傾角傳感器畢業(yè)設計

1、<p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　前 言5</b></p><p>　　0、1 設計的目的和意義5</p><p>　　0、2 設計的國內外現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢5</p><p>　　第一章 傳感器及懸架系統(tǒng)7</p><p&

2、gt;　　1、1 傳感器基本知識7</p><p>　　1、1、1 傳感器定義7</p><p>　　1、1、2 傳感器原理7</p><p>　　1、1、3 傳感器分類7</p><p>　　1、1、4 傳感器的特性7</p><p>　　1、2懸架系統(tǒng)基本知識11</p><p>

3、;　　1、2、1 懸架系統(tǒng)簡述11</p><p>　　1、2、2 現(xiàn)在懸架系統(tǒng)的分類13</p><p>　　1、2、3 懸架控制系統(tǒng)的分類13</p><p>　　1、3本論要研究的內容15</p><p>　　第二章 固體擺電容傾角傳感器設計16</p><p>　　2、1差動電容變面積傳感器工作原

4、理16</p><p>　　2、2傳感器結構設計原理17</p><p>　　2、3 對電容傳感器產(chǎn)生影響的處理19</p><p>　　2、3、1電容電場的邊緣效應19</p><p>　　2、3、2寄生和分布電容的影響19</p><p>　　2、4 傳感器信號調理19</p><p

5、>　　2、4、1 CAV424簡介20</p><p>　　2、4、2 CAV424的檢測原理20</p><p>　　2、5系統(tǒng)硬件設計23</p><p>　　2、5、1 放大電路的設計23</p><p>　　2、5、2 采用ADC0809芯片做模數(shù)轉換24</p><p>　　2、5、3

6、AT89C51芯片26</p><p>　　2、5、4 顯示電路27</p><p>　　2、6 軟件設計28</p><p>　　2、6、1 A/D轉換程序28</p><p>　　2、6、2 滑動平均濾波設計30</p><p>　　2、6、3 標度變換程序設計33</p><

7、p>　　2、6、4 顯示程序34</p><p>　　2、6、5 半主動懸架控制程序36</p><p>　　第三章 總結與展望39</p><p><b>　　3、1總結39</b></p><p>　　3、2 展望40</p><p><b>　　致謝40&l

8、t;/b></p><p><b>　　參考文獻40</b></p><p>　　固體擺電容傾角傳感及車輛半主動懸架控制設計</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　隨著社會科技的進步帶動了人們對物質品質的高要求，人們對汽車的要求越來越高，這也是進科技的創(chuàng)新進步的

9、原因之一。本文中主要描述了差動式固體擺電容傾角傳感器的結構和工作原理、單片機AT89C51與A/D和顯示接口電路，為了傾角傳感器和半主動懸架的選擇，還簡述了傳感器和懸架系統(tǒng)的基本知識。為了滿足人們的需求和實現(xiàn)設計要求，設計中采用了結構簡單、動態(tài)響應好及靈敏度高的差動式固體擺電容傾角傳感器對車輛懸架傾斜度進行檢測，傳感器中電容的變化量經(jīng)芯片CAV424、放大、模數(shù)轉換進入單片機AT89C51分析處理，然后用單片機分析處理的信號去控制懸架系

10、統(tǒng)中的減震器的軟硬度，從而改善車輛的前傾和后蹲的程度，提高車輛加速和制動性能，增強車輛舒適性。</p><p>　　關鍵詞：固體擺電容傾角傳感器、單片機AT89C51、CAV424、半主動懸架控制 </p><p>　　Solid pendulum Angle sensor design and type semi-active suspension control design</

11、p><p><b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　Along with the progress of social science and technolgy driven people to the physical quality of high demand, people are increasingly demanding for cars

12、, this a-lso is the innovation of science and technology progress into one of the reasons。This paper mainly describes the differential solid pendulum capacitance Angle sens-or structure and working principle and single-c

13、hip microcomputer ，AT89C51 and A/D and display interface circuit，in order to tilt sensors and semi-active suspensio-n choice, al</p><p>　　Keywords：Solid pendulum capacitance Angle sensor、Single-chip microcom

14、puter AT89C51、CAV424、Semi-active suspension control.</p><p><b>　　前 言</b></p><p>　　0、1 設計的目的和意義</p><p>　　設計出固體擺電容傾角傳感器，其具有明顯的擺心結構、強的適應性、好的動態(tài)響應、高的分辨率等特點，并用單片機采集、分析固體擺電容傾角

15、傳感器輸出的數(shù)據(jù)，使得固體擺電容傾角傳感器能實時的反應車輛的行駛狀況和及時的調節(jié)半主動懸架的調節(jié)器，最終讓車輛適應路面狀況。其中，半主動懸架控制的目的有兩個方面，一方面是是使車輛能適應較差的行駛路況，另一方面是讓駕乘人員有良好的、舒適的環(huán)境。</p><p>　　通過對此次的設計，鍛煉人克服困難的毅力，培養(yǎng)獨立動手動腦能力，培育出良好的生活品質。同時讓車輛有更好更強的適應能力，也讓車輛有較好的操作安全性。<

16、/p><p>　　0、2 設計的國內外現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢</p><p>　　在20世紀以來傳感技術得到了高速的發(fā)展，近幾十年來我國與發(fā)達國家的差距越來越小，據(jù)不完全統(tǒng)計，我國敏感元件及傳感器產(chǎn)品已有6000種，生產(chǎn)廠家已超1500家，年生產(chǎn)能力已上幾十億。我國為了不失去國內電子信息產(chǎn)品市場并爭國際市場，正在加速發(fā)展信息科學技術和信息產(chǎn)業(yè)。傳感器主要有以下四點發(fā)展趨勢：1、研究新型敏感材料。2、提

17、高微細加工技術。3、開發(fā)智能化傳感器。4、網(wǎng)絡化傳感器。</p><p>　　1973年，美國加州大學戴維斯分校的D.A.Crosby和D.C.Karnopp首先提出了半主動懸架的概念。其基本原理是：用可調剛度彈簧或可調阻尼的減振器(VibrationDamper)組成懸架，并根據(jù)簧載質量的加速度響應等反饋信號，按照一定的控制規(guī)律調節(jié)彈簧剛度或減振器(VibrationDamper)的阻尼，以達到較好的減振效果。

18、半主動懸架分為剛度可調和阻尼可調兩大類。目前，在半主動懸架的控制研究中，以對阻尼控制的研究居多。阻尼可調半主動懸架又可分為有級可調半主動懸架和連續(xù)可調半主動懸架，有級可調半主動懸架的阻尼系數(shù)只能取幾個離散的阻尼值，而連續(xù)可調半主動懸架的阻尼系數(shù)在一定的范圍內可連續(xù)變化。</p><p>　　汽車懸架控制系統(tǒng)的研究與開發(fā)是車輛動力學與控制領域的國際性前沿課題，開發(fā)具有安全、舒適和清潔高效、節(jié)能、智能控制的懸架是車輛

