摘要：介绍了一种火炮三防系统检测仪的研制。采用16位的ADS7825模数转换器和AT89C52单片机为主要元件，通过ADS7825采集传感器检测火炮三防系统中的各种参数，将ADS7825采集到的模拟信号转换成单片机所能识别的数据信号，单片机进行处理后，通过显示器显示故障原因和部位，给出了硬件组成和软件设计方法。

关键词：ADS7825转换器、三防系统、检测仪、应用

Abstract: This paper is an introduction of the research and prodution of the NBC defense detecting equipment of a certain type of artillery. The equipment mainly consists of a 16 bit ADS7852 analog-digital conversion module and an AT89C52 single chip computer. ADS7852 collects signals from the detecting equipment and transforms them into digital signals. After the single chip processes the signals, The results as fault location and cause will be shown on the screen.

Keywords: ADS7825 analog-digital conversion module, NBC defense system, detecting equipment, application

1.引言

火炮三防系统是在现代战争条件，当火炮遭遇原子弹、化学和生物武器袭击时，最大限度地保护乘员减少伤亡的集体防护装置。它对于更好地发挥火炮的战斗性能起着重要的作用。它由报警机构、控制机构和过滤通风装置组成，如某个机构或装置出现故障，整个系统就不能进行有效的防护，传统的靠人工检测的方法，操作繁琐，也很难发现故障的部位，不便精确测量以及相关数据处理不能实现自动化，因此，研制一套新型的操作简单，便携式的火炮三防系统检测仪是十分必要的。利用新型AD模数转换技术和计算机控制技术，将火炮三防系统检测的新方法应用于实际，有利于提高部队的装备保障能力，使武器系统发挥最大的效能。本检测仪通过传感器检测火炮三防系统的模拟参数，传递给ADS7825模数转换芯片，ADS7825内部模数电路将其转换成能被单片机识别的16位数据传递给AT89C52单片机进行处理，并通过液晶显示器显示结果。

2.硬件及组成

本仪器的系统硬件组成如图1所示。主要由参数传感器，ADS7825模数转换器，AT89C52单片机、外存储器、触摸式键盘、液晶显示器（LCO）、电源通断控制电路以及向计算机传递数据的通讯接口电路等组成。为了提高测量精度，模数转换器选用了16位的ADS7825转换芯片、单片机选用性能优良的AT89C52芯片，充分利用其提供的软硬件资源，配以相应的外围电路完成火炮三防系统的检测。

2.1 ADS7825模数转换器

ADS7825是一种多通道高精度的模数转换器，在芯片内部集成了采/保电路，时钟源、

图1 系统硬件组成示意图

参考基础电压等，从而减少了芯片的外围电路。该芯片有并行/串行两种数据输出模式，易于和微处理器接口，有4个通道设置成连续转换的模式。ADS7825在并行或串行不同的数据输出模式下，其引脚定义不同，在并行数据输出模式下，D0～D7定义为数据线，可以一次读取8位数据，而在串行数据输出模式下，D5～D7为高阻状态，D0～D4则是为串行数据输出而定义的各种功能。该检测仪选用串行输出模式。ADS7825管脚排列如图2所示，各引脚功能如下：

图2 ADS7825引脚图

引脚定义及说明如下:

1 AGND1 模拟地,内部接地参考点;

2、3、4、5 AIN0～AIN3 4个通道模拟输入端,每个通道的最大输入范围为±10V;

6 CAP 内部参考电压输出缓冲端,用一个2.2μF的钽电容接地;

7 REF 参考电压的输入/输出端,内部参考输出2.5V,也可以使用外部基准电压,但无论使用内部还是外部基准电压,该引脚都需要使用2.2μF的钽电容接地;

8 AGND2 器件模拟地;

9、10、11 D7、D6、D5 在并行模式下,为数据Bit7～Bit5;在串行模式下,为高阻状态;

12 D4 在并行模式下, D4 为数据Bit4; 在串行模式下,D4电平的高低决定使用芯片内部串行时钟,还是使用外部串行时钟;

13 D3 在并行模式下, D3 为数据Bit3; 在串行模式下,D3起同步输出作用;

14 DGND 数字地;

15 D2 在并行模式下,D2为数据Bit2;在串行模式下,D2为数据输出的串行时钟;

16 D1 在并行模式下,D1为数据Bit1;在串行模式下,D1为有效串行数据输出端;

17 D0 在并行模式下,D0为数据Bit0;在串行模式下,D0为串行数据输出标识;

18、19 A1、A0 模拟输入通道选择端。通过A1、A0组合的四个逻辑状态,可选择0～3四个输入通道;

