來(lái)源：國(guó)外電子元器件 作者：中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 葉平 周熊

    1 引言

    壓實(shí)度是指壓實(shí)土的干密度與標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)試驗(yàn)獲得的最大干密度之比。在公路修筑中，路基、地基層、基層和面層都需要很好的壓實(shí)，以達(dá)到一定的密實(shí)度，提高道路的承載能力，并防止沉陷、水分滲透等。而衡量路基壓實(shí)質(zhì)量的一個(gè)重要指標(biāo)就是路基的壓實(shí)度。通常，壓實(shí)度每提高1％，基礎(chǔ)承載能力就要提高10％。若是瀝青混凝土路面，壓實(shí)度每提高1％，承載能力和壽命可提高10～15％。壓實(shí)工作的重要性顯而易見。

    目前施工或檢測(cè)部門一直采用的是傳統(tǒng)的人工抽樣方法來(lái)保證壓實(shí)質(zhì)量，這種方法不僅費(fèi)時(shí)費(fèi)力，而且還將造成路基的破壞。隨著交通運(yùn)輸量的迅速增大，公路建設(shè)進(jìn)一步發(fā)展，施工部門對(duì)壓實(shí)度的檢測(cè)提出了更高的要求。傳統(tǒng)的壓實(shí)度測(cè)量方法已經(jīng)不能適應(yīng)現(xiàn)代的施工要求，因此，研制開發(fā)一種快速、無(wú)損、定量的壓實(shí)度檢測(cè)儀器迫在眉睫。

    2 車載壓實(shí)度檢測(cè)儀的硬件設(shè)計(jì)

    隨著振動(dòng)壓路機(jī)壓實(shí)工作的進(jìn)行，土的密實(shí)度和彈性模量不斷增加，土與壓實(shí)輪之間的相互作用力也不斷增大，所以壓實(shí)輪的加速度幅值也在不斷增大，從而可以通過(guò)檢測(cè)加速度幅值變化間接測(cè)出路基的壓實(shí)狀況。車載壓實(shí)度檢測(cè)儀是一臺(tái)在線實(shí)時(shí)壓實(shí)度檢測(cè)計(jì)。它主要

     由以下幾個(gè)部分組成：加速度傳感器、電荷放大器、a／d轉(zhuǎn)換、單片機(jī)、液晶顯示器以及通過(guò)rs-232串行口與車載式壓實(shí)度檢測(cè)儀相連的外部pc機(jī)。系統(tǒng)硬件組成如圖1所示。

    2.1 單片機(jī)的選型

    這里選用atmel公司生產(chǎn)的at89s52單片機(jī)，其cpu采用與mcs-51兼容的結(jié)構(gòu)和指令系統(tǒng)。

    at89s52是一款帶有8 kb可在線編程flash存儲(chǔ)器的低功耗、高性能8位cmos微控制器。它采用atmel的高密非易失存儲(chǔ)制造技術(shù)并與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的80c51指令集和引腳結(jié)構(gòu)相兼容。片上的flash存儲(chǔ)器允許重復(fù)在線編程或通過(guò)傳統(tǒng)的非易失編程器進(jìn)行編程，省去了每次都要拔片燒片之煩。at89s52還提供以下標(biāo)準(zhǔn)功能：8 kb的flash存儲(chǔ)器、256字節(jié)ram、32根i／o引線、看門狗定時(shí)器、兩個(gè)數(shù)據(jù)指針、3個(gè)16位定時(shí)器／計(jì)數(shù)器、一個(gè)六向量?jī)杉?jí)中斷結(jié)構(gòu)、一個(gè)全雙工通訊端口、片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路。上述這些功能可很好地滿足系統(tǒng)硬件部分的設(shè)計(jì)要求。

    2.2 a／d轉(zhuǎn)換器的選擇

    adc0809是8位a／d轉(zhuǎn)換器。對(duì)于振動(dòng)壓路機(jī)來(lái)說(shuō)，其振動(dòng)頻率在30 hz～50 hz，根據(jù)采樣定理可知：若連續(xù)信號(hào)xa(t)是有限帶寬，即fa是有界的，則采樣頻率fs＞2fa時(shí)的離散信號(hào)x(n)就唯一確定了xa(t)。其中xa(t)的最高頻率為fa，x(n)表示采樣間隔為t的xa(t)的離散信號(hào)。參照實(shí)際工程應(yīng)用系統(tǒng)的硬件資源，一般取fs=10fa。本系統(tǒng)振動(dòng)壓路機(jī)的振動(dòng)頻率范圍在30 hz～50 hz，所以fa=500 hz，即采樣周期t=2 ms。而adc0809完成一次轉(zhuǎn)換大約需100μs，故能滿足系統(tǒng)的要求。對(duì)于瞬時(shí)值響應(yīng)的a／d轉(zhuǎn)換器來(lái)說(shuō)，所需的轉(zhuǎn)換速率取決于所要求的轉(zhuǎn)換精度和被轉(zhuǎn)換信號(hào)的頻率。在本系統(tǒng)中僅采集振動(dòng)輪一路加速度信號(hào)，因此adc0809可完全滿足要求。

    2.3 液晶顯示模塊

    在fpd(flat panel display)器件中，lcd以其輕、薄、小、耗電低等優(yōu)點(diǎn)而一枝獨(dú)秀。為lcd配置驅(qū)動(dòng)電路，可構(gòu)成液晶顯示模塊lcm(liquid crys-tal module)。它的基本組成元件除lcd、驅(qū)動(dòng)電路外，一般還有連接件、背光源等。液晶顯示模塊同系統(tǒng)中的其他電路一樣，具有簡(jiǎn)單的接口，并提供豐富的控制顯示的指令系統(tǒng)，為整機(jī)的開發(fā)節(jié)約了時(shí)間。

    由于需要顯示加速度變化曲線，故在此選擇lcd點(diǎn)陣圖形液晶顯示模塊。點(diǎn)陣式lcd的控制與驅(qū)動(dòng)較復(fù)雜，隨著大規(guī)模集成電路工藝的發(fā)展，現(xiàn)已有驅(qū)動(dòng)電路芯片與控制電路芯片，還有的制作在液晶屏背面的線路板上，使lcd應(yīng)用更方便。這里選用的是成都飛宇達(dá)實(shí)業(yè)有限公司提供的fyd12864-0402b液晶顯示模塊，其