19、懸架系統(tǒng)發(fā)展的方向。</p><p>　　（1）控制策略的研究。半主動懸架系統(tǒng)的控制幾乎涉及了所有的現(xiàn)代控制理論和方法，但因為每種控制方法都有其各自的優(yōu)缺點，因此，綜合應用多種控制方法是半主動懸架控制發(fā)展的方向。</p><p>　　(2)控制器的研究。智能化控制器能夠根據(jù)路況和汽車振動等信息，自動地調節(jié)懸架系統(tǒng)的參數(shù)，使汽車具有良好行駛平順性和穩(wěn)定性。</p><p&

20、gt;　　(3)可控減振器的研制。研究與開發(fā)可靠的電流變和磁流變可控減振器。開發(fā)低成本和高可靠性的傳感器，以及高性能微處理器是半主動懸架實用化的前題。目前，磁流變液盡管已進入商品化階段，但在減振器上使用還存如噪聲、耐久性、穩(wěn)定性等問題，還需進一步深入研究。</p><p>　　第一章 傳感器及懸架系統(tǒng)</p><p>　　1、1 傳感器基本知識</p><p>　

21、　1、1、1 傳感器定義</p><p>　　國家標準GB7665-87對傳感器下的定義是：“能感受規(guī)定的被測量并按照一定的規(guī)律轉換成可用信號的器件或裝置，通常由敏感元件和轉換元件組成”。傳感器是一種檢測裝置，能感受到被測量的信息，并能將檢測感受到的信息，按一定規(guī)律變換成為電信號或其他所需形式的信息輸出，以滿足信息的傳輸、處理、存儲、顯示、記錄和控制等要求。它是實現(xiàn)自動檢測和自動控制的首要環(huán)節(jié)。 </p&g

22、t;<p>　　“傳感器”在新韋式大詞典中定義為：“從一個系統(tǒng)接受功率，通常以另一種形式將功率送到第二個系統(tǒng)中的器件”。 根據(jù)這個定義，傳感器的作用是將一種能量轉換成另一種能量形式，所以不少學者也用“換能器－Transducer”來稱謂“傳感器－Sensor”。 </p><p>　　1、1、2 傳感器原理</p><p>　　傳感器工作原理的分類物理傳感器應用的是物理效

23、應，諸如壓電效應，磁致伸縮現(xiàn)象，離化、極化、熱電、光電、磁電等效應。被測信號量的微小變化都將轉換成電信號?；瘜W傳感器包括那些以化學吸附、電化學反應等現(xiàn)象為因果關系的傳感器，被測信號量的微小變化也將轉換成電信號。</p><p>　　1、1、3 傳感器分類</p><p>　　可以用不同的觀點對傳感器進行分類：它們的轉換原理(傳感器工作的基本物理或化學效應)；它們的用途；它們的輸出信號類型以

24、及制作它們的材料和工藝等。</p><p>　　1、1、4 傳感器的特性</p><p><b>　　一、傳感器靜態(tài)特性</b></p><p>　　傳感器的靜態(tài)特性是指對靜態(tài)的輸入信號，傳感器的輸出量與輸入量之間所具有相互關系。因為這時輸入量和輸出量都和時間無關，所以它們之間的關系，即傳感器的靜態(tài)特性可用一個不含時間變量的代數(shù)方程，或以輸入量

25、作橫坐標，把與其對應的輸出量作縱坐標而畫出的特性曲線來描述。表征傳感器靜態(tài)特性的主要參數(shù)有：線性度、靈敏度、遲滯、重復性、漂移等。 </p><p>　?。?）線性度：指傳感器輸出量與輸入量之間的實際關系曲線偏離擬合直線的程度。定義為在全量程范圍內實際特性曲線與擬合直線之間的最大偏差值與滿量程輸出值之比。 </p><p>　?。?）靈敏度：靈敏度是傳感器靜態(tài)特性的一個重要指標。其定義為輸

26、出量的增量與引起該增量的相應輸入量增量之比。用S表示靈敏度。 </p><p>　?。?）遲滯：傳感器在輸入量由小到大（正行程）及輸入量由大到小（反行程）變化期間其輸入輸出特性曲線不重合的現(xiàn)象成為遲滯。對于同一大小的輸入信號，傳感器的正反行程輸出信號大小不相等，這個差值稱為遲滯差值。 </p><p>　?。?）重復性：重復性是指傳感器在輸入量按同一方向作全量程連續(xù)多次變化時，所得特性曲線

27、不一致的程度。 </p><p>　?。?）漂移：傳感器的漂移是指在輸入量不變的情況下，傳感器輸出量隨著時間變化，此現(xiàn)象稱為漂移。產(chǎn)生漂移的原因有兩個方面：一是傳感器自身結構參數(shù)；二是周圍環(huán)境（如溫度、濕度等）。 </p><p><b>　　二、傳感器動態(tài)特性</b></p><p>　　所謂動態(tài)特性，是指傳感器在輸入變化時，它的輸出的特性。

28、在實際工作中，傳感器的動態(tài)特性常用它對某些標準輸入信號的響應來表示。這是因為傳感器對標準輸入信號的響應容易用實驗方法求得，并且它對標準輸入信號的響應與它對任意輸入信號的響應之間存在一定的關系，往往知道了前者就能推定后者。最常用的標準輸入信號有階躍信號和正弦信號兩種，所以傳感器的動態(tài)特性也常用階躍響應和頻率響應來表示。 </p><p><b>　　三、傳感器的線性度</b></p>

29、;<p>　　通常情況下，傳感器的實際靜態(tài)特性輸出是條曲線而非直線。在實際工作中，為使儀表具有均勻刻度的讀數(shù)，常用一條擬合直線近似地代表實際的特性曲線、線性度（非線性誤差）就是這個近似程度的一個性能指標。 </p><p>　　擬合直線的選取有多種方法。如將零輸入和滿量程輸出點相連的理論直線作為擬合直線；或將與特性曲線上各點偏差的平方和為最小的理論直線作為擬合直線，此擬合直線稱為最小二乘法擬合直線。

30、 </p><p>　　四、 傳感器的靈敏度</p><p>　　靈敏度是指傳感器在穩(wěn)態(tài)工作情況下輸出量變化△y對輸入量變化△x的比值。 </p><p>　　它是輸出與輸入特性曲線的斜率。如果傳感器的輸出和輸入之間呈線性關系，則靈敏度S是一個常數(shù)。否則，它將隨輸入量的變化而變化。 </p><p>　　靈敏度的量綱是輸出、輸入量的量綱之比。

