• 09-232020
  • 基于PSoC分分彩注册器件CY8C24794实现采集车辆重量 <<返回

      车辆动态称重WIM(Weighing In Motion)正在道途运输管制与交通法律等方面有普遍使用代价。目前斗劲成熟的商品化WIM体例中采用的动态称重传感器众人是弯板传感器,其安设、维持斗劲障碍。采用压电电缆举动WIM体例的动态称重传感器,具有使用浅易的上风。旧例信号的搜罗和措置电途存正在电途板面积大和本钱上等缺陷。本文先容了基于Cypress半导体公司PSoC器件CY8C24794竣工的动态称重信号的采团体例。整体体例打算无须再抉择USB、A/D等器件,减削了本钱和电途板的面积。扫数PSoC器件都是可动态重设备的,使打算职员能动态地打算并竣工新的体例功用。打算职员可正在差异的年华段设备统一模块给差异的管脚,从而进步了芯片使用率。

      正在车辆压力打击下,压电电缆中被挤出电荷,经电荷放大器放大转换后,转换成常睹的电压信号,进程CY8C24794合适的措置后传送给谋划机,实行后续的措置。

      如图1所示动态称重信号采团体例布局,整体体例中,除了压电电缆和电荷放大器以外,就惟有PSoC器件CY8C24794,是以省去了USB接口、A/D转换等功用芯片,最大水准上简化了电途。

      压电电缆使用压电效应的道理,当轮胎进程压电电缆时,传感器受到压力用意爆发电荷信号,进程电荷放大和电压放大以及少许信号措置之后,即取得所需电压信号,其幅度与所受压力成正比,信号的周期和轮胎停滞正在传感器上的年华相像。本试验采用的是韩邦XIRE压电电缆,比现有高分子资料PVDF传感用具有更高的敏锐度,采用FLEXFZT时间,制服现有化工陶瓷资料脆性,柔韧性强。旧例压电电缆的安设是采用单股安设,存正在精度低的舛讹。本文采用了将一根压电电缆绕成众股实行信号的搜罗,实践证实有较好的恶果。

      依照压电元件的事业道理,与压电元件配套的放大丈量电途也有两种款式:一种是电荷放大器,其输出电压与输入电荷成正比;另一种是电压放大器,其输出电压与输入电压(压电元件的输出电压)成正比。

      电荷放大器的输出与传感器和电缆电容无合,但须视增益附加增益放大;电压(高阻)放大器的输出与传感器和电缆电容相合,增益与年华常数独立可调。因为电荷放大器与传感器和电缆电容无合,以是本试验就采用电荷放大器。正在非理思运放下的的电荷放大电途如图2所示。

      图2中Q是压电电缆爆发输入电荷,Cs是传感器的电容,Ce是电缆电容,Ci是放大器的输入电容,Cf是反应电容,Rf是反应电阻。当开环增益K足够大的时,Cs、Ce、Ci的影响可轻视不计。并联反应电阻避免电容连续累积电荷而变成运放输出饱和。经阐述可得,电荷放大器输出电压仅取决于输入电荷Q和反应电途参数Cf,归纳体积和本钱等各方面成分,AD538是最适合的芯片。汽车所爆发的电荷正在必然的畛域内,以是抉择一个适应的Cf,就会使得U0正在合理的畛域内。

      CY8C24794 CY8C24794网罗一个全速(12 Mbps)USB2.0SIE(含有一个精度达0.25%的凿凿时钟和一个适当USB2.0按时外率的集成振荡器),且不必要外部晶体,所以裁减了元件和引脚数目。该器件供给了4个单向端点和1个双向管制端点,以支柱管制型、隔绝型、等时型和成批型传输以及生动的同步措置。它供给了众达48个模仿输入,除了6个准绳PSoC可设备模仿块和4个数字块以外,它还供给了16 kb速闪圭臬存储器、1 kb SRAM数据存储器和一个至专用256 b缓冲器的易用型8通道DMA(供USB SIE之用)。

      CY8C24794取得了拓荒软件的支柱,从而或许正在不到1小时的年华里杀青根基竣工计划的构修。该软件网罗一个用户模块,可使打算计划得以敏捷竣工。这种USBFS同意用户模块可天生旨正在竣工简单型拓荒的使用圭臬打算接口(API),并网罗一个创立引导。该用户模块及其对应的API正在用户模块数据外中实行了明显的解说。还网罗一个带引导的HID模块。

