用于直线位移传感控制器的CPLD与单片机的混合设计

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摘要:提出了一种基于cpld( XC95108 )和单片机( C8051F206 )混合设计的直线位移传感控制器的方案.从通讯
& t+ i; B3 a( L- I# @) X. q和控制两个部分,介绍了CPLD和单片机的设计和实现.实验证明,采用该控制器的测量系统能够正常工
作,将采集到的数据进行精度分析,即可得到直线位移传感器输出电压的扩展不确定度和线性度.这对于
提高其测量精度,扩大其测量范围具有重要的意义.

CPLD是一-种具有丰富I/O引脚的可编程逻辑器
件,将其同单片机相结合,更能体现出在系统可编程和
1 t7 T. ^# x& w" ?& q) U使用方便灵活的特点1.本文所描述的直线位移传感.
器是利用磁致伸缩材料的磁致伸缩效应实现的一种绝
; N; J6 ~2 |( z( U/ T0 t$ O" W对位移式传感器.随着各种新型材料的问世,它以高精
度、大量程、高可靠性等优点，正在较快地替代传统的
测量方法,并应用到众多领域.国内对于该种传感器的
2 |: `+ I3 Q) R4 ~研究还处于起步阶段,主要倾向于理论研究[2].本文
提出了一种测量直线位移传感器相关性能的测量系统
( T) V; N: G9 s2 [$ e/ W, f; M方案,并从通讯和控制两个部分介绍了用于该系统控
/ q' b8 T" y# `" j: x制器的CPLD( XC95108 )和单片机( C8051F206 )的混
合设计和实现,最终给出了利用该控制器所测数据的
7 ]4 j7 s7 s, }% Y$ e# c# v4 F8 V精度分析结果.
/ h8 i" m! n% q/ t) n) t
1测量系统方案及其控制器
6 X  `7 y, D* h' ]8 A6 D7 x% ~为了测量直线位移传感器相关性能,构建了如图
1所示的测量系统.测试对象为美国MTS公司的Tem-
posonics-LH型直线位移传感器,其型号为: LH-
/ C( Y" |# P- j3 MMD600M19002A0,长度为2 m'
! V% ]7 o: \" p, [' ~0 U, X/ |计算机通过控制器来控制直线位移传感器磁铁驱
动装置,使得磁铁定位在直线位移传感器的特定位置.
) ^' n" J4 w/ @8 U与此同时,直线位移传感器输出的电压由高精度数字
0 m9 z- ^6 c8 W0 f$ i& J$ |$ a8 k表测得,并将其传输给计算机.然后,计算机对接收到
的数据进行整理,从而得到该直线位移传感器的相关
1 U. Q' |$ z( U  E- O性能参数.
8 n) ~4 c' i* o# Z7 q在本测量系统中,控制器由CPLD( XC95108 )和单
. H( M7 J  c  e, |2 ~$ _* A, z. c


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CPLD是一-种具有丰富I/O引脚的可编程逻辑器
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