31、例如，某位移傳感器，在位移變化1mm時，輸出電壓變化為200mV，則其靈敏度應表示為200mV/mm。 </p><p>　　當傳感器的輸出、輸入量的量綱相同時，靈敏度可理解為放大倍數(shù)。 </p><p>　　提高靈敏度，可得到較高的測量精度。但靈敏度愈高，測量范圍愈窄，穩(wěn)定性也往往愈差。 </p><p><b>　　五、傳感器的分辨率</b>

32、;</p><p>　　分辨率是指傳感器可感受到的被測量的最小變化的能力。也就是說，如果輸入量從某一非零值緩慢地變化。當輸入變化值未超過某一數(shù)值時，傳感器的輸出不會發(fā)生變化，即傳感器對此輸入量的變化是分辨不出來的。只有當輸入量的變化超過分辨率時，其輸出才會發(fā)生變化。 </p><p>　　通常傳感器在滿量程范圍內各點的分辨率并不相同，因此常用滿量程中能使輸出量產(chǎn)生階躍變化的輸入量中的最大變

33、化值作為衡量分辨率的指標。上述指標若用滿量程的百分比表示，則稱為分辨率。分辨率與傳感器的穩(wěn)定性有負相關性。 </p><p>　　六、傾角傳感器的簡介</p><p>　　傾角傳感器經(jīng)常用于系統(tǒng)的水平測量，從工作原理上可分為“固體擺”式、“液體擺”式、“氣體擺”三種傾角傳感器，傾角傳感器還可以用來測量相對于水平面的傾角變化量。理論基礎就是牛頓第二定律，根據(jù)基本的物理原理，在一個系統(tǒng)內部，速

34、度是無法測量的，但卻可以測量其加速度。如果初速度已知，就可以通過積分計算出線速度，進而可以計算出直線位移。所以它其實是運用慣性原理的一種加速度傳感器。當傾角傳感器靜止時也就是側面和垂直方向沒有加速度作用，那么作用在它上面的只有重力加速度。重力垂直軸與加速度傳感器靈敏軸之間的夾角就是傾斜角了。</p><p>　　固體擺式慣性器件：固體擺在設計中廣泛采用力平衡式伺服系統(tǒng)，其由擺錘、擺線、支架組成。在小角度范圍內測量

35、時，可以認為擺錘受力F與擺線與垂直線構成的角度θ成線性關系。如應變式傾角傳感器就基于此原理。</p><p>　　液體擺式慣性器件： 液體擺的結構原理是在玻璃殼體內裝有導電液，并有三根鉑電極和外部相連接，三根電極相互平行且間距相等。當殼體水平時，電極插入導電液的深度相同。如果在兩根電極之間加上幅值相等的交流電壓時，電極之間會形成離子電流，兩根電極之間的液體相當于兩個電阻RI和RIII。若液體擺水平時，則RI=RI

36、II。當玻璃殼體傾斜時，電極間的導電液不相等，三根電極浸入液體的深度也發(fā)生變化，但中間電極浸入深度基本保持不變。左邊電極浸入深度小，則導電液減少，導電的離子數(shù)減少，電阻RI增大，相對極則導電液增加，導電的離子數(shù)增加，而使電阻RIII 減少，即RI>RIII。反之，若傾斜方向相反，則RI<RIII。 在液體擺的應用中也有根據(jù)液體位置變化引起應變片的變化，從而引起輸出電信號變化而感知傾角的變化。在實用中除此類型外，還有在電解質溶

37、液中留下一氣泡，當裝置傾斜時氣泡會運動使電容發(fā)生變化而感應出傾角的“液體擺”。</p><p>　　氣體擺式慣性器件：氣體在受熱時受到浮升力的作用，如同固體擺和液體擺也具有的敏感質量一樣，熱氣流總是力圖保持在鉛垂方向上，因此也具有擺的特性?！皻怏w擺”式慣性元件由密閉腔體、氣體和熱線組成。當腔體所在平面相對水平面傾斜或腔體受到加速度的作用時，熱線的阻值發(fā)生變化，并且熱線阻值的變化是角度或加速度的函數(shù)，因而也具有擺的

38、效應。其中熱線阻值的變化是氣體與熱線之間的能量交換引起的。</p><p>　　就基于固體擺、液體擺及氣體擺原理研制的傾角傳感器而言，它們各有所長。在重力場中，固體擺的敏感質量是擺錘質量，液體擺的敏感質量是電解液，而氣體擺的敏感質量是氣體。氣體是密封腔體內的唯一運動體，它的質量較小，在大沖擊或高過載時產(chǎn)生的慣性力也很小，所以具有較強的抗振動或沖擊能力。但氣體運動控制較為復雜，影響其運動的因素較多，其精度無法達到軍

39、用武器系統(tǒng)的要求。固體擺傾角傳感器有明確的擺長和擺心，其機理基本上與加速度傳感器相同。在實用中產(chǎn)品類型較多如電磁擺式，其產(chǎn)品測量范圍、精度及抗過載能力較高，在武器系統(tǒng)中應用也較為廣泛。 液體擺傾角傳感器介于兩者之間，但系統(tǒng)穩(wěn)定，在高精度系統(tǒng)中，應用較為廣泛，且國內外產(chǎn)品多為此類。</p><p>　　1、2懸架系統(tǒng)基本知識</p><p>　　懸架系統(tǒng)是保證乘坐舒適性的重要部件，又是保證汽

40、車平順行駛的重要部件。因此，汽車懸架往往列為重要部件編入轎車的技術規(guī)格表，作為衡量轎車質量的指標之一。 </p><p>　　汽車車架（或車身）若直接安裝于車橋（或車輪）上，由于道路不平，由于地面沖擊使貨物和人會感到十分不舒服，這是因為沒有懸架裝置的原因。汽車懸架是車架（或車身）與車軸（或車輪）之間的彈性聯(lián)結裝置的統(tǒng)稱。它的作用是彈性地連接車橋和車架（或車身），緩和行駛中車輛受到的沖擊力。由于彈性系統(tǒng)引進的振動，

41、使汽車行駛中保持穩(wěn)定的姿勢，改善操縱穩(wěn)定性；保證貨物完好和人員舒適；同時懸架系統(tǒng)承擔著傳遞垂直反力，縱向反力（牽引力和制動力）和側向反力以及這些力所造成的力矩作用到車架（或車身）上，以保證汽車行駛平順；并且當車輪相對車架跳動時，特別在轉向時，車輪運動軌跡要符合一定的要求，因此懸架還起使車輪按一定軌跡相對車身跳動的導向作用。</p><p>　　1、2、1 懸架系統(tǒng)簡述</p><p>　　

