智能型電快速瞬變脈沖群�(fā)生器是按照電�、電子產(chǎn)品對于電快速瞬變脈沖群試驗的特點和要求而專門�(shè)計的,具有可靠性好、性能�(wěn)�、使用方便等特點。智能型電快速瞬變脈沖群�(shè)備的指標符合的IEC61000-4-4、EN60100-4-4和GB/T17626.4標準的要��
1.符合 IEC61000-4-4 � GB/T17626.4 標準的要��
2.按照電氣和電子設(shè)備對于電快速瞬變脈沖群試驗的特點和要求而專門�(shè)計的,同時滿� 1kΩ負載的波形要��
3.液晶顯示智能控制,使用程控高壓電�,穩(wěn)定性強,內(nèi)置國際標準等級參�(shù),體積小,操作方便�
4.脈沖頻率達到 300kHz �
參數(shù)� parameter |
EFT61004A |
EFT61004B | |
輸出電壓 |
0 ~� 4500V | ||
脈沖頻率 |
1kHz---300kHz ± 10[%], 連續(xù)可調(diào) | ||
脈沖極� |
正或� ,正負交� | ||
�(nèi)� |
50 Ω± 20[%] | ||
脈沖前沿 Rise time of a Pulse |
5ns ± 30[%] | ||
� 沖寬� |
(在50Ω� Pulse width at 50Ω |
50ns ± 30[%] | |
(1kΩ) Pulse width at 1kΩ |
35 ns----150 ns | ||
脈沖串長� |
1�255 個可�(diào) | ||
脈沖串周� |
典型 300mS � 0.15�9.99 S 可調(diào),調(diào)節(jié)精度 0.01S � | ||
試品耦合 / 去耦網(wǎng)�(luò)Coupling/decoupling network |
�(nèi)�,單相三線,16A(�20A) |
�(nèi)�,三相五線,16A(�20A) | |
工作電源 Power in |
AC 220V ± 10[%] 50/60Hz | ||
�(huán)境溫� |
15 � -35 � | ||
外形尺寸 |
450*430*175 mm |
1引言
由于各種人群的皮膚阻抗的動態(tài)范圍不一�,甚至同個人在不同的時間、不同的�(huán)境下皮膚阻抗的動�(tài)范圍也不一�。因此,在皮膚阻抗檢測系�(tǒng)�,刺激器需要根�(jù)不同的人群以及不同的�(huán)境,�(chǎn)生不同頻�、不同脈寬的刺激信號,才能保證檢測系�(tǒng)可以測量到人體皮膚的真實阻抗�
MCS-51單片機系�(tǒng)�3個定時器可以�(chǎn)生方�,而且方波的脈沖頻率及寬度可以由軟件設(shè)定,這種�(chǎn)生脈沖的方式具有很大的靈活�。上位機軟件LabVIEW同下位機通信�,將下位機所要產(chǎn)生的脈沖的參�(shù)通過串口傳給下位�,以便實�(xiàn)利用LabVIEW控制單片機產(chǎn)生所需脈沖的目的�
2下位機系�(tǒng)的設(shè)�
2.1硬件部分
MCS-51單片機內(nèi)部有一個功能很強的全雙工串行口,該串行口有4種工作方式。片�(nèi)的定時器/計數(shù)器可以產(chǎn)生波特率,大小可用軟件設(shè)�。有2個物理上獨立的接收、發(fā)送緩沖器SBUF,接�、發(fā)送均可觸�(fā)中斷系統(tǒng),使用十分方便。對外也有兩條獨立的�、發(fā)信號線RXD(P3.0)和TXD(P3.1)�
本文采用RS 232串行接口標準,在電氣特性上,RS232采用負邏輯,要求高低兩信號間有較大的幅度,標準為:邏�"1"�-5~-15V之間,邏�"0"�+5~+15V之間�
2.2軟件部分
