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SSI信号模拟器
发布时间:2017-04-11 13:17 访问次数:
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1,SSI信号模拟器功能介绍
(1)概述
(2)产品特征
2,接口电气连接
3,产品操作方法
(1)采集卡上位机说明
(2)模拟器手机上位终端说明
(3)测试用例
 

 

1,SSI信号模拟器功能介绍

(1)概述:

  SSI信号是工业上一种被广泛使用的信号。SSI信号采集卡是一种对外部传感器输入的SSI编码信号进行采集。当采集卡采入的数据不正确时,往往难以判断问题出在采集卡还是传感器本身。因此,需要一款产品来测试采集卡的功能是否正常。
  SSI信号模拟器通过模拟旋转式绝对值编码器的SSI信号产生,保证产生正确且有规律的SSI信号,用于测试SSI信号采集卡的采集功能是否正常。
  SSI 信号模拟器可直接与SSI信号采集卡相连,即连即用,安装、使用方便,程序编制简单,广泛应用于工业过程控制系统以及实验室数据采集系统。

(2)产品特征:

n  提供4路SSI信号的同时输出,输出通道可通过模拟器上位手机终端进行设置;
n  数据格式:任意位(最多31 位)二进制SSI 数据格式,数据位数可通过模拟器上位手机终端进行设置;
n  手机上位终端和模拟器板卡通过低功耗蓝牙(BLE)进行通信;
n  不同的电气连接方式可选择只输出1路SSI信号或同时输出4路SSI信号;
n  直接与SSI信号采集卡相连,即连即用;
n  接入外部电源为5V直流,电流输入为0.5A~1A;
n  任意时刻输出的数据都能在SSI信号采集卡的上位机上显示;
n  模拟器上位手机终端操作系统为Android,最低版本要求为4.0;

2,接口电气连接

  SSI 信号定义为两对差分传输信号,一对是时钟信号:CLK+,CLK-,一路是数据信号,DATA+,DATA-。本产品利用一个DB25和一个DB9接口,连接到SSI信号采集卡的对应接口。其中CLK+,CLK-连接到SSI信号采集卡的CLK+,CLK-接口,DATA+,DATA-连接到SSI信号采集卡的DATA+,DATA-接口。其中DB9和DB25的接口实物示意图如图2.1所示,接口定义如表2.1所示。
图2.1 SSI信号模拟器接口实物图
表2.1a)  SSI信号模拟器DB9输出接口的信号定义
1 5V 6 SSI0_DATA+
2 * 7 SSI0_DATA-
3 * 8 SSI0_CLK+
4 GND 9 SSI0_CLK-
5 GND *为保留
 
 
表2.1b)  SSI信号模拟器DB25输出接口的信号定义
1 GND 8 GND 15 SSI3_CLK+ 22 SSI1_CLK-
2 GND 9 GND 16 SSI3_DATA- 23 SSI1_CLK+
3 GND 10 SSI0_CLK- 17 SSI3_DATA+ 24 SSI1_DATA-
4 GND 11 SSI0_CLK+ 18 SSI2_CLK- 25 SSI1_DATA+
5 GND 12 SSI0_DATA- 19 SSI2_CLK+ *为保留
6 GND 13 SSI0_DATA+ 20 SSI2_DATA-    
7 GND 14 SSI3_CLK- 21 SSI2_DATA+    
 

3,产品操作方法

(1)采集卡上位机说明

图3.1 采集卡的上位机界面
  采集卡的上位机界面如图3.1所示。其中,最上方SSI接口传感器位数设置的四个方框分别代表4路SSI信号的位数。写入要采集的SSI信号位数,然后在旁边点击写入即可将对应通道的SSI信号位数写入到采集卡中,此时采集卡输出设定位数的时钟。中间的4列方框显示的分别为采集到的二进制信号和对应的旋转式绝对值编码器的值。采集卡上位机左下方为自由读写数据区域。该区域通过自由读写数据来进行采集卡的自检。最后右下方为采集卡的出厂日期,ID等编号的说明。
 在使用中,接上模拟器之后,在最上方对应通道填上要采集的SSI信号的位数,再点击写入,即可在中间对应位置观察到采集到的数据。点击“退出”后,在路径(E:\\saved_data_ssi0.txt)中可以查看第一个通道采集到的数据(数据量为10000,保存退出前的10000个数据)。

(2)模拟器手机上位终端说明

  模拟器的手机上位终端为Android手机APP。系统安装要求Android版本为Android 4.0及以上。使用手机APP进行模拟器参数设置的步骤如图3.2~图3.4所示。
图3.1
  首先,如图3.1所示,打开手机上的蓝牙功能和红框内的APP:BLE-CC41-A;
图3.2
  打开APP之后,出现如图3.2所示的界面,点击“开始扫描”,主界面将搜索周围的蓝牙设备。模拟器的蓝牙模块名称为BT05,点击后进入如图3.3所示的参数设置界面:
图3.3
  进入参数设置界面后,界面上方将出现连接的蓝牙设备的MAC地址和连接状态。若连接状态为未连接,则不能发送设置的参数。点击下方的“获取RSSI”按钮,将显示当前蓝牙连接的信号强度,其绝对值越小,代表信号强度越强。参照1.(2)中所叙述的SSI信号参数含义,设置好所有参数之后,点击“发送”。发送成功则会出现“发送成功”的界面。
所产生的SSI信号参数为:
       A,通道:指定产生哪一路的SSI信号,范围为1~4的整数;
       B,位宽:指定产生的SSI信号的位数,与SSI信号采集卡时钟的位数一致,范围为1~32的整数;
       C,最小值:所产生SSI信号的最小值,取值范围为1~最大值;
       D,最大值:所产生SSI信号的最大值,取值范围为最小值~当前位数的最大二进制数;
       E,增量:所产生SSI信号每一帧输出的增加值,取值范围为1~最大最小值之差;
  依据所设定的参数,SSI信号模拟器以正弦的方式周期性地产生信号,具体过程如下:
在SSI信号模拟器与SSI信号采集卡连接好之后,在手机上设置好上述5个参数,同时在采集卡的上位机设置好相同的位数,这时可以在采集卡的上位机上观察到采集到的数据(若采集卡位数与模拟器不一致,则采集卡上位机上会显示不正确的数字或零)。SSI信号模拟器从最小值开始,每一帧(一帧即采集卡输出位数周期个时钟,两帧之间间隔若干个时钟周期)输出一个值。随后每一帧输出值加上一次增量,直到增加到最大值,增加到最大值之后,每一帧输出减少一次增量,直到减少到最小值,然后模拟器再从最小值开始输出。输出值的变化规律与正弦波的变化相似,故称为正弦式输出。

(3)测试用例

  SSI信号模拟器根据SSI信号的位数范围,选择了8组参数进行测试,测试参数如表3.1所示:
表3.1 测试用例
序号 位宽 最小值 最大值 增量 当前位宽最大值 备注
1 10 100 300 20 1023 默认输出
2 16 3000 9000 500 65535  
3 20 50000 100000 10000 1048575  
4 25 800000 2000000 400000 33554431  
5 30 2000000 50000000 6000000 1073741823  
6 32 294967295 4294967295 800000000 4294967295 最大位宽
7 1 1 1 0 1 最小输出
8 5 12 30 6 31  
  经过测试,SSI信号模拟器均能够成功输出期望的SSI信号。


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