42、懸架結構形式和性能參數(shù)的選擇合理與否，直接對汽車行駛平順性、操縱穩(wěn)定性和舒適性有很大的影響。由此可見懸架系統(tǒng)在汽車上是重要的組成之一。</p><p>　　懸架系統(tǒng)的組成和影響因素：一般懸架由彈性元件、導向機構、減振器和橫向穩(wěn)定桿組成。彈性元件用來承受并傳遞垂直載荷，緩和由于路面不平引起的對車身的沖擊。彈性元件種類包括鋼板彈簧、螺旋彈簧、扭桿彈簧、油氣彈簧、空氣彈簧和橡膠彈簧。減振器用來衰減由于彈性系統(tǒng)引起的振動

43、，減振器的類型有筒式減振器，阻力可調式新式減振器，充氣式減振器。導向機構用來傳遞車輪與車身間的力和力矩，同時保持車輪按一定運動軌跡相對車身跳動，通常導向機構由控制擺臂式桿件組成。種類有單桿式或多連桿式的。鋼板彈簧作為彈性元件時，可不另設導向機構，它本身兼起導向作用。有些轎車和客車上，為防止車身在轉向等情況下發(fā)生過大的橫向傾斜，在懸架系統(tǒng)中加設橫向穩(wěn)定桿，目的是提高橫向剛度，使汽車具有不足轉向特性，改善汽車的操縱穩(wěn)定性和行駛平順性。汽車的

44、固有頻率是衡量汽車平順性的重要參數(shù)，它由懸架剛度和懸架彈簧支承的質量（簧載質量）所決定。人體所習慣的垂直振動頻率約為1～1.6Hz。車身振動的固有頻率應接近或處于人體適應的頻率范圍，才能滿足舒適性要求。固有頻率按下式計算：C(=Mg/f)</p><p>　　g-重力加速度； f-懸架垂直變形（撓度） M-懸架簧載質量。</p><p>　　懸架剛度是指懸架產(chǎn)生單位垂直壓縮變形所需加于懸架

45、上的垂直載荷。從固有頻率公式可以看出，在懸架垂直載荷一定時，懸架剛度越小，固有頻率就越低，但懸架剛度越小，載荷一定時懸架垂直變形就越大。這樣若無有足夠大的限位行程，就會使撞擊限位塊的概率增加。若固有頻率選取過低，很可能會出現(xiàn)制動點頭角，轉彎側貨角，空載和滿載車身高度變化過大。一般貨車固有頻率是1.5～2Hz，旅行客車1.2～1.8Hz，高級轎車1～1.3Hz。另外，當懸架剛度一定時，簧載質量越大，懸架垂直變形也愈大，而固有頻率越低?？哲?/p>

46、時的固有頻率要比滿載時的高?；奢d質量變化范圍大，固有頻率變化范圍也大。為了使空載和滿載固有頻率保持一定或很小變化，需要把懸架剛度做成可變或可調的。</p><p>　　影響汽車平順性的另一個懸架指標是簧載質量。簧載質量分為簧上質量與簧下質量兩部分，由彈性元件承載的部分質量，如車身、車架及其它所有彈簧以上的部件和載荷屬于簧上質量。車輪、非獨立懸架的車軸等屬于簧載質量，也叫非簧載質量M。如果減小非簧載質量可使車身振動

47、頻率降低，而車輪振動頻率升高，這對減少共振，改善汽車的平順性是有利的。非簧載質量對平順性的影響，常用非簧載質量和簧載質量之比m/M進行評價，此比值越小越佳。</p><p>　　影響汽車平順性的另一重要指標是阻尼比Ψ，Ψ值取大，能使振動迅速衰減，但會把路面較大的沖擊傳遞到車身，Ψ值取小，振動衰減慢，受沖擊后振動持續(xù)時間長，使乘客感到不舒服。為充分發(fā)揮彈簧在壓縮行程中作用，常把壓縮行程的阻尼比Ψ設計得比伸張小。&l

48、t;/p><p>　　懸架的側傾角剛度及前后匹配是影響汽車操縱穩(wěn)定性的重要參數(shù)。當汽車受側向力作用發(fā)生車身側傾，若側傾角過大，乘客會感到不安全，不舒適，如側傾角過小，車身受到橫向沖擊較大，乘客也會感到不適，司機路感不好。所以，整車側傾角剛度應滿足：當車身受到0.4g側向加速度時，其側傾角在2.5～4°范圍內，汽車有一定不足轉向特性，前懸架側傾角剛度應大于后懸架側傾角剛度。一般前懸架側傾角剛度與后懸架側傾角剛

49、度比應在1.4～2.6范圍內，如前后懸架本身不能滿足上述要求，可在前后懸架中加裝橫向穩(wěn)定桿，提高汽車操縱穩(wěn)定性。</p><p>　　1、2、2 現(xiàn)在懸架系統(tǒng)的分類</p><p>　　懸掛系統(tǒng)可以分為兩大主要類型:非獨立式和獨立式。獨立式懸掛分為雙叉臂式和麥佛遜支柱式。雙叉臂懸掛有以下特性:1、設定幾何形狀時可獲得較大的自由度，精確的設定可以提高駕駛舒適性，轉向性能以及其它性能。 2、懸

50、掛可以支承非垂直外力，從面減少減振器的摩擦力，確保減振器達到最佳的工作狀態(tài)。 3、懸掛的縱向尺寸可以減小。 4、轉向時，車輪外傾稍微減少，因此，輪胎與地面的接觸面更大，確保運動能夠得到有效地傳遞。</p><p>　　麥佛遜支柱式懸掛的特性：1、零件少，總成的質量輕，總成安裝簡單，更加便于保養(yǎng)。 2、彈簧質量減少。 3、幾何形狀的設定自由度較小，并產(chǎn)生相對較大的車輪外傾磨損。 4、總成的垂直尺寸較大。 5、減振器

51、總成可以支承非垂直外力，從面減小減振器摩擦力的傳送。</p><p>　　1、2、3 懸架控制系統(tǒng)的分類</p><p>　　懸架依據(jù)其可控性可以分為不可控的被動懸架和可控的智能懸架兩大類。在多變環(huán)境或性能要求高且影響因素復雜的情況下，被動懸架難以滿足期望的性能要求；而智能懸架能夠對行駛路面、汽車的工況和載荷等狀況進行監(jiān)測，進而控制懸架本身特性及工作狀態(tài)，使汽車的整體行駛性能達到最佳。智能

52、懸架中主動、半主動懸架在近年來得到了迅速發(fā)展，較好地解決了安全性和舒適性這一對矛盾，將其緩和至相對較低。</p><p><b>　　一、主動懸架</b></p><p>　　主動懸架是一個動力驅動系統(tǒng)，包括測量系統(tǒng)、反饋控制中心、能量源和執(zhí)行器四個部分。其原理是測量系統(tǒng)通過傳感器獲得車輛振動信息，傳遞給控制中心進行處理，進而由控制中心發(fā)出指令給能量源產(chǎn)生控制力，再由

