渦街流量計智能技術的應用與原理十八
§3.4數據存貯模塊電路
93LC76是一種三線制串行可擦寫EEPROM,它的工作電壓為2.5V~6.0V,具有低功耗CMOS工藝,典型電流為1mA,在3V工作電壓下靜態工作電流僅為5uA。數據保存期大于200年。
它的其它特點如下:
①容量為1024X8或512×16位,由芯片ORG腳接低或高決定;
②具有尸E芯片允許編程腳以使用戶保護整個的存貯區;PE為低電位時禁止讀寫EEPROM:
③具有掉電保護電流,在電壓掉至1.4V以下時,禁止所有的編程模式;
④在讀寫時提供讀寫狀態信息;
⑤具有連續讀功能。
CS為片選信號,高電平選中芯片,低電平將使93LC76處于待命狀態。CLK為串行時鐘信號輸入端,用來同步CPU和93LC76之間的通訊。命令、地址和數據位在時鐘脈沖上升沿被打入,數據輸出亦在時鐘脈沖上升沿被發出。如果CS為低,CLK將不起作用。DI腳為數據輸入,用來在CLK信號控制下輸入起始位、命令、地址和數據。D0用來在口K信號控制下讀EEPRO~I方式中的數據輸出,另外這個腳在擦除和寫狀態下提供READ∥B吣y信號(當然是在CS信號為高電平時)以表示擦除和寫的完成。ORG為模式選擇腳,當它接高電平時表示1024x8位的容量方式被選擇,反之則選擇512×t6位的容量方式。廂腳為可編程允許腳,當此腳懸空或接高電平時為可編程狀態,反之則不可編程。
從接線圖可知我們采用的是16位存貯模式(這樣一次可讀取兩個字節的數據,提高了存取效率),允許編程模式。
§3.5 D/A輸出模塊電路
D/A選用了美國ANALOG公司生產的產品,它是一種與HART兼容的D/A芯片。具有16位精度的D/A轉換,其結構保證了AD421的整體非線性度為±0.01%,零刻度4mA的輸出電流值漂移為±0.1%,20mA的滿度輸出電流漂移為±0.2%。
AD421可以選擇環路供電方式,供電電壓范圍為2.95V~5.05V,該芯片功耗較低,最大靜態工作電流僅為0.75mA。AD421還可為自己或外圍電路提供1.25V和2.5V的參考電壓。
在智能壓電式渦街流量計智能模塊中,AD421主要提供以下三種功能:
① 模轉換功能:
AD421具有16位的轉換精度,數模轉換速率較高(滿刻度電流建立時間僅需8ms)。它可以將輸入數字信號轉換成4~20mh的環路電流,也可以轉換成3.5mA~24mA的報警電流輸出(通過計數CLOCK脈沖,如果為16個,則為4~20mA輸出,不為16個,則作為報警電流輸出),線性度好,而且比較穩定。
②結合一些外圍器件構成電源管理模塊:
由AD42l與場效應管、三極管和其它無源器件相聯組成。場效應管T2和運放Al組成反饋回路,將環路電壓(12V-45V)穩成vcc,給自己和其它芯片電路供電。三極管T1用來分流,以減輕場效應管T2上的電流負載。
三極管T3和運放A2構成電流放大器,由D/A轉換而來的電流信號驅動電流放大器,在三00尸RTN端輸出環路電流;因此當D/A輸入的數字信號從零到滿量程變化時,環路電流從4mh到20mh變化。
③AD42l提供了一個HART信號耦合端C3:
HT2012的HART數字信號通過一個耦合電容與該端相連,HART數字信號可由該耦合端疊加到4~20mh的環路上,由于采用FSK頻移鍵控技術,模擬量與數字量的傳遞互不干擾,從而實現HART數字信號的通訊。耦合電容的大小由HART模塊的整形電路的輸出和hD42l的C3濾波電容共同決定。
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