简易直线位移测量系统设计毕业论文.doc

简易直线位移测量系统设计毕业论文 目 录 第1章 绪论 1 1.1 研究背景 1 1.2 研究意义 1 1.3 研究内容 2 1.4系统总体方框图 2 第二章 硬件设计 3 2.1编码器设计 3 2.2单片机概述 3 2.2.1 单片机分类 4 2.2.2单片机与单片机系统 5 2.2.3 单片机应用领域 5 2.3 MCS—51系列单片机介绍 6 2.3.1 MCS—51系列芯片简介 6 2.3.2 最小系统 6 2.3.3 定时与中断的概念 7 2.4 AT89S52芯片概述 8 2.5 MAX232芯片简介 10 2.6 RS232 (DB9) 串口介绍 11 2.7 电压比较器 13 2.7.1 LM339芯片 13 2.7.2四细分原理 14 2.8 光敏二极管简介 14 第三章 软件程序设计 16 3.1 上位机VB程序设计 16 3.1.1 VB流程图 16 3.1.2 Visual Basic6.0软件介绍 17 3.1.3 VB界面设计 18 3.1.4 Mscomm控件简介 19 3.1.5 VB程序设计 20 3.2 下位机单片机程序设计 22 3.2.1 主程序 22 3.2.2 定时中断程序 24 3.2.3 看门狗激活 25 3.2.4 串口中断程序 26 3.2.5 数据发送程序 26 3.2.6 计数程序 27 第四章 系统调试 29 4.1 硬件电路调试 29 4.1.1 protues软件简介 29 4.1.2 实物检测步骤 29 4.2 软件调试 30 4.2.1 系统调试工具keil 30 4.2.2 调试的主要方法 30 结论 32 参考文献 33 谢辞 34 附录1 上位机VB程序 35 附录2 下位机单片机程序 37 附录3 实物图 41 第1章 绪论 1.1 研究背景 位移测量系统大部分都是通过各式各样的传感器来实现的的，而传感器本身的特性从很大程度上决定了测量系统本身的精度、实用性，通用性等要素。 传感器是能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置。物体的准确定位是实现工业自动化生产的前提,现已经有多种位置测量方法,并已经成功地应用到了实际中基于传统理论的位置传感器主要有电容式、电感式、电磁式等几种电感式位移传感器与滑线电阻式的位移传感器相比较,在工作频率范围、测试精度和使用寿命方面都有显著提高。 这种传感器的优点是结构简单,加工、使用、维修及保养都电容式位移传感器具有优良的性能稳定性好分辩率高响应时间短环境适应性好。然而,由于其本身的电容量小(一般在之间),阻抗高近十年来特别是光栅传感器及其测量仪表随着信息技术 (IT)和制造技术 (M T)的发展得到了相应的迅速发展。近50年来精密机械加工精度从1μm 提高到0.01μm ,提升了倍光栅是闭环位置伺服系统中用得较多的测量装置,可用作位移或转角的检测,且测量输出的信号为数字信号。它测量范围大,测量精度高,可达几微米。光栅传感器把被测位移量转变为电信号,经前置放大和电路处理后,送入下位机进行综合运算处理后输出,并通过LED显示。目前在精密机加抗电磁干扰能力强、电绝缘性好耐腐蚀、测量范围广、体积小以及传输容量大等优点,被广泛地用于医疗、交通、电力、机械、航空航天等各个领域物体在外来因素作用下引起的质点位置的改变。位移传感器主要应用在自动化装备生产线对模拟量的智能控制。具有易实现数字化、精度高、抗干扰能力强、没有人为读数误差、安装方便、使用可靠等优点，在机床加工、检测仪表等行业中得到日益广泛的应用。） 图1-1简易直线位移测量系统框图 第二章 硬件设计 2.1编码器设计 图2-1 编码器 如图2-1此次设计采用了带孔的直尺来代替光栅尺（主尺A），而副尺B则使AB信号产生90度的相位差，使接受到的AB信号正交。如此便可为后面的软件细分做好准备。 2.2单片机概述 单片机因将其主要组成部分集成在一个芯片上而得名，具体说就是把中央处理器CPU(Central processing unit)。随机存储器RAM（Random access memory）。只读存储器ROM（Read only memory）。 中断系统、定时器／计数器以及I\O（Input/output）接口电路等主要微型机部件集成在一个芯片上。虽然单片机只是一个芯片，但从组成和功能上看，它已具有了计算机系统的属性[11]。 为此，称它为单片微型计算机SCMC（Single chip micro computer），是一种非常活跃且颇具生命力的机种。简称单片机。 图2-2 单片机内部结构 单片机主要应用与控制领域，用以实现各种测试和控制功能，为了强调起控制属性，也可以把单片机称为微控制器MCU（Micro controller unit）。