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
0 ?: @  C" f/ H# d# E; p+ {) w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。

2 l6 J) L7 m- r) y: G4 B% |: e关键词:C8051F020 单片机高速电磁阀 测控

- ]( J1 S5 B. G3 j1 ^1引言
高速电磁阀(HSV)已广泛应用于航空、航天、汽
9 F/ q  a4 e7 g/ W车等领域,用于流量精确控制,因而对HSV的驱动控
5 S0 V7 F0 Q! y; y制方式和性能检测成为其提高产品性能的重要手段。
开发和研制了具有广泛通用性的驱动器测控系统,它
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。
) f, H# @$ A. @) {% H0 T2驱动器测控系统
2.1 测控系统要求
HSV驱动器测控系统要求对9路模拟信号和8
路频率信号进行瞬态测试和长期监测,且在瞬态测试
3 l% l" B, J' E8 @" d8 s" Z5 x( \时要求采样速率为20次/ms,同时系统要求瞬态测试
# }+ s8 p* S8 s( A7 ]# d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),
5 S7 m3 n; p1 l/ z& J6 b+ j占空比0~100%可调,以及载波频率(0~ 6kHz)可调;
  g. ?! ~' F6 w; w并要求输街路驱动信号;同时，要求输出模拟信号对
相应设备进行位移和角度的控制;系统也要输出多路实
0 h! R1 T' r. z5 |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
控系统模拟信号的输入、输出和开关信号的输入、输
' \! W% c: z. d$ E6 E  O出,因此,该测控系统具有一定的通用性。
/ ?5 m/ v& O% S/ D; L2.2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
3 A! Z9 h, {2 K. u: v杂。因此,仅仅只使用-片C8051F020芯片是无法完
全满足整个系统的设计要求。在对整个系统进行分析
和论证后,为了满足驱动器动态测控系统的设计要求,
! s  V$ T. a; _+ b9 j, C+ q采用两片C8051F020单片机,来构成整个系统的核
3 V4 S" J9 ~! A0 P8 z2 |心;C8051F020单片机是完全集成的混合信号系统级
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
% P8 q: P& B7 u! e, E* @集成了数据采集和控制系统中常用的模拟、数字外设
及其他功能部件;内置了FLASH程序存储器、内部
RAM,大部分器件内部还有位于外部数据存储器空间
9 {' W  r6 V4 Q0 q( P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
再调试;这样就大大简化了硬件电路的设计。同时，为
" y* f% C( [7 }  b/ S' Z" F" A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)