53、執(zhí)行器進行控制，衰減懸架的振動。由于主動懸架結構復雜，成本高，需要很大的能量消耗，它的發(fā)展受到了一定的制約，只在少數(shù)高級轎車中有所應用。主動懸架是近十幾年發(fā)展起來的，由電腦控制的一種新型懸架，具備三個條件：（1）具有能夠產(chǎn)生作用力的動力源；（2）執(zhí)行元件能夠傳遞這種作用力并能連續(xù)工作；（3）具有多種將有關數(shù)據(jù)集中到微電腦進行運算并決定控制方式。因此，主動懸架匯集了力學和電子學的技術知識，是一種比較復雜的高技術裝置。圖1.1為主動懸架的原

54、理圖，其中F代表力發(fā)生器。</p><p>　　圖1.1 主動懸架原理圖</p><p><b>　　二、半主動懸架</b></p><p>　　半主動懸架具有結構簡單、成本較低、基本不需要消耗能量等優(yōu)點，而對振動的控制效果在一定程度上卻可以接近主動懸架，遠遠優(yōu)于被動懸架，因而越來越受到業(yè)界的重視，得到了飛速發(fā)展。半主動懸架與主動懸架結構相似，

55、只是半主動懸架用可調剛度的彈性元件或是可調阻尼的減振器代替主動懸架的力發(fā)生器。圖1.2的半主動懸架系統(tǒng)中，一個連續(xù)可調的阻尼器與一個傳統(tǒng)的普通彈簧并聯(lián)，需要假定系統(tǒng)中的阻尼器能夠完全獨立于懸架的相對運動，且能根據(jù)力控制信號做出反應。</p><p>　　圖1.2 半主動原理圖</p><p>　　1、3本論要研究的內容</p><p>　　本章主要介紹了本課題國內外

56、的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，還簡述了傳感器和懸架系統(tǒng)的基本知識，這是為了很好的確定傳感器種類選擇和懸架控制系統(tǒng)。本設計中，傳感器選擇了固體擺電容傾角傳感器，原因是電容原理的傳感器具有結構簡單、攜帶方便、精度高、靈敏度高、動態(tài)響應好、抗過載能力大，對溫度、輻射和振動等惡劣條件適應性強等一系列優(yōu)點；主要論述了傳感器的工作原理、結構、信號調理電路。懸架控制系統(tǒng)選擇了半主動懸架控制，原因是半主動懸架與主動懸架相比具有結構簡單、成本較低、基本不需要消耗能量

57、等優(yōu)點，而對振動的控制效果在一定程度上卻可以接近主動懸架，遠遠優(yōu)于被動懸架?？偟膩碚f要完成以下幾點：</p><p>　?。?）設計出分辨率為1度、量程為15度的固體擺電容傾角傳感器，主要研究其結構原理和信號調理。</p><p>　?。?）怎樣實現(xiàn)傳感器的溫度補償、調理電路的參數(shù)選擇。</p><p>　　（3）如何使用單片機對傳感器輸出數(shù)據(jù)分析處理及顯示。<

58、;/p><p>　?。?）單片機軟件程序設計。</p><p>　　第二章 固體擺電容傾角傳感器設計</p><p><b>　　系統(tǒng)總體設計方案：</b></p><p>　　利用德國AMG公司生產(chǎn)的CAV424集成芯片處理固體擺電容傾角傳感器輸出的微弱信號，并使CAV424輸出的電壓信號與傾角傳感器測出的傾角變化成線

59、性關系，CAV424輸出信號經(jīng)放大器和A/D轉換后輸入AT89C51再送去顯示和控制懸架減震器的軟硬度。</p><p><b>　　圖2.1：系統(tǒng)框圖</b></p><p>　　2、1差動電容變面積傳感器工作原理</p><p>　　為了提高傳感器的靈敏度和線性度，其結構設計成變面積差動傳感器。基本工作原理如圖4：</p>&

60、lt;p>　　圖2.2 變面積電容傳感器工作原理</p><p>　　極板1平行極板2、3，極板1和極板2產(chǎn)生的電容為C，極板1和極板3產(chǎn)生的電容為C，當極板1向x軸右移動時，極板1、3間的相對覆蓋面積發(fā)生變化，即增加A,同時極板1和極板2之間的覆蓋面積減小A，因此極板1和極板2、3產(chǎn)生的電容發(fā)生了變化，即一個減小，另一個增加，這樣就構成了變面積差動電容傳感器的工作原理。</p><p

61、>　　假設極板之間只有空氣一種介質，則：</p><p>　　C=×（A-A） C (1)</p><p>　　C=×（A+A） C （2）</p><p>　　上式中C為極板1和極板2產(chǎn)生的電容量；C為極板1和極板3產(chǎn)生的電容量；A為原來極板1和極板2、3的正對面積；A為極板1和極板2、3發(fā)生變化的面積變化量；為空氣電介常數(shù)

62、；d為兩極板之間的距離。</p><p>　　由上式可以算出極板1移動前后的電容發(fā)生變化量：</p><p>　　C= C-C=×（A+A）—×（A-A）=2A C （3）</p><p>　　其靈敏度K===2 (4)</p><p>　　據(jù)此，如果忽略

63、極板間有一種以上的介質，而只有空氣，則與兩平行極板間電容靈敏度相比，可以確定差動式電容變面積傳感器比非差動式電容變面積傳感器，其靈敏度提高了一倍；另一個特點是變面積電容傳感器有良好的線性度。</p><p>　　2、2傳感器結構設計原理</p><p>　　電容原理的傳感器具有結構簡單、攜帶方便、精度高、靈敏度高、動態(tài)響應好、抗過載能力大，對溫度、輻射和振動等惡劣條件適應性強等一系列優(yōu)點，

64、而這些特點正適合傾角傳感器的使用特性技術特性。因此把傾角傳感器的敏感元件設計成差動電容變面積原理，可以將被測的傾斜角度的變化轉換為電容量變化，繼而以電信號輸出。</p><p>　　圖2.3 傳感器結構原理圖</p><p>　　傾角傳感器結構設計如圖5所示，其敏感部分設計成圓弧形狀，盡管不是平行極板，但是擺錘與兩極板之間的間距是均勻一致的，絕緣層把圓弧分成X極和X極兩個獨立部分，且極板

65、與擺錘的寬度是一樣的。這樣設計主要是利用擺錘受重力影響變化使擺錘與極板之間的覆蓋面積改變使傾斜角度的變化和電容量大小變化有很好的線性變化。在沒傾斜時，擺錘在兩極板的中間，即與X極和X極產(chǎn)生的電容量C大小相等；當被測物發(fā)生傾斜時，即擺錘向左擺，X極和擺錘的正對覆蓋面積增加，而X極和擺錘的正對覆蓋面積減小。這樣電容就發(fā)生了變化。</p><p>　　當被測物沒傾斜時，兩極板和擺錘的電容為：</p>&l

