ARM7风机监测仪的数据采集接口方案.pdf

【ARM7风机监测仪的数据采集接口方案】 在风电设备中，由于恶劣的工作环境以及缺乏有效的监测和维护手段，经常出现各种故障，如减速器损坏、轴承烧毁等。为了解决这些问题，引入了基于ARM7架构的风机监测仪，它能够实时监控风机的关键参数，及时发现潜在故障。在这一监测系统中，模数转换芯片扮演了核心角色，Maxim公司的MAXl320便是这样的组件。 **MAXl320芯片详解** MAXl320是一款14位并行8通道同步A/D转换器，特别适合用于采集风机的转速、加速度、位移和工艺量等数据。它具备8个模拟输入通道，每个通道都有独立的采样/保持电路，可以同时采样。该芯片还配备了先进先出（FIFO）功能，减少了与处理器接口的负担，允许在转换结束或转换期间读取结果。其主要特性包括： 1. **引脚功能**： - CH0～CH7：8路模拟输入端口。 - D0～D13：14位并行数字输出，DO～D7为双向数据线。 - CS，RD，WR：片选、读、写控制信号。 - CONVST：转换启动信号，低电平启动跟踪，上升沿启动转换。 - EOC，EOLC：转换结束标志，低电平表示单通道转换结束和所有通道转换结束。 - CLK，INTCLK/EXTCLK：时钟输入，选择内部10MHz时钟或外部100kHz~12.5MHz时钟。 - ALLON：通道使能，高电平开启所有通道，低电平选择开启的通道。 - SHDN：掉电模式控制，低电平正常工作，高电平进入掉电模式。 **MAXl320工作过程** 工作时，通过设置寄存器选择需要的通道，拉低CS和WR，写入通道选择数据到D0～D7。当ALLON为低时，单独开启所需通道；为高时，所有通道开启。发送一个低电平到CONVST启动转换，8个采样/保持器在CONVST上升沿采样信号，然后进行转换。EOC和EOLC分别指示单个通道和所有通道的转换结束，读取结果可以通过两种方式：每完成一路转换立即读取，或所有通道转换完后一次性读取。 **MAXl320在风机监测仪的应用** 在基于ARM7的Philips LPC2290处理器的风机监测仪中，数据采集部分采用MAXl320。ALLON引脚接地，根据需求配置寄存器开启通道，关闭不必要的通道以节省功耗。由于恶劣环境可能干扰外部时钟，选择INTCLK/EXTCLK接+3.3V，使用内部10MHz时钟，满足采样需求。 **模拟输入电路设计** 监测仪通常需要处理加速度、速度和位移的垂直和水平方向的测量信号。例如，对于ICP加速度传感器，它有两路输入（ICP_V和ICP_H），对应加速度、速度和位移的垂直和水平输出。根据不同的传感器类型（如速度或位移传感器），相应的第一级和第二级电路会处理相应的信号输出。 通过以上介绍，我们可以理解ARM7风机监测仪如何利用MAXl320实现高效、准确的数据采集，确保对风机状态的实时监控，从而预防和解决可能出现的问题，提高风电设备的稳定性和效率。