高速电磁阀的驱动器测控系统

StepPeng33

摘要:阐述了用两片C8051F020单片机实现高速电磁阀驱动测控系统的设计过程，从硬件和软件二方面讨论了系统的一些
9 q- k8 t4 [1 R& M$ r设计方法,说明了如何利用SM-Bus总线协议,来实现两片核心芯片的通讯，以及驱动信号的发生和实现方法。
, m/ c3 w$ w' v+ c$ b. ~5 `
关键词:C8051F020 单片机高速电磁阀 测控
; W8 R2 t' _5 c3 u' n
8 U. u' C9 o5 `( L. J# O2 {8 I1引言
高速电磁阀(HSV)已广泛应用于航空、航天、汽
车等领域,用于流量精确控制,因而对HSV的驱动控
2 L: B# G0 q! `4 T制方式和性能检测成为其提高产品性能的重要手段。
$ d+ b" f' s- W- P8 r开发和研制了具有广泛通用性的驱动器测控系统,它
' M: n$ v* V; C不仅可以满足高速电磁阀的测控要求,同样也可满足
其它产品的测控要求。
2驱动器测控系统
2.1 测控系统要求
# u6 h8 _! s, P, G0 `! h  J6 QHSV驱动器测控系统要求对9路模拟信号和8
0 d4 \- _0 m6 i7 e2 B' x路频率信号进行瞬态测试和长期监测,且在瞬态测试
时要求采样速率为20次/ms,同时系统要求瞬态测试
' M, X$ W- J0 p: w和长期监控两个状态能够按要求进行切换;而对HSV
进行驱动的驱动信号要求是其工作频率(0~400Hz),
" R, I5 M/ O! i6 U占空比0~100%可调,以及载波频率(0~ 6kHz)可调;
并要求输街路驱动信号;同时，要求输出模拟信号对
; S, g& n( r" E9 \4 }3 b! C相应设备进行位移和角度的控制;系统也要输出多路实
现ms通断的开关信号,要求这些开关信号能任意
调节通断时间。由于对测控系统要求较高,并且涉及测
7 J# a  A  n* l- w0 a/ W! i! C控系统模拟信号的输入、输出和开关信号的输入、输
出,因此,该测控系统具有一定的通用性。
2.2测控系统的设计方法 .
整个系统需要检测和控制的性能参数比较多。而
且对发生的输出驱动信号要求的形式比较多样而且复
# {$ v) m$ S- L6 R# u杂。因此,仅仅只使用-片C8051F020芯片是无法完
5 h, b9 \! P/ A全满足整个系统的设计要求。在对整个系统进行分析
3 y, f* l7 R' f0 ^  v6 d和论证后,为了满足驱动器动态测控系统的设计要求,
" ~4 M, u# ~* w6 {0 U采用两片C8051F020单片机,来构成整个系统的核
心;C8051F020单片机是完全集成的混合信号系统级
$ C5 ?& _% }- I. t$ t) f7 k2 k0 l芯片(SoC),具有与8051兼容的高速CIP-51内核，
而且指令集完全与MCS-51指令集兼容;同时片内
7 Y9 x$ L) i8 X集成了数据采集和控制系统中常用的模拟、数字外设
+ Y) p* U/ m9 b6 E' T. w及其他功能部件;内置了FLASH程序存储器、内部
  D, ?! y3 z3 A1 pRAM,大部分器件内部还有位于外部数据存储器空间
的RAM;C8051F020单片机具有片内调试电路,可以
通过4脚的JTAG接口对系统进行非侵入式、全速的
2 E: e1 m7 m( d% r: U! {再调试;这样就大大简化了硬件电路的设计。同时，为
了提高系统的可靠性,硬件电路采用阻容滤波电路网
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C8051F020单片机是完全集成的混合信号系统级芯片(SoC)