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PIC单片机CCP模块在转矩传感器脉冲信号采集系统中的应用

作者:梁学修 陈志 伟利国时间:2013-06-26来源:电子产品世界收藏

  摘要:在转矩传感器脉冲信号采集过程中,不仅要保证采集的精确度,为了能够实时显示出转矩的动态性能,也要保证其高采样率。本文设计了一种基于捕捉模式下的脉冲信号采集系统,通过室内和室外试验研究结果表明:该脉冲信号采集系统采样频率高,且精度可到0.1%,具有很好的实用性。

本文引用地址:http://www.amcfsurvey.com/article/146835.htm

  引言

  转矩测量的方法按测量原理分为平衡力法、能量转换法和传递法三大类,其中传递法的应用最为广泛[1]。转矩是反应机械传动系统性能的典型机械量,转矩的测量具有广泛的应用,故对于转矩信号的采集也就显得尤为重要。

  本文选用一款通用的转矩传感器作为研究对象,其频率信号在零负载时为10kHz,正向旋转满量程时为15kHz,反向旋转满量程时为5kHz[2],并且其内部安装有基于霍尔元件为基础的转速测量装置,每旋转一圈则输出60个脉冲,是一款集转矩和转速同时输出的传感器,并且转矩和转速输出信号同为脉冲信号,基于此,本文设计了一款基于高精度、高采样率的脉冲采集电路。

  采集系统设计

  脉冲信号检测原理

  本系统采用18F25K80作为微处理器,其具有4个CCP(捕捉/比较/PWM)模块和1个ECCP(增强型捕捉/比较/PWM)模块[3],所有模块均可实现标准的捕捉、比较和脉宽调制模式,本文应用的为其捕捉模式,捕捉模式是用来捕捉一个事件发生的时刻,通常是用来测量某事件的持续时间。以CCP3和CCP4模块为例,如图1所示为捕捉模式原理示意图。  

 

  PIC18F25K80的CCP3模式工作在捕捉模式下,即捕捉一个事件发生的时刻值。在内的事件表示的是电平变化,即为引脚输入的脉冲上升沿或者下降沿,当引脚输入信号发生跳变时,CCP的捕捉功能就会立即把当时的TMR1或TMR3定时器的16位计数值记录下来,并会立即复制到CCPR3H和CCPR3L中,并产生CCP中断信号。具体由哪一种特殊脉冲形式触发一次时间捕捉将由CCP3M<3:0>这四位控制信号决定,其具体配置方式如表1所示。  

 

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