高速电磁阀的驱动器测控系统

StepPeng33

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
" s, {- p! R* D0 J' p* i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。
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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
9 w, t; b6 r' \- f& {% J车等领域,用于流量精确控制,因而对HSV的驱动控
制方式和性能检测成为其提高产品性能的重要手段。
$ \2 K! D- }2 S6 m6 k- [开发和研制了具有广泛通用性的驱动器测控系统,它
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
2.1 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
' a& d; P& l1 }, e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),
$ X+ z% v) {) E) u/ v* v6 `! c% e" w8 k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
& ]8 ?2 @/ W7 }1 s1 T相应设备进行位移和角度的控制;系统也要输出多路实
3 @% [% ?8 j7 R9 J+ N+ `现ms通断的开关信号,要求这些开关信号能任意
, {- m' k+ _, x1 U( p) n调节通断时间。由于对测控系统要求较高,并且涉及测
控系统模拟信号的输入、输出和开关信号的输入、输
出,因此,该测控系统具有一定的通用性。
) D( d$ o7 R8 k2.2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
1 ~" d2 z! _2 h1 W& p: ~7 j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
- e/ a/ P1 h9 v5 t' R. n7 c! d全满足整个系统的设计要求。在对整个系统进行分析
6 S% x& W- b9 A4 g9 s和论证后,为了满足驱动器动态测控系统的设计要求,
+ t2 C# p  z! ~' T6 P5 {采用两片C8051F020单片机,来构成整个系统的核
( x0 u0 O4 d% x7 }$ X$ C心;C8051F020单片机是完全集成的混合信号系统级
. ~( ~9 B  C0 v6 P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
8 j  `: e8 b( D7 N- e! {' B% u集成了数据采集和控制系统中常用的模拟、数字外设
及其他功能部件;内置了FLASH程序存储器、内部
RAM,大部分器件内部还有位于外部数据存储器空间
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
. ?, J$ P4 g# D. {) W; I  R: r再调试;这样就大大简化了硬件电路的设计。同时，为
; Z7 ]) }3 w# @! q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)