【正文】 ..................... 14 復(fù)位電路 ................................................................................................................. 15 程序及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器設(shè)定 ............................................................................................ 15 鍵盤接口概述 .......................................................................................................... 16 獨(dú)立式按鍵 ....................................................................................................... 18 矩陣式鍵盤及其接口電路 .................................................................................. 18 鍵值的分析 ............................................................................................................. 20 CH452概述 ........................................................................................................... 22 第 4章 結(jié)論與展望 ............................................................................................................ 24 結(jié)論 ........................................................................................................................ 24 展望 ........................................................................................................................ 25 參考文獻(xiàn) ............................................................................................................................ 25 致謝 ................................................................................................................................... 26 附錄一 ................................................................................................................................ 28 附錄二 ................................................................................................................................ 24 軸瓦的圓度測(cè)量儀 1 第 1 章 緒論 選題的背景及 研究的 意義 隨著我國加入世界貿(mào)易組織，我國的各行各業(yè)的產(chǎn)品都要參與國際的競(jìng)爭， 都要遵守優(yōu)勝劣汰的規(guī)則。而產(chǎn)品要想在競(jìng)爭中勝出，立于不敗之地，產(chǎn)品的質(zhì)量是關(guān)鍵。在機(jī)械制造業(yè)的產(chǎn)品中，產(chǎn)品的質(zhì)量與產(chǎn)品加工的精度有密切關(guān)系， 且產(chǎn)品的質(zhì)量好壞將直接決定產(chǎn)品的性能和壽命。 國外發(fā)動(dòng)機(jī)缸體的生產(chǎn)加工自動(dòng)化程度高，多有主動(dòng)測(cè)量裝置，加工和測(cè)量精度高，其尺寸及形位參數(shù)在加工時(shí)就可以保證。 而國內(nèi)缸體加工設(shè)備相對(duì)落后，加工精度難以保證，往往靠加工后的一些檢測(cè)手段來控制。目前國內(nèi)大多數(shù)發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)廠家的檢測(cè)主要采用機(jī)械式的量具，例如缸徑表等作為檢測(cè)工具，其檢測(cè)精度低、檢測(cè)參數(shù)單一、檢測(cè)效率也低無法滿足生產(chǎn)的要求。傳統(tǒng)的氣動(dòng) 測(cè) 量儀檢測(cè)效率低、無法區(qū)分尺寸誤差與形狀誤差，測(cè)量精度較低。三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)檢測(cè)精度高，但其檢測(cè)效率太低，而且對(duì)周圍環(huán)境要求 較高，只能采用抽檢的方式，不能滿足批量分組檢測(cè)的要求。特別是在曲軸圓度的測(cè)量中，因其具有測(cè)量點(diǎn)數(shù)多，采集數(shù)據(jù)多的特點(diǎn)，傳統(tǒng)的量具更是無法勝任。因此，國內(nèi)發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)廠，特別是高速發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)廠，急需高效率、高精度的專用檢測(cè)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)對(duì)關(guān)鍵零部件的全面檢測(cè)，以提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。 