用于直线位移传感控制器的CPLD与单片机的混合设计

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' D" q, w* [+ v' Z# P摘要:提出了一种基于cpld( XC95108 )和单片机( C8051F206 )混合设计的直线位移传感控制器的方案.从通讯
8 R0 C' V4 K/ o和控制两个部分,介绍了CPLD和单片机的设计和实现.实验证明,采用该控制器的测量系统能够正常工
作,将采集到的数据进行精度分析,即可得到直线位移传感器输出电压的扩展不确定度和线性度.这对于
提高其测量精度,扩大其测量范围具有重要的意义.

+ k! i( T1 Z; E. FCPLD是一-种具有丰富I/O引脚的可编程逻辑器
( e' h( V8 H) l( f件,将其同单片机相结合,更能体现出在系统可编程和
- i% _  J1 i+ ?8 P使用方便灵活的特点1.本文所描述的直线位移传感.
6 f  t- x) |( x9 V" r器是利用磁致伸缩材料的磁致伸缩效应实现的一种绝
对位移式传感器.随着各种新型材料的问世,它以高精
: y* V5 g7 S! N5 K7 u' e2 d, @度、大量程、高可靠性等优点，正在较快地替代传统的
测量方法,并应用到众多领域.国内对于该种传感器的
研究还处于起步阶段,主要倾向于理论研究[2].本文
提出了一种测量直线位移传感器相关性能的测量系统
% f# M/ _0 l4 n( f4 `' I方案,并从通讯和控制两个部分介绍了用于该系统控
1 U" B5 U* V( P1 f制器的CPLD( XC95108 )和单片机( C8051F206 )的混
) k2 E! n8 Q) v- P- M# a+ a/ d  K合设计和实现,最终给出了利用该控制器所测数据的
精度分析结果.

1测量系统方案及其控制器
0 T  P' H! p' b9 v! O为了测量直线位移传感器相关性能,构建了如图
1所示的测量系统.测试对象为美国MTS公司的Tem-
9 B* {7 c" K2 G# F, iposonics-LH型直线位移传感器,其型号为: LH-
1 o8 _( P3 I+ S6 F5 FMD600M19002A0,长度为2 m'
. Y5 N/ u) O- U- p$ _计算机通过控制器来控制直线位移传感器磁铁驱
动装置,使得磁铁定位在直线位移传感器的特定位置.
与此同时,直线位移传感器输出的电压由高精度数字
1 n' H; |  Z0 l7 I. G+ N  L表测得,并将其传输给计算机.然后,计算机对接收到
的数据进行整理,从而得到该直线位移传感器的相关
性能参数.
' n' J0 w  r& h) W( q- r. B在本测量系统中,控制器由CPLD( XC95108 )和单

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CPLD是一-种具有丰富I/O引脚的可编程逻辑器
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