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本帖最后由 闻太师 于 2019-3-26 12:11 编辑
在做数控电源的时候，为了提高性能通常要做校正。不管是用最小二乘法还是用其它曲线拟合算法，都是测量的点算多精度越高。以校正输出电压为例，操作步骤大概是：设置输出电压--> 测量输出电压-->记录输出电压，这一步骤重复若干次，然后通过公式计算拟合参数。手工进行这种操作十分累人，而且单调重复的操作一不留神很可能搞错数据，工作效率也很低。以我上次校正为例，测量120个点用了一两个小时，做完以后脖子疼了好几天。
如果这一操作能自动完成，必将极大的提高效率和计算结果的可靠性。楼主经过一段时间的鼓捣，摸索出了一套用优利德UT61E自动测量自动校正的方法，现分享出来，希望对需要的人有所帮助。
自动校正的原理很简单，就是通过数控电源上的单片机程序把UT61E的串口数据读出来，然后与设置值一起计算拟合参数，不断重复这一过程，直到把完成所有需要校正的点。然后把计算出来的参数存入EEPROM/Flash，之后程序中使用这些参数完成校正。
要达到这一目的，有几个问题需要解决：
一、UT61E与上位机的通讯协议和数据包格式
二、UT61E串口接头的供电
第一个问题是重中之重，为此先用官方上位机软件连接UT61E，此时使用了USB转RS232转接头，连接成功。断开连接，然后打开PC上的串口监控工具CommMonitor，然后再次用官方上位机软件连接UT61E，成功抓取到串口连接过程中的数据。结果如果：
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波特率19200，7位数据位，1位停止位、奇校验。UT61E和上位机是单向通讯的，即UT61E只发，上位机只收。数据是ASCII码形式，每包数据以回车换行为单位。这些信息表明，UT61E和上位机通讯非常简单，非常有利于单片机读取。同时还注意到上位机在连接UT61E时有一个把DTR置为高电平、RTS置为低电平的操作。
获得上述信息之后就可以尝试绕开官方上位机软件，使用普通的串口工具读出UT61E的数据了。首先断开官方上位机软件与UT61E的连接，然后打开雪莉串口调试助手，按上述信息打开串口，成功接收到了UT61E发来的数据，表明上述分析是正确的。
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再看数据包格式，因为在对数据电源做校正时只需测量直流电压和电流，所以只需要分析电压档和电流档的数据包格式就可以了，这里以电压档为例。用UT61E连接可调稳压电源，并把电源的输出从0逐渐调高到15V（这个范围够我用了），同时观察串口数据。可以看出0~2V时与2V~15V时的数据格式稍有不同（应该分别对应2V档和20V档），但中间都有分号。对比UT61E屏幕读数可见2V档的数据以0开头，单位是0.1mV；2V档的数据以1开头，单位是1mV。知道这些就足够单片机读取并解析数据了，数据包中其它的数据无需关心。
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现在分析UT61E串口通讯的问题。前边分析串口数据的时候提到了上位机软件连接UT61E时有一个把DTR置为高电平、RTS置为低电平的操作，由此可以推测UT61E的串口是通过这两个管脚供电的，另外坛子里矿友的一个帖子也证实了这一点。
因为RS232的电平与TTL/CMOS不同，高电平是实测为9V、低电平实测为-9V。常用的电平转换是用MAX232完成的，手里正好有一块MAX232板子，简单改造一下，两路RS232输出为UT61E串口供电，一路RS232输入接收UT61E数据并转换为TTL电平供单片机读取。电平转换板做好以后先验证一下，连接好UT61E和USB转TTL，同时外接5V给MAX232供电，PC上用串口调试工具成功读到UT61E发出的数据。
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剩下的事就是修必数控电源的单片机程序，读出UT61E数据并计算拟合参数和。啰嗦一下：UT61E连接数控电源的输出端，把数控电源的输出设置为某电压，单片机读取UT61E测量到的实际电压，并把设置电压和实际电压保存在RAM里，然后再把输出设置为另一压，重复上述过程。然后计算拟合参数，然后再重复上述过程，直到所有需要校正的点都完成参数的计算。整个过程完全不用人工干预，几分钟后完成所有参数的测量、计算和保存，大功告成。
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补充内容 (2019-4-7 17:05):
UT61E精度不算很高，业余玩玩可以，需要高精度还是得台表。 |
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发表于 2019-3-26 11:35:53
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