高速电磁阀的驱动器测控系统

StepPeng33

& C$ a) e9 N, U# F6 a摘要:阐述了用两片C8051F020单片机实现高速电磁阀驱动测控系统的设计过程，从硬件和软件二方面讨论了系统的一些
设计方法,说明了如何利用SM-Bus总线协议,来实现两片核心芯片的通讯，以及驱动信号的发生和实现方法。

关键词:C8051F020 单片机高速电磁阀 测控

1引言
高速电磁阀(HSV)已广泛应用于航空、航天、汽
" I$ z6 _' H( l- }5 _! ^* g) [! Z车等领域,用于流量精确控制,因而对HSV的驱动控
- Q. m5 V: _8 w2 K) Y7 m7 Y. [制方式和性能检测成为其提高产品性能的重要手段。
开发和研制了具有广泛通用性的驱动器测控系统,它
+ f# |# K( _( H) m# ?# D$ X* |9 i不仅可以满足高速电磁阀的测控要求,同样也可满足
其它产品的测控要求。
2驱动器测控系统
& u+ r2 W( B  q& Q& J. z2.1 测控系统要求
HSV驱动器测控系统要求对9路模拟信号和8
路频率信号进行瞬态测试和长期监测,且在瞬态测试
时要求采样速率为20次/ms,同时系统要求瞬态测试
和长期监控两个状态能够按要求进行切换;而对HSV
进行驱动的驱动信号要求是其工作频率(0~400Hz),
占空比0~100%可调,以及载波频率(0~ 6kHz)可调;
并要求输街路驱动信号;同时，要求输出模拟信号对
相应设备进行位移和角度的控制;系统也要输出多路实
1 g5 X1 w; H4 w" b2 l; G: N现ms通断的开关信号,要求这些开关信号能任意
调节通断时间。由于对测控系统要求较高,并且涉及测
6 ]! n, m9 E  p, D: R控系统模拟信号的输入、输出和开关信号的输入、输
- U- I4 ]5 O7 Z7 |出,因此,该测控系统具有一定的通用性。
- H4 f" i2 M: H# S  \" A9 r2.2测控系统的设计方法 .
整个系统需要检测和控制的性能参数比较多。而
且对发生的输出驱动信号要求的形式比较多样而且复
杂。因此,仅仅只使用-片C8051F020芯片是无法完
; t: f+ j" i' Z' s9 a9 J+ W; d全满足整个系统的设计要求。在对整个系统进行分析
和论证后,为了满足驱动器动态测控系统的设计要求,
- v9 Q+ _( e+ f- X6 c采用两片C8051F020单片机,来构成整个系统的核
心;C8051F020单片机是完全集成的混合信号系统级
8 c6 L% f& a+ e1 r8 X; I5 X芯片(SoC),具有与8051兼容的高速CIP-51内核，
而且指令集完全与MCS-51指令集兼容;同时片内
7 B9 {' m" G  K% g0 m% ?) o集成了数据采集和控制系统中常用的模拟、数字外设
" U) n5 {9 }% N2 C& _% \, f5 j  Q1 m及其他功能部件;内置了FLASH程序存储器、内部
) H6 E# d3 ^6 `. S; x6 `RAM,大部分器件内部还有位于外部数据存储器空间
( }, @1 v9 T5 z- C+ C) S的RAM;C8051F020单片机具有片内调试电路,可以
通过4脚的JTAG接口对系统进行非侵入式、全速的
* o9 }5 c/ f4 Y4 R  [. Y再调试;这样就大大简化了硬件电路的设计。同时，为
7 _- a' n* \/ m, F" J3 w了提高系统的可靠性,硬件电路采用阻容滤波电路网

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C8051F020单片机是完全集成的混合信号系统级芯片(SoC)