基于C8051F单片机的多通道数据采集仪.pdfVIP

基 于 C8051F单片机 的多通道数据采集仪 口 常莉来 口 凌宏江 华 中科技大学 材料科学与工程学院 武汉 430074 摘 要 ：介绍一款采用C8051F系列单片机作为核心器件 ，用于消失模铸造过程 中金属液流动前沿的温度场、压力场和 流动场测量的多通道数据采集仪 ，对其工作原理、硬件各模块设计和软件设计作 出论述。 关键词 ：多通道数据采集仪 温度补偿 UART通信 USB LabView 中图分类号 ：TH86 文献标识码 ：A 文章编号：1000—4998(2010)l1—0040—03 消失模铸 造技 术是将 与铸 件尺 寸形状 相 似的发泡 键 。按 键一 设置要 测 量 的物 理量 ，按键 二设置是 否需要 塑料 模型粘结 组合 成模 型簇 ，刷 涂耐 火涂 层并烘 干后 对选 定 的被 测量 进行 温度 补偿 ，按 键三设 置 温度场 测 埋 在于石 英砂 中振 动造 型 ，在一 定 条件下 浇注 液体 金 量 所选择 的热 电偶 类别 ，按键 四为 START键 。 属 ，使 模型气化并 占据 模型位置 ，凝 固冷 却后形 成 所需 控 制板将 接 收到 的按 键信 息通 过 UART通信方 式 铸件 的方 法 …。消失模 铸造 的许 多优点来源 于它无 需 发送给 采集 板 ，采集 板根 据协 议对 接受 到 的命令进 行 取 出模 样 ，然 而它遇 到的麻烦 也 正 出于 此 ：消失模铸 造 相应 的处 理 。采集 到 的结 果存储 在 IC存 储单元 中。在 过程 中金 属液 流动前 沿存 在复杂 的物 理 、化 学反应 ，其 外接计 算机 的情 况下 ，还 可 以通过 上位 机软件对 系统 成形过程 比普通砂型铸 造要复杂得 多 ，它不仅关 系到铸 进行操 作 。 件成 形 的成败 ，还对 铸件 的 内在质量 有重 要影 响 J。本 TMP12l以 1S为周 期采集 温度 信号 ，单 片机根 据 文介 绍一 款低成 本 、高性能 的多点数据 采集仪 ，用 于消 该 温度进 行软 件温 度补偿 。 失模 铸造 金属 液流 动前 沿 的数据 采集 。该 仪器 具有 可 1．t 模 拟 量 采 集 模 块 扩展 性 ，且便 携性 能好 ，采用 USB总线方式 ，易于 与计 对 于模 拟 量 的采集 ，采 用 F350 自带 的全差 分 24 算 机进行 数据 通信 。 位 A／D转换 器 ADCO，它包 含一 个可 编程增 益放 大器 ， 有 8种增 益设置 ，最 大增 益可 达 128倍 。模拟 多路选 择 1 系统总体设计及工作原理 器将 ADC 的差分 输入 与 8个 外部 引脚相 连 ]。 针对 消 失模铸 造 的条件 ，对 本仪 器 提 出几点技 术 1．2 12C 存 储 模 块 要求 。(1)采集精度要求 ：采用 16位 以上 的A／D转换 该 模块记 录消失模 铸 造全 过程 中 的温度 场 、压 力 器 ，满 量程误 差小 于 0．5％；(2)采集 速度 要求 ：达 到 场 以及 流动场信 息 ，信息量 较大 ，因此需要对 存储空 间 lOOHz以上 ；(3)采 集 通道数 要求 ：模 拟量 和开关量 采 集 通道均 设定 为 16个 ；(4)通用性 要 求 ：不仅 能应 用 于 消失模 铸造 ，还 能应用 于其 它场 合模拟 量 与数字 量 的采集 。 仪 器 采 用 电极 触 点 的方 法 对 流动 场 数 据 进 行 检 测 ，通 过掩 埋 多 个 触 点 尽 可能 多 地 获 取 完整 的流 动 场 。因此流动场 的测量实 际上 是一个数字量 的采集 ，而 温 度场和 压力场是模拟量 ，需要通过 信号调 理与采 集 模块 ，并