20 PAR /SER 并行/串行数据输出选择端,当该引脚为高电平时, 8位并行数据在D0～D7端输出;当该引脚为低电平时,串行数据在16引脚SDATA端输出;

21 BYTE 字节选择端,仅用于并行模式,当BYTE为高电平时, 在D0 ～D7 端输出低8 位数据, 当BYTE为低电平时,输出高8位数据;

22 R /C 读数据/转换选择端,通过该引脚可以完成启动A /D转换或转换数据的读出;

23 CS 片选端,不论是启动转换还是读出数据,都要对该引脚进行低逻辑电平操作;

24 BUSY 忙端,在开始启动转换之后,要维持该引脚为低电平,直到转换结束并把转换的数据锁存到输出寄存器为止;

25 CONTC 连续转换输入端,当CONTC为低电平时,完成通常情况下的A /D转换,当CONTC为高电平时,只要CS、R /C、PWRD 保持低电平,就可以完成4个输入通道,连续循环的A /D转换;

26 PWRD 掉电模式输入端,当PWRD为高电平时,进入掉电模式,此时禁止转换并降低功耗;27、28 Vs2、Vs1 芯片供电输入端,通常27、28 引脚连接在一起用+ 5V供电,并在该连接端用0.1μF及10μF钽电容并联到地端。

2.1.1 启动AD转换

2.1.3 设定AD转换模式

系统传感器传来的为－3.6V～＋3.6V的电压，该模拟电压转换成数字电压值建立检测数字模型，经过AT89C52运算和处理，得到要检测的数据和故障部位。

图3 ADS7825与AT89C52接口电路

2.3电源和充电控制

根据本战术技术指标要求，火炮三防系统检测仪既能在室内还要在野外使用，且火炮配备由24V DC电源，故采用了两种供电方式，即主供电方式和辅助供电方式。根据仪器具有便携性的特点，选用可充电的、电压稳定、工作温度范围宽，储存寿命长、无记忆效应的Li离子电池。辅助供电方式为火炮24V DC电源，如图4所示。电源及充电控制部分由电源适配器、充电电路、DC-DC、VI、K1、D1、D2和D3组成。按钮K1起电源开关作用。当K1合上时，VT的基极通过R2和K1接地，则VT饱和导通，V1通VT至V2，V2＝V1－（0.3～0.4）V为其余芯片提供电能，启动AT89C52的P40地址始终为低。此时松开按钮后，VT的基极通过R1接低电平，VT仍饱和导通，提供电源V2，这样K1按AT89C52的P20，通过检测仪K1按下形成的P20为低电平的时间长短来区别K1功能。若K1按下的时间超过一定的长度，则认为是关机命令，则程序将P40置高，同时AT89C52进入掉电方式，则AT89C52硬件结构保证进入掉电状态后，P40为高电平，一旦K1放开，将VT截止，从而V2电源将被关闭。由此可见，按钮K1可起电源的开关作用。若K1按下时间未超时，则可作为功能切换键来切换系统的工作状态。二极管D3的作用是在按钮放开时，保证VT的基极不会通过电阻R3、R2形成接地电路，实际上是隔离基极和电源V2上所接的其余器件，消除其余器件可能常来的导电回路。

图4 电源及充电控制电路

3.软件设计

根据检测仪的控制要求，该仪器选用了FLANKLIN C作为开发语言。由于在检测过程中需要对多种信号进行处理，对每种不同的信号的检测处理方法和要求都不相同，为了提高程序的可维护性和程序的可维护性和程序的容错能力。编制程序时，采用了模块化的结构。每个程序模块是一个独立的功能模块，如果要对某个功能进行修改，只需修改相应的程序模块。另外，这种模块结构很容易对检测程序进行功能扩展，实现与其系统（武器装备综合检测系统）的联接。

4.结束语

利用ADS7825转换器对火炮三防系统检测仪进行信号处理，实现了对火炮三防系统的自动检测，在实际运用中是可行的，有利于提高武器装备的技术保障能力，使武器系统发挥最大的效能。

本文作者创新点：利用新型AD模数转换技术和计算机控制技术，将火炮三防系统检测仪的新方法运用于实际。