摘要：傳統(tǒng)的軸角/數(shù)字轉(zhuǎn)換電路復(fù)雜、可靠性低。隨著大規(guī)模集成電路的發(fā)展，模塊化的軸角/數(shù)字轉(zhuǎn)換器不斷推新且廣泛應(yīng)用于各種導(dǎo)航系統(tǒng)的方位角和縱橫搖姿態(tài)角信息的測量系統(tǒng)中，用于大型雷達(dá)設(shè)施的方位角與仰角信息的檢測與控制等，某尋北儀系統(tǒng)由于工作環(huán)境惡劣、機(jī)動頻繁等因素，采用了基于PC/104總線的工控機(jī)，提高了系統(tǒng)的可靠性。本文介紹了一種實用的軸角/數(shù)字轉(zhuǎn)換器14XSZ3412-01及其在某尋北儀系統(tǒng)中的應(yīng)用。
　　
　　1、工作原理及引腳功能
　　
　　14XSZ3412-01是一種超小型化、采用跟蹤轉(zhuǎn)換技術(shù)的旋轉(zhuǎn)變壓器/數(shù)字轉(zhuǎn)換器，他應(yīng)用了二階伺服回路，且在數(shù)字輸出端包含三態(tài)鎖存器。輸入信號可以是來自4線旋轉(zhuǎn)變壓器信號和參考，輸出是經(jīng)三態(tài)鎖存器、與TTL電平兼容的并行自然二進(jìn)制碼數(shù)字量，三態(tài)輸出能使多個轉(zhuǎn)換器直接掛在數(shù)據(jù)總線上，而且在使用禁止信號INH時不斷開轉(zhuǎn)換器內(nèi)部回路。字節(jié)選擇信號“BYSEL”的設(shè)置極大的方便了數(shù)據(jù)總線寬度為8b的用戶，用戶可以在8b寬的總線上得到16b字長的數(shù)據(jù)，而無需外部接線。
　　
　　轉(zhuǎn)換器的引腳（如圖1）按其功能說明如下：
　　
　　直流供電引腳包括+5V，GND（地），+15V，-15V四個引腳，直流電源的波動范圍為±10%，建議在電路板上+5V，+15V和-15V到GND之間分別并聯(lián)1個0.1μF和1個6.8μF的濾波電容。　　
　　CASE端與外殼相通，使用時需將該端接機(jī)殼地。
　　
　　輸入模擬信號引腳旋轉(zhuǎn)變壓器引線端D1，D2及Z1，Z2，Z3，Z4分別與轉(zhuǎn)換器引腳RH，RL及S1，S2，S3，S4一一對應(yīng)連接。
　　
　　控制信號引腳有INH，EN，BYSEL三個引腳。
　　
　　計算機(jī)與外部設(shè)備交換數(shù)據(jù)時，常對外設(shè)發(fā)送設(shè)備選擇信號CS和讀信號RD，當(dāng)數(shù)據(jù)總線為8位寬度時，計算機(jī)還需要發(fā)送字節(jié)選擇信號BYSEL信號。XSZ轉(zhuǎn)換模塊與計算機(jī)之間轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)的能力與一般外部設(shè)備一樣具有兼容性。INH引腳與計算機(jī)的CS信號相連，EN引腳與RD信號相連，BYSEL引腳與計算機(jī)的字節(jié)選擇控制信號相連，當(dāng)用戶使用8位寬度的數(shù)據(jù)總線時，只需將XSZ的高8位依次連接到8位數(shù)據(jù)總線上。當(dāng)BYSEL為高電平時，轉(zhuǎn)換器高字節(jié)數(shù)據(jù)輸出，當(dāng)BYSEL為低電平時，轉(zhuǎn)換器低字節(jié)數(shù)據(jù)送到總線上，在字輸出時，轉(zhuǎn)換器的BYSEL引腳應(yīng)接高電平（或懸空），并且模塊輸出全量與16位總線一一相連。
　　
　　狀態(tài)信號引腳BUSY。當(dāng)“BUSY”為高電平時，表示轉(zhuǎn)換器內(nèi)部二階電子伺服環(huán)境正在工作，數(shù)字輸出端不能直接輸出；反之計算機(jī)可直接從數(shù)字輸出端讀取轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)。
　　
　　數(shù)字輸出信號引腳數(shù)字輸出取自引腳1-14，引腳“1”代替zui高位（MSB），“14”代表zui低位（LSB）。
　　
　　2、數(shù)據(jù)傳輸方法
　　
　　該轉(zhuǎn)換器的數(shù)據(jù)傳輸方法有2種常用方法：
　　
　　（1）檢測“忙”（BUSY）信號
　　
　　圖2所示當(dāng)計算機(jī)讀取數(shù)據(jù)時，可對BUSY進(jìn)行檢測，若UBSY為“1”，則數(shù)據(jù)無效，反之則數(shù)據(jù)有效，這里，可把“使能”（EN）端連接“讀”信號。　　
　　（2）施加“禁止”（INH）信號
　　
　　如圖3所示，當(dāng)需進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時，計算機(jī)可向INH端發(fā)一個邏輯低電平，從而阻止了鎖存器的刷新。當(dāng)INH端被置于低電平并延遲600ns后，便可讀取數(shù)據(jù)。　　
　　3、與PC/104總線的接口設(shè)計
　　
　　14XSZ3412-01與PC/104總線接口的硬件電路結(jié)構(gòu)如圖4所示，圖中，A/D轉(zhuǎn)換器的S1，S2，S3，S4端分別與旋轉(zhuǎn)變壓器的輸出信號引腳D1，D2，D3，D4一一對應(yīng)連接，RH，RL分別接旋轉(zhuǎn)變壓器的激磁引線端Z1，Z2，CASE接機(jī)殼地。CPU通過8255來控制XSZ模塊的工作，包括啟動讀數(shù)的控制信號，高低字節(jié)選擇信號等，其工作原理為當(dāng)需進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時由CPU通過8255向XSZ模塊的INH端發(fā)送低電平，以禁止XSZ模塊鎖存器的數(shù)據(jù)刷新，當(dāng)INH被置于低電平并延遲600ns后，CPU便可讀取數(shù)據(jù)，讀取數(shù)據(jù)時通過控制BYSEL端的高低電平即可讀取高低字節(jié)數(shù)據(jù)，EN與地相連，則計算機(jī)可以隨時讀取數(shù)據(jù)。　　
　　以某尋北儀系統(tǒng)測量方位角為例，給出數(shù)據(jù)采集部分的程序如下（系統(tǒng)中8255命令字口地址為0x3f6）：　　
　　4、結(jié)語
　　
　　介紹了旋轉(zhuǎn)變壓器/數(shù)字轉(zhuǎn)換器14XSZ3412-01的工作原理和數(shù)據(jù)傳輸方法，給出了與PC/104總線的接口電路設(shè)計和數(shù)據(jù)采集程序，該設(shè)計已成功應(yīng)用于某方位角測量系統(tǒng)中，實踐證明，該設(shè)計合理，能夠滿足系統(tǒng)要求。