测控相关技术简介课件.ppt

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1、测控相关技术简介林培杰2009.7841内容电机及驱动4概述1主控处理器选型2常用传感器介绍3供电系统51.概述一般测控系统的基本组成部分2.主控处理器选型目前可采用的主控处理器主要有:单片机(80C51，C8051F，PIC，……）DSP（TI公司的TMS320C2000系列）嵌入式处理器（ARM7：S3C44B0X，……）FPGA（Xilinx公司的SpartanII系列,SpartanIII系列，……）可用于扩展处理器外围逻辑的器件：CPLD（Xilinx公司的XC9500系列，CoolRunner系列，……）2.1单片机主控处理器优点：使用简单价格便宜，外围电路简单缺点：功能相

2、对简单大多数情况下需要仿真器和编程器可选型号：80C51系列C8051F系列PIC系列AVR系列……2.2DSP主控处理器TI公司用于电机控制等领域的DSP有如下优点：专为电机控制设计，具有许多电机控制所需要的片上外设，如PWM发生器，正交编码器外围电路简单（片上集成Flash和SRAM）开发较容易价格适中DSP的缺点：需要仿真器可选型号：TMS320LF2407TMS320LF28122.3嵌入式主控处理器嵌入式处理器目前应用很广，其优点有：性能较强，有丰富的片上外设，大多数处理器带有PWM模块可以移植操作系统（uClinux，Linux等），为使用USB摄像头等提供了可行方案有丰富

3、的开发资料可以参考不需要仿真器嵌入式处理器的缺点：外围电路复杂，多数情况下需要扩展Flash和SDRAM如果采用现成的开发板成本较高基于操作系统环境，移植USB摄像头等难度较大可选型号：ARM7系列：三星公司的S3C44B0X（片上外设丰富，有PWM发生器，需要外扩Flash和SDRAM，有移植好的uClinux，不需要仿真器）飞利浦公司的LPC213X系列（更像一块高性能的单片机，片上外设丰富，有PWM发生器，片上集成Flash和SRAM，外围电路简单，不需要仿真器。）ARM9系列：三星公司的S3C2410（功能相当强大，系统复杂，有移植好的Linux，为使用USB摄像头等提供了可能

4、）2.4FPGA主控处理器FPGA（现场可编程门阵列）是一种可编程器件，其优点有：器件可编程，可以根据自己需要添加各种外设，使得开发具有极大灵活性在Xilinx公司的FPGA的一些系列FPGA上可以使用Picoblaze、Micoblaze等处理器软核，使得FPGA变成一片32位的嵌入式处理器，极大的方便了开发使用处理器软核可在线调试，不需要仿真器外围电路极其简单价格适中FPGA的缺点：不同于一般的MCU，开发过程中会使用到硬件描述语言，对没有基础的同学来说起步相对较难可选型号：Xilinx公司的SpartanII系列FPGA，如XC2S500等2.5CPLD用于外扩逻辑CPLD也是一

5、种硬件可编程器件，其工作原理和FPGA基本一样，但CPLD门数较小，价格便宜，其用途有：扩展主控处理器没有的外设功能，如正交编码单元，PWM发生器等实现主控处理器与外设的时序转换实现各种数字逻辑，简化外围电路设计可选型号：Xilinx公司的XC9500系列（XC9572…）3.常用传感器介绍在测控题目中，传感器占有重要位置。在设计中，传感器通常可以完成寻线，视觉，测距，辨识目标等功能。常用的传感器有：红外传感器超声波传感器光敏传感器CCD……3.1红外传感器红外传感器由红外发射二极管和红外接收三极管构成。通常使用的红外光波长是940nm。红外发射二极管红外接收三极管为了提高抗干扰能力，

6、发射管发射的红外光通常被调制到38KHz的频率。为了提高红外灵敏度和作用范围，通常调制波的占空比较小但幅值很大。红外接收管通常分为分离式红外三极管和一体化红外接收管。红外三极管集、射级加一电压，当接收到红外光时集射级电流较大，当没有红外光时集射级电流较小。使用较为麻烦，需要自己用锁相环对38KHz红外光进行锁相检测。一体化红外接收管如图所示。当接收管接受到38KHz红外光时输出高电平或脉冲，否则输出低电平。使用简单，但体积略大。红外线发射与接收的方式有两种，其一是直射式，其二是反射式。直射式指发光管和接收管相对安放在发射与受控物的两端，中间相距一定距离。可用于探测目标物和

7、电机测速。反射式指发光管和接收管并列一起，平时接收管始终无光照，只在发光管发出的红外光遇到反射物或反光物质时，接收管收到反射回来的红外线才工作。可用于寻线，探测目标物等。常用型号HS0038A,HS0038B。3.2超声波传感器超声波传感器由超声波发生器和超声波接收器组成。超声波发生器超声波接收器实际应用中，采用的超声波频率通常为40KHz，即加在超声波发生器两端的方波电压频率为40KHz。超声波接收器是一种无源器件，它能将接收到的