嵌入式智能主動測量儀的研究與開發(fā)

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1、摘要捅要主動測量儀廣泛應(yīng)用于磨削加工中，國內(nèi)的主動測量儀存在智能程度低，測量對象單一，測量精度不高等缺點，隨著機械加工水平的提高，已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足實際需求。本文在對主動測量儀的理論與應(yīng)用作了較深入研究后，針對現(xiàn)有問題，給出一種基于嵌入式系統(tǒng)的智能主動測量儀開發(fā)方案，并對其智能化功能、硬件和智能軟件進行了全面設(shè)計。硬件設(shè)計從總體硬件框架和硬件需求分析出發(fā)，改進了電感式位移傳感器的調(diào)理電路，提出了一種新型的低成本、高穩(wěn)定性正弦波產(chǎn)生電路。采用ARM7處理器LPC2214進行控制并實現(xiàn)智能化信息處理，并以其為控制核心，完成了其外圍電路的設(shè)計，包括數(shù)據(jù)采集電路，人機交互電路，RS．232通訊接口和掉

2、電保持電路等。在硬件設(shè)計過程中，為產(chǎn)品升級留下了余地。以LPC2214微處理器、ADSl．2開發(fā)工具和。uC／OS．II實時操作系統(tǒng)建立嵌入式系統(tǒng)開發(fā)平臺，設(shè)計了較為完善的智能化軟件。首先進行詳細(xì)的任務(wù)分析和任務(wù)設(shè)計，如優(yōu)先級分配，關(guān)聯(lián)分析等。給出各個任務(wù)的程序流程圖，并為軟件升級和功能擴展預(yù)留了任務(wù)優(yōu)先級。在實現(xiàn)主動測量儀基本功能基礎(chǔ)上，重點給出了圓度誤差測量的實現(xiàn)方法。一些智能算法得到了實現(xiàn)，如斷續(xù)表面測量、量程自動轉(zhuǎn)換、自動零位調(diào)整、故障自診斷和非線性補償?shù)?，使主動測量儀具有了較高的智能化程度。對代碼進行優(yōu)化，減少了程序開銷。進行較全面的抗干擾設(shè)計，提出了具有“雙向應(yīng)答"機制的程序監(jiān)控

3、方式，它既監(jiān)控主程序的運行，同時又判斷定時中斷是否正常。采用了具有較好平滑能力和快速響應(yīng)速度的數(shù)字濾波方法，并給出了實現(xiàn)方法。本課題的智能主動測量儀基于嵌入式平臺進行軟硬件設(shè)計，有利于產(chǎn)品的升級和維護，并且具有精度高、測量對象多樣性、良好人機交互和較高智能性等特點，在實際測試中獲得了滿意的效果，有著良好的應(yīng)用前景。關(guān)鍵詞：智能主動測量儀；嵌入式系統(tǒng)；圓度誤差測量；非線性補償；測量對象多樣性AbstraelAbstractActivemeasuringinstrumentiswidelyusedingrindingmachine，butdomesticactivemeasuringinstru

4、menthasthelimitations，forinstance，lowintelligence，fewmeasuringfunction，lowprecisionandetc．Withthedevelopmentofmachineprocessing，itcan’ttherequirementofpractice．Afterthetheoryandapplicationofactivemeasuringinstrumenthavingbeenstudied，intelligentactivemeasuringinstrumentbasedonembeddedsystemispropose

5、dinthispapertoimprovethissituation，anditsoveralldesignofintelligentfunctions，hardwareandsoftwarearealsodescribedindetail．Thedesignofhardwareisstartedfromtheframeofhardwareandhardwarerequirementanalyze，theservingcircuitofinductivesensorisimproved，andanewsinewavegeneratorwithlowcostandhighstabilityis

6、proposed．LPC2214ofARM7isusedasthecontrolcoreandintelligentinformationhandling．Peripheralcircuitisdesigned，includingdatasamplingcircuit，human—machineinterface，RS一232andnonvolatilememorycircuit．Intheprocessofhardwaredesign，productupgradingisconsidered．BasedontheplatformofembeddedsystemwhichisbuiltonL

7、PC2214controller,ADS1．2and／比C／OS—IIRTOS，intelligentsoftwareisdesigned．First，softwareisdividedintotasks，andthetasksareanalyzed，suchasprioritydistribution，theinter-relation．Taskprogramflowchartsarepresented，a