MCS-51的定時器0進行兩次計數(shù)。設(shè)P1.0為脈沖發(fā)生端,當定時�0的次計數(shù)�(jié)束后,將P1.0取反,賦新的初�,再進行第二次計�(shù)。當?shù)诙斡嫈?shù)�(jié)束后,再一次將P1.0取反,又賦原來的初�,進行新一輪的計數(shù),如此反�(fù)即可�(chǎn)生方�。這樣通過兩次計數(shù)值的不同就可以實�(xiàn)�(chǎn)生不同脈寬及頻率的方波了�
�1,圖2和圖3給出了單片機程序的詳細流程圖。其中定時器1工作在方�2,這是一種自動重裝方�,禁止中�,用于產(chǎn)生波特率(該波特率�(shè)置為9 600)。串口工作在方式1,發(fā)送或接受一幀信息�10��1位起始位(0)�8位數(shù)�(jù)位和1位停止位(1),無奇偶校驗位。程序還�(shè)定串口中斷優(yōu)先級高于定時�0的中斷優(yōu)先級�
在通信�,上下位機一般會約定一個協(xié)�,例如在�(fā)送的�(shù)�(jù)前加一個標識段,一般為一個字節(jié)。當該字節(jié)傳輸正確�,下位機才可以認為上位機準備�(fā)送數(shù)�(jù)�。這樣可以避免串口偶爾�(chǎn)生的誤發(fā)信號�
程序�(shè)�4個字節(jié)為一個數(shù)�(jù)�,是因為上位機一次性要�(fā)完包括高低電平在�(nèi)的兩次定時器的初始�,而每一個初始值都有兩個字節(jié)。因此下位機判斷一次完整的�(shù)�(jù)段是否發(fā)送完�,就是判斷其是否收到�4個字節(jié)的數(shù)�(jù)�
3上位機系�(tǒng)的設(shè)�
LabVIEW語言是美國國家儀�(NI)公司開發(fā)的一種基于圖形化語言(G語言)的編程語言,利用該語言編寫的模塊化程序,具有良好的界面,簡�、直觀,且易于理解、調(diào)試和維護。做成的虛擬儀表可以當作許多儀器設(shè)備來使用,其功能完全由用戶編程定�。另�,LabVIEW�(nèi)還包含豐富的�(shù)�(jù)采集、數(shù)�(jù)信號分析以及控制等子程序,特別適用于�(shù)�(jù)采集、通信處理系統(tǒng)�
LabVIEW提供了很多現(xiàn)成的可供�(diào)用的函數(shù)�,從底層的GPIB,VXI,PXI,串口數(shù)�(jù)采集板的控制子程序到大量的儀器驅(qū)動程�;從基本的功能函�(shù)到分析庫,幾乎涵蓋了儀器設(shè)計中需要的所有函�(shù)。同�,LabVIEW還支持用于網(wǎng)�(luò)通訊的TCP/IP�(xié)�、動�(tài)�(shù)�(jù)交換(DDE)和網(wǎng)�(luò)化多媒體對象技�(shù)(ActiveX)等應(yīng)用軟件標��
3.1VISA LabVIEW提供了功能強大的VISA庫。VISA(Virtual Instrument Software Architecture,虛擬儀器軟件規(guī)�)是用于儀器編程的標準I/O函數(shù)庫及其相�(guān)�(guī)范的總稱。VISA庫駐留于計算機系�(tǒng)�,完成計算機與儀器之間的連接,用以實�(xiàn)對儀器的程序控制,其實質(zhì)是用于虛擬儀器系�(tǒng)的標準的API(Application Programmer Inter-face,應(yīng)用程序接�)。正因為如此,VISA可以連接不同標準的I/O�(shè)備�
VISA本身并不具備編程能力,惟他通過�(diào)用底層的�(qū)動程序來實現(xiàn)對儀器的編程。VISA的I/O軟件庫的源程序是惟一的,其與操作系統(tǒng)及編程語言無關(guān),只是提供了標準形式的API文件作為系統(tǒng)的輸��
3.2LabVIEW中利用VISA實現(xiàn)串口通信
在LabVIEW中使用串口的基本流程為:先調(diào)用VISA Configure Serial Port來完成串口參�(shù)的初始化�(shè)�,包括了串口的資源分配,波特率的�(shè)�,數(shù)�(jù)位、停止位、校驗位和流控制��
當某一個串口初始化成功�,就可以使用該串口進行�(shù)�(jù)的收�(fā)。使用VISA Write進行�(shù)�(jù)的發(fā)�,使用VISA Read進行�(shù)�(jù)的接�。在接收�(shù)�(jù)�,有時需要VISA Bytes at Serial Port查詢當前串口接收緩沖區(qū)中的�(shù)�(jù)字節(jié)�(shù),如果VISA Read要讀取的字節(jié)�(shù)大于緩沖區(qū)中的�(shù)�(jù)字節(jié)�(shù),VISA Read操作將一直等待,直至緩沖區(qū)中的�(shù)�(jù)字節(jié)�(shù)達到要求或是等待時間滿足VISA Configure Serial Port所�(shè)定的Timeout�
在對�(shù)�(jù)的連續(xù)性要求不高的時�,VISA Read也支持分批讀取接收緩沖區(qū)里的�(shù)�(jù)字節(jié)或者只是讀取其中的一部分字節(jié)�
在某些特殊的情況�,可以利用VISA SET I/O Buffer Size�(shè)置串口接�/�(fā)送緩沖區(qū)的大�,使用VISAFlash I/O Buffer清空接收與發(fā)送緩沖區(qū)�
在串口使用結(jié)束后,使用VISA Close�(jié)束與VISAresource name所指定串口間的會話�
該LabVIEW程序框圖中調(diào)用了一個叫做change的子VI程序,該子VI程序的功能是將高低電平的脈沖寬度值,�(zhuǎn)換成定時器的初始�,并且拼湊成一�4個字節(jié)�16進制�(shù),通過VISA Write模塊送入下位機。該子VI的程序框圖如�5所��
在接收到�(shù)�(jù)�,單片機有一條反饋的指令,他將其緩沖區(qū)�(nèi)的值再次送回上位�,LabVIEW對該值進行顯示,并可以和原來實際輸出的16進制�(shù)進行比較。用戶可以很方便地知�,是否在上下位機通信中出�(xiàn)誤碼�
�6左側(cè)的倒三角表示從�4(a)的VISA Read中接收到的�,他與LabVIEW上一次顯示的值拼裝成一個完整的字符串,成為新的顯示�,在字符串顯示區(qū)顯示出來�
4程序運行�(jié)果與驗證
程序的前面板界面如圖7所��
�8是另一個程序的前面�,該程序可以將采樣率�(shè)定為50kHz的采集卡采集到的�(shù)�(jù)顯示在屏幕上。該屏幕顯示的是,上位機程序�(fā)送欲�(chǎn)生高低電平均�0.6ms脈沖波的定時器初始值給下位機后,下位機�(chǎn)生的脈沖序列�
上位機發(fā)送的16進制�(shù)為FDA8FDA8,下位機準確接收�,反饋的值也為FDA8FDA8�
根據(jù)采樣率為50kHz,即0.02ms采樣一次,則在顯示波形圖中任選一次完整脈�(如圖8所�)進行計算,可以得到該次的低電平的持續(xù)時間�0.66ms,高電平的持�(xù)時間�0.68ms�
這兩個數(shù)�(jù)的誤差可能是采集卡的采樣率誤差引起的,或是單片機的定時器中斷服務(wù)程序的執(zhí)行周期產(chǎn)生的延時所造成��
另外,在上下位機的通信�,也可能會產(chǎn)生誤�,導(dǎo)致產(chǎn)生的波形不符合要�。如果要一次性完成數(shù)�(jù)傳輸?shù)娜蝿?wù),則�(yīng)該在上下位機間增加可糾錯的編碼和譯碼電路,否則,可以選擇再次�(fā)送數(shù)�(jù),當返回值與�(fā)送值一致時,才可認為發(fā)送成功,�(chǎn)生的波形基本可以符合要求�
5�(jié)�
本文用RS 232串行通信接口將計算機與單片機相連,組成一個可控脈沖發(fā)生器用于皮膚阻抗檢測。上位機用LabVIEW編程,產(chǎn)生的界面友好,操作方便。這種可控脈沖�(fā)生器編程靈活,不僅可以產(chǎn)生方波,還可以產(chǎn)生三角波,正弦波等,基本可以滿足實驗的要��