66、t;p>　　C=A C （5）</p><p>　　當被測物發(fā)生角度傾斜時，電極之間有效覆蓋面積的變化量為：</p><p>　　A= A m （6）</p><p>　　所以變化前后的電容為：</p><p>　　C=× A C（7）</p><p&g

67、t;　　式中為空氣電介常數(shù)；d為極板之間距離；A為沒傾斜時有效覆蓋面積。</p><p>　　2、3 對電容傳感器產(chǎn)生影響的處理</p><p>　　2、3、1電容電場的邊緣效應</p><p>　　理想條件下，平行版電容器的電場分布于兩級板所圍成的空間，這僅是簡化電容量計算的一種假定。當考慮電場的邊緣效應時，情況就復雜得多，邊緣效應的影響相當于傳感器并聯(lián)一個附加電

68、容，引起了傳感器的靈敏度下降和非線性增加。為了克服邊緣效應，首先應增大初始電容量，即增大極板面積，減小極板間距；其次，加等位環(huán)。而等位環(huán)是消除邊緣效應的有效方法。所以本設計在X極和X極都接了等位環(huán)。</p><p>　　2、3、2寄生和分布電容的影響</p><p>　　一般電容傳感器的電容值很小，如果激勵電源頻率較低，則電容傳感器的容抗很大。因此，對傳感器絕緣電阻要求太高；另一方面?zhèn)鞲衅?/p>

69、除有極板間有電容外，極板與周圍也產(chǎn)生電容聯(lián)系，這種電容稱為寄生電容。它不僅改變了傳感器的電容量，而且使傳感器工作不穩(wěn)定。為了減小寄生電容對傳感器的影響，本設計采用靜電屏蔽措施，將電容器極板放置在金屬殼體內，并將殼體與大地相連。</p><p>　　由于分布電容使傳感器的靈敏度大大下降，因此在本設計中采用驅動電纜技術。</p><p>　　2、4 傳感器信號調理</p><

70、;p>　　電容傳感器的信號調理電路通常有交流不平衡電橋、二極管環(huán)形檢波電路、差動脈沖寬度等方法,無論用上述那一種調理電路所得到的電壓值需經(jīng)A/D轉換后才能輸入計算機,其測量精度與A/D轉換芯片的位數(shù)有關。然而，在本設計中考慮了傳感器信號被轉換后要輸入單片機，所以選擇了德國AMG公司生產(chǎn)的CAV424電容信號轉換芯片。這有兩個方面的好處，一方面使系統(tǒng)結構簡單明了，另一方面使電容的變化與CAV424芯片輸出的直流電壓成正比，同時為后繼

71、對信號處理提供了方便。</p><p>　　2、4、1 CAV424簡介</p><p>　　CAV424是一個多用途的處理各種電容式傳感器信號的完整的轉換接口集成電路。它同時具有信號采集(相對電容量變化)、處理和差分電壓輸出的功能，能夠測量出一個被測電容和參考電容的差值。在相對于參考電容值(10 pF~1nF)5％～100％的范圍內，可以檢測0pF一2nF的電容值，且其輸出差分電壓最大

72、可達士1．4 V；同時，CAV424還具有內置溫度傳感器。</p><p>　　2、4、2 CAV424的檢測原理</p><p>　　1個通過電容C確定頻率的參考振蕩器驅動2個構造對稱的積分器，并使它們在時間和相位上同步。這2個積分器的振幅通過電容C和C確定。這里，C作為參考電容，而C作為被測電容。由于積分器具有很高的共模抑制比和分辨率，所以比較2個振幅的差值得到的信號反映出2個電容C

73、和C的相對變化量。該差分信號通過1個二級低通濾波器轉換成直流電壓信號，并經(jīng)過輸出可調的差分級輸出。只要簡單調整很少的元件，就可以改變低通濾波器的濾波常數(shù)和放大倍數(shù)。參考振蕩器對外接的振蕩器電容C和與它相關的內部寄生電容C、PAR、INT以及外接的寄生電容C、PAR、EXT充電，然后放電。振蕩器的電容近似地取為C=1．6C。參考振蕩器電流I=VM／R。實測振蕩器的輸出波形，即是任一片CAV424的12腳輸出波形。CAV424應用電路原理框

74、圖：</p><p>　　圖2.4 應用電路原理框圖及引腳功能圖</p><p>　　電容式積分器的工作方式與參考振蕩器的工作方式接近，區(qū)別在于前者放電時間是參考振蕩器的一半，其次前者的放電電壓被鉗制在一個內部固定的電壓VCLAAMP上，實測2片CAV424的14腳和16腳(電容積分器的輸出電壓)， 兩個積分器的輸出電壓經(jīng)內部信號調理后的輸出，在理想狀況下應為：</p>&l

75、t;p>　　VLPOUT=VDIFF+VM （8）</p><p>　　其中差分信號VDIFF=（1+）× (V-V) V（9）</p><p>　　上式中VM為參考電壓，并取VM=2.5V。</p><p>　　在被設計中，CAV424的參考電容大小取為傳感器沒傾斜是動極板與靜極板產(chǎn)生的電容C，這樣就使C和C的開始電容大小相等，同時CAV4

76、24輸出的直流電壓信號與電容的變化量成正比。假設此正比系數(shù)為k，電容C和C的相對變化為C=× A，則由（9）式得：</p><p>　　VDIFF= k（1+）× A V （10）</p><p>　　式中為傳感器傾斜角度;R和R為外接電阻。</p><p>　　在實際的測量中，傳感器為了減小現(xiàn)場環(huán)境和傳感器內部環(huán)境的改變使傳感器的靈敏度下

77、降，傳感器往往被做成差動式，故在被設計中要用2片CAV424芯片，并接成差動式。如圖7所示：</p><p>　　圖2.5 實際CAV424應用電路圖</p><p>　　傾角傳感器放在水平位置時，差動電容C10=C20=50pF，所以應CAV424的參考電容C11=C21=50pF，振蕩電容C12=C22=1.6C11=80pF，低通濾波電容C13=C14=C23=C24=200C11=

78、10nF，穩(wěn)定參考電壓VM的電容負載C15=C25=100nF，電流調整電阻R11=R12=R21=R22=500kΩ。參考振蕩器電流設定電阻R13=R23=250kΩ。為了調整VLPOUT，把輸出級電阻均調整為100kΩ的電位器。另外，為了提高電路的穩(wěn)定性，在CAV424的引腳4和地之間接了10nF的電容C16和C26。</p><p><b>　　2、5系統(tǒng)硬件設計</b></p&

