／D轉換器采樣，按照事先劃分的幅度帶對待處理信號進行幅度定位，然后控制放大器的檔位，以提高A／D轉換器的采樣精度，從而減小測量誤差。MAXl97采用的是內部時鐘和內部基準源，幾乎不需要外圍電路，電路結構簡單，應用方便。具體電路圖如圖5所示。
3．5 直流電機驅動電路
采用專用芯片L298HN作為電機驅動。電機起動時需要較大的電流，為了保證電機起動時對單片機控制板的供電系統(tǒng)不至于產(chǎn)生影響而產(chǎn)生掉電現(xiàn)象，需要采用光電耦合器TLP521-2GB進行電源隔離，同時應注意需要對L298HN的供電電壓進行去耦，以保證驅動電路的工作穩(wěn)定。電機驅動電路如圖6所示。
4 系統(tǒng)軟件程序設計
本系統(tǒng)由單片機與FPGA共同控制實現(xiàn)，FPGA主要用于ADC時序的控制以及數(shù)據(jù)的運算，單片機則用來實現(xiàn)人機的交互。程序采用結構化設計思想，軟件采用模塊化設計，主程序中調用各子程序，有專門的數(shù)據(jù)處理子程序、信號發(fā)生器子程序、掃描鍵盤子程序等。除了數(shù)據(jù)運算和顯示外，本系統(tǒng)還附加了自校正功能，即通過比較兩路信號的幅值控制電機的正轉和反轉，最終使鐵芯停在參考零的位置。圖7為程序流程。
5 系統(tǒng)測試與結果分析
5．1 使用儀器及型號
PC機：Intel奔騰D，主頻：2．5 G，內存：1 G；偉福仿真機：E51／S；直流穩(wěn)壓穩(wěn)流電源：SGl733SB3A；雙蹤數(shù)字存儲示波器：TEKT-RONLX TDS1002。
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