      CY8C24794采用56引脚(8 mmx8 mm)MLF封装。其事业电压畛域为3.0~5.25 V,事业温度畛域为-40~85℃,批量添置时的单价不到2.00美元。

      此模块要紧竣工以下几个功用:1)对电荷放大器转换后的电压信号实行放大滤波;2)将滤波后的模仿信号实行AD转换,形成谋划机或许措置的数字信号;3)将转换后的信号通过其内含的USB接口授送到谋划机上。从竣工的功用和价值等方面探讨,以是CY8C24794是最合理的抉择。

      依照以上几个功用能够将CY8C24794设备成放大器、低通滤波器、AD和USB接口。CY8C24794的道理图如图3所示,信号从INPUT输入,从D+、D-输出,SCL和SDA为芯片的动态设备引脚。

      赛普拉斯半导体公司告示推出业界首款也是独一正在单个封装中网罗无代码与高级言语编程形式的集成打算情况PSoC Designer 5.0。赛普拉斯将其革命性的PSoC Express可视化嵌入式体例打算用具与功用十全的PSoC Designer软件实行完备勾结,创修了一个全新的打算外率。现正在用户能够正在拖放式可视化打算形式(体例级浏览)下首先项目打算,然后移入C言语(芯片级浏览)实行基于代码的打算,以精调并定制他们的项目,而扫数这些设施均可用一个PSoC Designer 5.0用具来杀青。PSoC打算务必先杀青芯片内部资源谋划,其全部流程为:确定体例需求、抉择用户模块、安顿用户模块、创立整体变量和用户模块参数、界说输出引脚、爆发使用代码、编辑使用代码。

      本体例所设备要紧网罗以下几个用户模块:PGA模块、LPF模块、A/D模块和USB模块。设备的内部硬件资源网罗2个数字模块:Counter16、ADCI NC1 21和3个模仿模块LPF1、CMPP RG-1、PGA。

      PSoC整体资源设备如图4所示。PSoC用户模块参数创立及内部硬件资源设备如图5所示。

      图中上面一一面要紧是AD数字一面的设备,使用了两个数字模块,图的下方要紧是滤波器和放大器一面的设备,放大器使用了一个模仿模块,滤波器使用了两个模仿模块,AD也操纵了一个模仿模块。将它们的接口分裂于内部的模块相连即杀青了设备。用户模块的参数创立:PGA模块创立的参数Gain为48,LPF模块创立如图6所示。

      PSoC芯片中的用户模块利便了硬件电途的竣工,其它正在对相应的模块函数声明之后,就能够利便地调剂用户模块的API,从而至极直观地实行模块创立和体例编程。

      本圭臬要紧事业流程:起初开单片机的整体时钟,移用个模块的API接口函数,使得单片机正在章程的时钟下实行采样,数据传输。

      遵循恳求打算出电途板,将压电电缆、电途板和PC遵循必然步骤毗连,然后实行试验,此中放大倍数和低通滤波器的参数创立能够依照试验数据来实行合理的调剂,然后正在试验流程中实行为态重设备,大大缩小了拓荒年华。正在抉择了适应的参数后,取得的试验结果如图7所示。

      通过对信号波形的阐述,正在相像的试验要求下,使用本体例所取得的波形和实践室VXI体例所得波形根基上没有什么分别,抵达了初始的主意。

      图7是车辆通过压电电缆的图形,图中两个波峰是车辆的前后轮通过压电电缆的峰值,只须将此信号操纵合适的措施,分分彩注册就能够取得所进程的车辆的线 结论

      PSoC的模仿和数字的高度集成为电子体例打算供给了一个杰出的平台。采用PSoC器件拓荒的动态称重信号具有布局纯粹、集成度高、体积小、本钱低、牢靠性上等益处。借助集成打算情况PSoC Designer5.0。打算职员更能填塞阐明其生动性,以难以置信的速率来处分实际情况中的各式打算题目。本体例或许有用的搜罗车辆重量信号,阻挠超重形象的爆发,希望正在邦内公途消息搜罗和管制体例中取得普遍使用。