基于ATmega128的智能安全帽特性检测仪设计

文章摘要： 在图3中，虚框内为桥式压力传感器，传感器输出的两个共模差分信号经过由电容C1、C2以及4.02 kΩ的电阻构成射频干扰抑制电路进行去噪处理。其中电容C1抑制差动干扰信号，C2抑制两输入端的共模干扰；RG为增益电阻，根据AD8221数据手册，本设计选300 Ω的增益电阻将信号放大100倍左右，即将传感器输出信号转换到0~2.5 V范围内。2.2 A/D转换电路 本设计主要采集瞬间的压力数据，显然ATmega128单片机内部15 kS/s采样率的A/D转换器无法满足要求。AD974是ADI公司生产的一种具有200 kS/s通过率的快速16位ADC[6]。由于信

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    在图3中，虚框内为桥式压力传感器，传感器输出的两个共模差分信号经过由电容C1、C2以及4.02 kΩ的电阻构成射频干扰抑制电路进行去噪处理。其中电容C1抑制差动干扰信号，C2抑制两输入端的共模干扰；RG为增益电阻，根据AD8221数据手册，本设计选300 Ω的增益电阻将信号放大100倍左右，即将传感器输出信号转换到0~2.5 V范围内。
2.2 A/D转换电路
    本设计主要采集瞬间的压力数据，显然ATmega128单片机内部15 kS/s采样率的A/D转换器无法满足要求。AD974是ADI公司生产的一种具有200 kS/s通过率的快速16位ADC[6]。由于信号调理电路输出的电压范围是0~2.5 V，AD974的输入范围应选择为0~5 V。AD974所需要的外部2.5 V基准电压由AD780提供。AD780是一个带隙基准，具有极低的漂移，低起始误差和低输出噪声等特点，能避免外部基准电压的噪声和温漂的影响。为了减小电源对ADC的干扰，在VCC与模拟地之间接入0.1μF电容和10 μF极性电容的并联电路。此外在ADC的电路设计时，还必须把数字地与模拟地分开，这样可消除任何耦合到AD974模拟部分的高频噪声[7]。
2.3 开关量输入/输出电路设计
    本设计使用光电形式的限位开关LM18-300PZ，作为电磁铁的上、下限位。设计时在限位开关与单片机端口之间增加光电隔离器，以有效地抑制尖峰脉冲，避免外部干扰噪声进入单片机系统；开关量输出主要用于控制电机正反转。在电机上有两路控制端子，利用中间继电器控制固态继电器进行信号切换。光耦隔离的开关量输入/输出控制电路如图4所示。需要注意的是：开关量输出在连接电机之前需要做正反转控制信号互锁，以免出现逻辑控制错误。

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