由以下几个部分组成:加速度传感器、电荷放大器、A/D转换、单片机、液晶显示器以及通过RS-232串行口与车载式压实度检测仪相连的外部PC机。系统硬件组成如图1所示。
2.1 单片机的选型
这里选用Atmel公司生产的AT89S52单片机,其CPU采用与MCS-51兼容的结构和指令系统。
AT89S52是一款带有8 kB可在线编程Flash存储器的低功耗、高性能8位CMOS微控制器。它采用Atmel的高密非易失存储制造技术并与工业标准的80C51指令集和引脚结构相兼容。片上的Flash存储器允许重复在线编程或通过传统的非易失编程器进行编程,省去了每次都要拔片烧片之烦。AT89S52还提供以下标准功能:8 KB的Flash存储器、256字节RAM、32根I/O引线、看门狗定时器、两个数据指针、3个16位定时器/计数器、一个六向量两级中断结构、一个全双工通讯端口、片内振荡器和时钟电路。上述这些功能可很好地满足系统硬件部分的设计要求。
2.2 A/D转换器的选择
ADC0809是8位A/D转换器。对于振动压路机来说,其振动频率在30 Hz~50 Hz,根据采样定理可知:若连续信号xa(t)是有限带宽,即fa是有界的,则采样频率fs>2fa时的离散信号x(n)就确定了xa(t)。其中xa(t)的频率为fa,x(n)表示采样间隔为T的xa(t)的离散信号。参照实际工程应用系统的硬件资源,一般取fs=10fa。本系统振动压路机的振动频率范围在30 Hz~50 Hz,所以fa=500 Hz,即采样周期T=2 ms。而ADC0809完成转换大约需100μs,故能满足系统的要求。对于瞬时值响应的A/D转换器来说,所需的转换速率取决于所要求的转换和被转换信号的频率。在本系统中仅采集振动轮一路加速度信号,因此ADC0809可完全满足要求。
2.3 液晶显示模块
在FPD(Flat panel display)器件中,LCD以其轻、薄、小、耗电低等优点而一枝独秀。为LCD配置驱动电路,可构成液晶显示模块LCM(Liquid Crys-tal Module)。它的基本组成元件除LCD、驱动电路外,一般还有连接件、背光源等。液晶显示模块同系统中的其他电路一样,具有简单的接口,并提供丰富的控制显示的指令系统,为整机的开发节约了时间。