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閱讀：1046發(fā)布時(shí)間：2014-1-11
擴(kuò)散硅壓力變送器在輸入壓力不變的情況下當(dāng)溫度發(fā)生變化時(shí)也會引起變送器輸出的變化，形成了變送器交叉靈敏度的問題，影響輸出精度。BP網(wǎng)絡(luò)法是解決溫度補(bǔ)償很好的方法，用MSP430采集變送器的壓力輸出和所處環(huán)境的溫度值作為BP網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練輸入樣本進(jìn)行離線訓(xùn)練，zui大程度修改權(quán)值與閾值，將其結(jié)構(gòu)利用c語言編程，達(dá)到BP網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)融合的目的。
二、系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
1．芯片選型
美國TI公司生產(chǎn)的MSP430單片機(jī)為高整合，高精度的單芯片系統(tǒng)，其利用精簡指令集，是16位高速處理單片機(jī)，系統(tǒng)工作相對穩(wěn)定，綜合功能和成本都比較合適。
2．硬件電路設(shè)計(jì)
硬件電路設(shè)計(jì)的系統(tǒng)總體框圖如圖1所示，氣壓或液壓作用在前端壓力變送器上，壓力變送器將壓力和溫度的電壓信號輸入到放大器，通過放大器信號放大輸入到單片機(jī)的A／D轉(zhuǎn)換通道，單片機(jī)將壓力和溫度的電壓信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字量進(jìn)行處理后通過LED顯示出來，并通過RS485通訊接口將數(shù)據(jù)傳送給上位機(jī)，電源模塊給單片機(jī)和外部設(shè)備分別提供3．3V和5V電壓，整個(gè)電路實(shí)施方式如下所述：
(1)壓力變送器：擴(kuò)散硅壓力變送器選擇麥克公司的MPM280壓力變送器，該變送器能夠在一40~(2到80％范圍內(nèi)使用，在此設(shè)計(jì)中測壓范圍為0～1MPa，MPM280其檢測電路形式為惠斯登電橋，它能適用于各種不同壓力測量產(chǎn)品的組裝與生產(chǎn)，MPM280采用1．5mA直流形式供電。
(2)信號放大電路：此處放大器芯片選擇INA121，INA121是一種低功耗，高精度的差壓放大器，它能夠在單電源和雙電源兩種模式下工作。壓力變送器的測量壓力轉(zhuǎn)化后的電壓信號輸入INA121的3腳和2腳，放大器的放大倍數(shù)根據(jù)外接電阻調(diào)節(jié)，放大后的信號通過6腳和5腳輸入到單片機(jī)的A／D轉(zhuǎn)換通道，實(shí)現(xiàn)放大功能。
(3)A／D轉(zhuǎn)換部分：利用MSP430F247TPM單片機(jī)自帶的ADC12模塊直接實(shí)現(xiàn)A／D 轉(zhuǎn)換，減小了設(shè)計(jì)的變送器的體積，MsP43O 47TPM自身帶兩路轉(zhuǎn)換接口，通過ADC12模塊控制寄存器實(shí)現(xiàn)溫度和壓力兩路模擬信號A／D轉(zhuǎn)換。ADC12硬件通過設(shè)置會自動的將轉(zhuǎn)換結(jié)果存放到相應(yīng)的寄存器中。
三、系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
系統(tǒng)的軟件實(shí)現(xiàn)核心是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練得到的權(quán)值與閾值的連接關(guān)系，權(quán)值與閾值是以數(shù)組運(yùn)算及對每層神經(jīng)元輸出進(jìn)行tansig激勵(lì)函數(shù)為主體，而神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的權(quán)值與閾值是通過訓(xùn)練樣本在MATLAB神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)工具箱中的訓(xùn)練得到的。
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