79、gt;<p>　　2、5、1 放大電路的設計</p><p>　　運放電路用來合成和放大2片CAV424輸出的電壓信號，使其轉換為易被單片機處理的O～5V直流電壓。若按一般設計原則，這里應選用儀用放大器；但考慮到儀用放大器成本較高，而且由于前級使用了兩片CAV424，其輸出電壓已經(jīng)較高，所以這里選用了性價比較高的四運放TL084作為信號調理電路。實驗表明其精度完全達到了預定的設計要求。考慮到后級電路

80、的簡易性，這里采用兩級運放。第一級用兩片CAV424的VLPOUT分別作為運放的正反相輸入，使傾角傳感器在±15°變化時，V輸出為±2.5V，用2片CV424的任一V端作為第二級運放的同相輸入端，使V輸出電壓為0～5V。然后，再把此信號作為單片機的模擬輸入信號，如圖8所示：</p><p>　　圖2.6 實際運算放大電路</p><p>　　這里，選取R1=

81、R2=R3=R4=R5=Rf2=10kΩ，Rf1=Rp1=100kΩ，則</p><p>　　U =R/R (Vlpoutl-Vlpout2)      （11）</p><p>　　U=V-U           

82、0;         （13）</p><p>　　把式(1)代入式(2)，可得U= V+ R／R (Vlpout1-Vlpout2)；由 （10）、 (11)、(12)可知：</p><p>　　U= V+ k（1+）× A V（13）</p><p>

83、　　所以在電路中可以通過調整R和R，使傾角傳感器在±15°內變化時，U在0～5V內變化。</p><p>　　2、5、2 采用ADC0809芯片做模數(shù)轉換</p><p>　　ADC0809芯片簡介</p><p>　　8路模擬信號的分時采集，片內有8路模擬選通開關，以及相應的通道抵制鎖存用譯碼電路，其轉換時間為100μs左右。</p>

84、;<p>　　一、ADC0809的主要性能： </p><p>　　(1) 8位逐次逼近型A/D轉換器，所有引腳的邏輯電平與TTL電平兼容。 </p><p>　　(2) 帶有鎖存功能的8路模擬量轉換開關，可對8路0～5V模擬量進行分時切換。 </p><p>　　(3) 輸出具有三態(tài)鎖存功能。 </p><p>　　(4) 分

85、辨率：8位，轉換時間：100μs。 </p><p>　　(5) 不可調誤差：±1LBS，功耗：15mW。 </p><p>　　(6) 工作電壓：+5V，參考電壓標準值+5V。 </p><p>　　(7) 片內無時鐘，一般需外加640KHz以下且不低于100KHz的時鐘信號。 </p><p>　　二、ADC0809的內部結構：

86、 </p><p>　　ADC0809是CMOS的8位模/數(shù)轉換器，采用逐次逼近原理進行A/D轉換，芯片內有模擬多路轉換開關和A/D轉換兩大部分，可對8路0～5V的輸入模擬電壓信號分時進行轉換。模擬多路開關由8路模擬開關和3位地址鎖存譯碼器組成，可選通8路模擬輸入中的任何一路，地址鎖存信號ALE將3位地址信號ADDA、ADDB、ADDC進行鎖存，然后由譯碼電路選通其中的一路，被選中的通道進行A/D轉換。A/D轉換

87、部分包括比較器、逐次逼近寄存器（SAR）、256R電阻網(wǎng)絡、樹狀電子開關、控制與時序電路等。另外ADC0809輸出具有TTL三態(tài)鎖存緩沖器，可直接連到CPU數(shù)據(jù)總線上。 </p><p>　　三、ADC0809的多路轉換： </p><p>　　在實時控制與實時檢測系統(tǒng)中，被控制與被測量的電路往往是幾路或幾十路，對這些電路的參數(shù)進行模/數(shù)、數(shù)/模轉換時，常采用公共的模數(shù)、數(shù)模轉換電路。因此

88、，對各路進行轉換是分時進行的。此時，必須輪流切換各被測電路與模數(shù)、數(shù)模轉換電路之間的通道，以達到分時切換的功能。 </p><p>　　四、ADC0809轉換時序：</p><p>　　首先輸入地址選擇信號，在ALE信號作用下，地址信號被鎖存，產(chǎn)生譯碼信號，選中一路模擬量輸入。然后輸入啟動轉換控制信號START（不小于100ns ），啟動A/D轉換。轉換結束，數(shù)據(jù)送三態(tài)門鎖存，同時發(fā)出EO

89、C信號，在允許輸出信號控制下，再將轉換結果輸出到外部數(shù)據(jù)總線。</p><p>　　五、ADC0809與單片機接口電路</p><p>　　圖2.7 MCS51與ADC0809接口電路</p><p>　　如圖9所示，模擬通道信號選擇A、B、C分別接最低三位地址P0.0、P0.1、P0.2。而地址鎖存允許信號ALE由P2.7 控制，則8路模擬通道的控制地址為0FE

90、F8H~0FEFFH。此外，通道地址選擇以WD作為選通信號。A/D轉換的數(shù)據(jù)應及時送入單片機，在這過程中關鍵問題是如何確定A/D轉換完成，因為只有確定后才能進行數(shù)據(jù)傳輸。判斷A/D是否完成主要有三種方法：定時傳輸方式、中斷式、查詢方式。在本設計中我選擇了延時（定時）方式進行A/D轉換，這樣選擇主要是讓單片機節(jié)約時間及處理更多的數(shù)據(jù)。</p><p>　　2、5、3 AT89C51芯片</p>&l

91、t;p>　　AT89C51是一個低電壓，高性能CMOS 的8位單片機帶有4K字節(jié)的可反復擦寫的程序存儲器（PENROM）。和128字節(jié)的存取數(shù)據(jù)存儲器（RAM），這種器件采用ATMEL公司的高密度、不容易丟失存儲技術生產(chǎn)，并且能夠與MCS-51系列的單片機兼容。片內含有8位中央處理器和閃爍存儲單元，有較強的功能的AT89C51單片機能夠被應用到控制領域中。</p><p>　　AT89C51提供以下的功能標

92、準：4K字節(jié)閃爍存儲器，128字節(jié)隨機存取數(shù)據(jù)存儲器，32個I/O口，2個16位定時/計數(shù)器，1個5向量兩級中斷結構，1個串行通信口，片內震蕩器和時鐘電路。另外，AT89C51還可以進行50HZ的靜態(tài)邏輯操作，并支持兩種軟件的節(jié)電模式。閑散方式停止中央處理器的工作，能夠允許隨機存取數(shù)據(jù)存儲器、定時/計數(shù)器、串行通信口及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。掉電方式保存隨機存取數(shù)據(jù)存儲器中的內容，但震蕩器停止工作并禁止其它所有部件的工作直到下一個復位。<

