一种基于C8051F350的无线同步数据采集方法
时间：2012-05-15 | 栏目：测量仪表 | 点击：次
歼击机的操纵性，如杆／舵的操纵力、位移等要符合技术要求，符合飞行员的使用习惯，才能使飞行员安全舒适地驾驶歼击机，在整个飞行中较好地完成飞行任务。歼击机操纵杆／舵操纵力一位移性能评估是歼击机产品质量检测的主要项目之一，它根据歼击机操纵杆／舵操纵力一位移性能指标的要求，检测出其力和位移是否在规定的标准范围内。本系统主要完成对歼击机操纵杆／舵操纵力和位移的同步数据采集，并通过无线的方法将采集到的力、位移数据传输给评估系统，为评估系统提供绘制力一位移曲线所需的准确测量数据。
1 系统整体设计
歼击机操纵杆／舵操纵力一位移性能检测评估系统由采集系统和评估系统两部分构成。采集系统主要包括传感器、信号调理电路、微控制器和无线模块。系统的硬件框图如图1所示。
采集系统通过两片C8051F350分别同时控制采集对歼击机操纵杆／舵操纵的施力信号，以及同一时刻操纵连杆相对力的位移信号，然后由各自的无线模块将采集到的数据传输给评估系统。评估系统利用接收到的数据绘制力一位移曲线，和标准曲线进行对比后给出评估结果。
2 采集系统硬件概述
采集系统的核心控制器C8051F350是美国Silabs公司推出的一款完全集成的混合信号片上系统型微控制器，具有高速、低功耗、集成度高、功能强大、体积小巧等优点。它内部有1个全差分24位模／数转化器，2个独立的抽取滤波器，每个抽取滤波器均可通过编程达到l kHz的采样率。
从传感器输出的信号往往是很微弱的毫伏级信号，需要用放大器对信号加以放大。信号经放大、滤波后接入C805lF350的模拟信号输入端。
射频芯片nRF24L01是一款工作在2．4 GHz～2．5 GHz，世界通用ISM频段的单片无线收发器芯片，不仅具有自动应答及自动重发功能，而且在增强型ShockBurst模式下还具有数据包识别、地址及循环冗余校验方式（Cyclic Redundancy Check，CRC）校验的功能，减少了外部CPU的工作量，增强了数据传输的可靠性。
3 采集系统同步设计
3．1 系统软件设计
安装在操纵杆手柄上的采集系统作为主采集器（简称A），实现对操纵杆／舵操纵的施力信号的采集。和操纵连杆相连的采集系统为从采集器（简称B），实现对操纵连杆位移信号的采集。现有的同步数据采集系统一般是由l台控制器控制1片具有多通道的同步数据采集芯片，或者同时控制多片同步数据采集芯片来实现的。而本系统要完成的是由2片单片机分别控制，对力和位移进行同步数据采集。由A控制采集过程的开始和结束，2个采集器由2片C8051F350分别控制，所以在数据采集开始前必须使A和B系统同步。A和B的程序流程图分别如图2、图3所示。
