光栅尺位移测量仪表的研究

发布时间：2017-04-30 11:13

  本文关键词：光栅尺位移测量仪表的研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】： 光栅测量系统和其他测量系统相比有着明显的优势,在当今国际市场上光栅测量系统占有很大比重。我国的光栅精密测量技术的研究起步较晚,目前我国的光栅尺位移测量仪表大都停留在LED数码管显示阶段,显示信息量小、不能显示图形信息。为了扩大市场,满足用户显示大量图形信息的要求,并可以把处理得到的各种信息通过RS232传输至电脑,研究实现了基于光栅尺位移数据的采集、处理、显示、通讯的位移测量仪表。 光栅尺位移测量仪表的设计与实现,综合运用了计算机软件、硬件技术,电子技术,数据处理理论,嵌入式系统理论等多学科的知识。软件部分采用了模块设计方法如:数据采集模块,液晶显示模块,按键模块,串行通讯模块,功能实现模块等。单片机软件采用C51语言设计。系统设计充分考虑了信号处理电路及显示电路的可靠性,该装置的特点是:采用点阵式LCD液晶显示、体积小、测量准确并动态显示测量图形及当前位置,具有预置、构造图形元素、参数设置、坐标摆正、公英制转换以及极坐标、直角坐标转换等功能,有一定的实用价值。 论文首先阐述了光栅尺的工作原理,设计出了基于光栅尺的数据采集接口原理图。 在此基础上,采用单片机作为CPU,并设计了其外围电路:按键电路、LCD液晶显示电路、通讯驱动电路以及停电记忆功能电路。 同时,系统完成了光栅尺位移测量仪表的图形测量、图形构造、图形预置、公制/英制转换、坐标摆正、直角坐标/极坐标转换、参数设置、用户提示等先进的仪表功能的实现。另外完成了光栅尺位移测量仪表还具有的程式记录、程式运行、程式编辑功能,这样有利于大批量工件的测量,为用户的操作提供了很好的便利条件。 本文的创新之处为:采用大屏LCD显示各种图形信息和停电记忆功能。
【关键词】：单片机 液晶显示 仪表 keil C51 光栅尺
【学位授予单位】：西北农林科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：TH822
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-11
• 第一章 绪论11-15
• 1.1 引言11
• 1.2 国内外光栅尺位移测量仪表的研究背景和发展状况11-12
• 1.2.1 国外研究现状11-12
• 1.2.2 国内研究现状12
• 1.3 光栅尺位移测量仪表的发展趋势12-13
• 1.4 本文的研究内容13-14
• 1.5 本章小结14-15
• 第二章 光栅尺原理15-22
• 2.1 光栅尺传感器的工作原理及位移测量系统设计方案15-18
• 2.2 莫尔条纹辨向技术和细分技术18-20
• 2.2.1 莫尔条纹辨向设计方案18-19
• 2.2.2 莫尔条纹细分技术19-20
• 2.3 数据采集接口原理20-21
• 2.4 本章小结21-22
• 第三章 光栅尺位移测量仪表的硬件设计22-38
• 3.1 系统的硬件总体设计22-23
• 3.1.1 技术要求22
• 3.1.2 系统的硬件总体框图22-23
• 3.2 CPU 的选用23-26
• 3.2.1 DS80C320 主要性能24
• 3.2.2 引脚功能说明24-26
• 3.3 键盘设计26-28
• 3.3.1 常用键盘接口26-27
• 3.3.2 行列式键盘工作原理27
• 3.3.3 键盘硬件设计27-28
• 3.4 液晶显示设计28-32
• 3.4.1 液晶显示器件的优异特性28-30
• 3.4.2 液晶显示模块30
• 3.4.3 LCM 模块30-32
• 3.5 串口通讯硬件设计32-33
• 3.5.1 MAX232 芯片32
• 3.5.2 RS232C 总线标准接口32
• 3.5.3 串行口硬件原理32-33
• 3.6 停电记忆的硬件设计33-35
• 3.6.1 24LC256 串行EEPROM33-35
• 3.6.2 串行EEPROM 芯片与单片机硬件接口35
• 3.7 系统硬件抗干扰设计35-36
• 3.8 本章小结36-38
• 第四章 光栅尺位移测量仪表的软件设计38-64
• 4.1 软件开发环境38-39
• 4.1.1 开发环境38-39
• 4.1.2 软件开发流程39
• 4.1.3 系统要求39
• 4.2 系统软件总体设计39-41
• 4.3 键盘软件设计41-44
• 4.3.1 键盘扫描流程41-42
• 4.3.2 键盘扫描去抖动原理42-44
• 4.4 液晶显示软件设计44-45
• 4.4.1 显示输出的设计原则44
• 4.4.2 软件设计流程44-45
• 4.5 停电记忆软件设计45-52
• 4.5.1 I2C总线的特征45-46
• 4.5.2 I2C 总线的工作时序46-48
• 4.5.3 数据读写程序48-52
• 4.6 系统功能实现52-62
• 4.6.1 图形的测量53-58
• 4.6.2 图形的预置58-59
• 4.6.3 图形的构造59-60
• 4.6.4 程式的记录运行60-61
• 4.6.5 参数的设置61-62
• 4.7 系统软件抗干扰设计62-63
• 4.8 本章小结63-64
• 第五章 系统调试及试验结果64-66
• 5.1 系统调试过程及步骤64-65
• 5.1.1 试验系统组成64
• 5.1.2 调试的软件环境设置64-65
• 5.2 试验结果65-66
• 第六章 结论与展望66-67
• 结论66
• 不足点66
• 展望66-67
• 参考文献67-71
• 附录71-86
• 致谢86-87
• 作者简介87

【引证文献】

中国期刊全文数据库 前3条

1 李涛;张华锋;孙旭波;;一种直线位移通用校准装置的设计与实现[J];电子设计工程;2011年03期

2 储玉芬;;基于交流调制的光栅干涉条纹信号的细分技术及实现[J];制造业自动化;2012年20期

3 刘文静;;基于51的光栅位移检测装置的设计[J];现代机械;2012年04期

中国硕士学位论文全文数据库 前9条

1 黄成亮;图像式自动机运动参数测试系统研究[D];中北大学;2011年

2 陈娟;容栅式地层抬动测量装置的研制[D];中南大学;2011年

3 吴东亮;变锥形管道参数测量中的信息获取与控制技术[D];西安电子科技大学;2011年

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5 张凯;基于交流调制的光栅干涉条纹信号处理及其FPGA实现[D];湖北工业大学;2009年

6 储玉芬;基于衍射光栅计量的宏微定位系统的研究[D];湖北工业大学;2010年

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8 谢素玲;基于球栅传感器的高精度位移测量技术研究[D];杭州电子科技大学;2012年

9 宋平翰;快速电液比例捕捉控制系统研究[D];上海交通大学;2013年

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本文编号：336761