93、;/p><p>　　AT89C51的復位電路：</p><p>　　圖2.8 RC復位電路</p><p>　　2、5、4 顯示電路</p><p>　　在本設計中采用串行靜態(tài)顯示，硬件接口如圖11:</p><p>　　圖2.9 串行3位顯示硬件電路</p><p><b>　　2、

94、6 軟件設計</b></p><p>　　軟件主要處理數(shù)據(jù)的A/D轉換、數(shù)字濾波、標度變換、顯示、懸架控制等的程序。采集數(shù)存于30H~37H；A/D轉換數(shù)存于38H~40H；滑動濾波占RAM內存地址為：41H~49H；標度變環(huán)存于50H~57H；顯示存于58H~60H。</p><p>　　在本設計中，主程序的初始化只對A/D進行初始，其它的初始化程序放到相應的子程序中。<

95、;/p><p>　　圖2.10 主程序流程圖</p><p>　　2、6、1 A/D轉換程序</p><p>　　由圖9的硬件連接方式得：將P2.7作為片選信號，在啟動A/D轉換時，由單片機的WD和P2.7控制ADC的地址鎖存和轉換啟動。由于ALE與START連在一起，ADC0809在鎖存通道地址的同時也啟動轉換。在讀取轉換結果時，用單片機的DR和P2.7引腳經(jīng)一

96、級或非門產(chǎn)生后的正脈沖作為OE信號，用以打開三態(tài)輸出鎖存器。</p><p>　　圖2.11 一路A/D轉換流程圖</p><p><b>　　程序：</b></p><p>　　ADC0809：MOV R1，#30H ；置需轉換數(shù)據(jù)首地址</p><p>　　MOV DTPR, #7FF8H ;ADC080

97、9初始化</p><p>　　LOOP: MOVX @DTPR,A ;啟動A/D轉換</p><p>　　MOV R6，#0AH ;軟件延時</p><p>　　DALY: NOP</p><p><b>　　NOP</b></p><p><b>　

98、　NOP</b></p><p><b>　　NOP</b></p><p><b>　　NOP</b></p><p>　　DJNZ R6，DLAY</p><p>　　MOVX A, @DTPR</p><p>　　MOV R1，#38H ;存儲

99、數(shù)據(jù)</p><p>　　MOV @R1，A</p><p>　　2、6、2 滑動平均濾波設計</p><p>　　方法：把連續(xù)取N個采樣值看成一個隊列，隊列的長度固定為N，每次采樣到一個新數(shù)據(jù)放入隊尾,并扔掉原來隊首的一次數(shù)據(jù)(先進先出原則)，把隊列中的N個數(shù)據(jù)進行算術平均運算,就可獲得新的濾波結果。（N值的選?。毫髁浚琋=12；壓力：N=4；液面，N=4~1

100、2；溫度，N=1~4 ）本設計的N取8.</p><p>　　優(yōu)點：對周期性干擾有良好的抑制作用，平滑度高，實時性好，提高了系統(tǒng)的響應速度，適用于高頻振蕩的系統(tǒng)。</p><p>　　缺點：靈敏度低；對偶然出現(xiàn)的脈沖性干擾的抑制作用較差；不易消除由于脈沖干擾所引起的采樣值偏差；不適用于脈沖干擾比較嚴重的場合；比較浪費RAM。</p><p>　　圖2.12 濾波

101、流程圖</p><p>　　程序：A/D轉換的數(shù)據(jù)存在38H~40H。</p><p>　　FLT30：MOV A,38H ；采新值放入A中</p><p>　　MOV @R0,A ;排入隊尾</p><p>　　INC R0 ；調整隊尾指針</p><p><b>　　MOV

102、 A，R0</b></p><p>　　ANL A，#40H</p><p>　　MOV R0，A ；建新隊尾</p><p>　　MOV R1，#38H ;初始化</p><p>　　MOV R2, #00H</p><p>　　MOV R3, #00H</p>&

103、lt;p>　　FTL31：MOV A,@R1 ；取一個采樣值</p><p>　　ADD A, R3 ；累加到R3、R2</p><p><b>　　MOV R3，A</b></p><p><b>　　CLR A</b></p><p>　　ADDC A, R2<

104、/p><p><b>　　MOV R2， A</b></p><p><b>　　INC R1</b></p><p>　　CJNE R1，#40H,FEL31 ;累計完8次</p><p>　　FTL32：SWAP A ;(R2,R3)/8</p><

105、;p><b>　　XCH A, R3</b></p><p><b>　　SWAP A</b></p><p>　　ADD A, #80H ;四舍五入</p><p>　　ANL A, #0FH</p><p>　　ADDC A, R3 ；結果存41H中</p&

106、gt;<p>　　MOV R4，#41H </p><p><b>　　MOV @R4，A</b></p><p><b>　　RET</b></p><p>　　2、6、3 標度變換程序設計</p><p>　　由于信號從傳感器輸出到A/D轉換都是線性的，因此可以用公式：A

107、=A×D+B 進行編程。由公式13和硬件電路的調整可得：傾角在±15°內變化時，輸入A/D轉換的電壓U在0～5V內變化，可知公式中A=0.1,B=-15，在計算機中分別表示為：0001B,1FH，且放在EPROM中，地址為21H和22H。</p><p><b>　　程序：</b></p><p>　　BDCHAN: MOV @R0, 2

108、1H ;標度變換初始化</p><p>　　MOV @R1， 22H</p><p>　　MOV @R2, 41H ;讀濾波后的數(shù)放A</p><p><b>　　MOV A, R2</b></p><p>　　MUL R0 ;計算A×D</p><p&

109、gt;　　ADD A, R2 ;計算出A</p><p>　　MOV R0，#50H</p><p>　　MOV @R0，A ;存變換結果在50H</p><p><b>　　RET</b></p><p>　　圖2.13 標度變換流程圖</p><p>　　2、

110、6、4 顯示程序</p><p>　　由圖11硬件接法，要 P1.0口有效就允許串口發(fā)移位脈沖，要顯示的數(shù)是經(jīng)工程量變換后的數(shù)，即放在50H中，要顯示的“+”、“-”符號分別放在23H和24H中?！?”、“-”符號分別代表前傾和后蹲。</p><p>　　圖2.14 顯示程序流程圖</p><p><b>　　程序：</b></p>

111、;<p>　　DIR1: CLR C ;顯示初始化</p><p>　　MOV @R0, 40H</p><p><b>　　MOV A, R0</b></p><p>　　MOV SCON, #00H ；置串口方式0</p><p>　　SETB P1.0

112、 ；允許TXD發(fā)移位脈沖</p><p>　　MOV SBUF, 50H ；顯示傾角角度 </p><p>　　JNB TI, $ ；等待串行發(fā)送完</p><p>　　CLT TI ；清行中斷標志</p><p>　　SBB A, #80H ；判斷傾角程度&