研究的意義 中國是工業(yè)大國，圓度檢測(cè)儀器具有巨大市場(chǎng)，然而，國內(nèi)目前的研究水平離這個(gè)需求還有一定的差距。研究開發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的圓度檢測(cè)系統(tǒng)，對(duì)于擺脫對(duì)進(jìn)口產(chǎn)品的依賴，推進(jìn)我國儀器數(shù)字化改造，提高檢測(cè)行業(yè)的水平很有必要。并 且通過研制高速、高精度圓度檢測(cè)系統(tǒng)，還可以提高我國圓度儀的檔次技術(shù)水平，加快高檔圓度檢測(cè)儀器國產(chǎn)化，抵制國外產(chǎn)品對(duì)我國儀器儀表市場(chǎng)的沖擊，尤其是對(duì)開發(fā)圓柱度儀等同類產(chǎn)品都具有促進(jìn)意義。 通過研制軸瓦曲軸圓度檢測(cè)系統(tǒng)可以解決生產(chǎn)廠家對(duì)產(chǎn)品的監(jiān)控能力，為質(zhì)量管理者提供決策參考。這一檢測(cè)系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸圓度的全自動(dòng)檢測(cè)，檢測(cè)時(shí)間大大縮短，實(shí)現(xiàn)在線和非在線的產(chǎn)品檢測(cè)的要求。通過實(shí)施本系統(tǒng)，能有效的提高產(chǎn)品的質(zhì)量，保證穩(wěn)定可靠的檢測(cè)精度。 本課題的研究成果具有較好的開放性，可以推廣應(yīng)用于各種的大型孔類零件的自動(dòng) 非接觸式尺寸檢測(cè)中。如果應(yīng)用于在線制造系統(tǒng)中，可以大量縮短生產(chǎn)的檢測(cè)時(shí)間。同時(shí)該系統(tǒng)還可以應(yīng)用于孔類零部件的半成品的檢測(cè)，比較適應(yīng)國內(nèi)企業(yè)提出車間生產(chǎn)系統(tǒng)的需求。提高了生產(chǎn)廠家的生產(chǎn)效率和對(duì)生產(chǎn)加工質(zhì)量的控制，河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)論文 2 防止大批量廢品的出現(xiàn)，避免不必要的浪費(fèi)，降低了生產(chǎn)成本，使檢測(cè)人員從繁重的勞動(dòng)中解放出來。 軸瓦曲軸檢測(cè)現(xiàn)狀分析 1． 3． 1 圓度誤差檢測(cè)概況 圓度誤差是指回轉(zhuǎn)體的同一正截面上實(shí)際輪廓對(duì)其理想圓的變動(dòng)量，機(jī)械零件回轉(zhuǎn)表面輪廓的圓度誤差對(duì)機(jī)器和儀器的功能有直接的影響，它是高精度回轉(zhuǎn)體零件的一項(xiàng)重 要精度指標(biāo)，也是檢驗(yàn)回轉(zhuǎn)體類零件加工質(zhì)量的重要指標(biāo)之一。目前，圓度儀仍為圓度誤差測(cè)量的最有效手段，按照結(jié)構(gòu)的不同，可將圓度儀分為兩種：主軸旋轉(zhuǎn)式和工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)式。 主軸旋轉(zhuǎn)式：被測(cè)零件放置在工臺(tái)上固定不動(dòng)，儀器的主軸帶傳感器和測(cè)頭一起回轉(zhuǎn)。測(cè)量時(shí)零件固定不動(dòng)，可用來測(cè)量較大零件的圓度誤差。 工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)式：傳感器和測(cè)頭固定不動(dòng)，被測(cè)零件放置在儀器的回轉(zhuǎn)工作臺(tái)上，隨工作臺(tái)上一起回轉(zhuǎn)，這種儀器常制成緊湊的臺(tái)式儀器，適于測(cè)量小型零件的圓度誤差，其測(cè)量原理為當(dāng)儀器測(cè)頭與實(shí)際被測(cè)圓輪廓接觸時(shí)，實(shí)際被測(cè)圓輪廓的半徑變化量就 可以通過測(cè)頭反應(yīng)出來，此變化量由傳感器接收，并轉(zhuǎn)換成電信號(hào)輸送到電氣系統(tǒng)，經(jīng)放大器、濾波器運(yùn)到微機(jī)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的自動(dòng)處理打印及顯示結(jié)果。 圓度儀可以保證很高的采樣精度和評(píng)定精度，評(píng)定方法符合標(biāo)準(zhǔn)的要求并配有專用的微機(jī)，工作效率高不失為一種理想的測(cè)量儀器。但是圓度儀的成本高，價(jià)格昂貴，對(duì)操作環(huán)境、條件的要求嚴(yán)格，通常僅限于計(jì)量室中使用，不能用于車間現(xiàn)場(chǎng)。另外，圓度儀作為一種高精度儀器，調(diào)整和操作比較繁瑣，測(cè)試效率低。如果頻繁地用于 一 般零件的測(cè)量，在經(jīng)濟(jì)上也不合理。再者，圓度儀由于其規(guī)格所限只能用于中小型零件 圓度誤差的測(cè)量，這樣就使圓度儀的使用受到一定的限制。 對(duì)于中小型精密零件的測(cè)量，坐標(biāo)測(cè)量機(jī)也是一種精確有效的測(cè)量手段。在測(cè)量時(shí)被測(cè)截面圓輪廓上選定若干測(cè)點(diǎn)一一測(cè)出它們的坐標(biāo)，然后進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，求解圓度誤差值。不過測(cè)量成本高，效率也不盡人意，與它們?cè)跍y(cè)量孔間關(guān)系的卓越性能相比，用它們?cè)谏a(chǎn)中測(cè)孔發(fā)揮不了其優(yōu)勢(shì)。 在生產(chǎn)實(shí)際中，目前仍采用一些手工檢測(cè)方法。內(nèi)徑千分表是最常用的內(nèi)孔量具，在測(cè)量深孔或小批量工件時(shí)，它的適用性極好，而且投資不高。氣動(dòng)量儀是一種有效的高精度孔徑測(cè)量手段，但它比較適合于穩(wěn)定的加工過程，有 時(shí) 難以適應(yīng)大量生產(chǎn)的現(xiàn)場(chǎng)工作環(huán)境。經(jīng)過轉(zhuǎn)換后它能帶數(shù)字顯示和輸出， 因而也能用于統(tǒng)計(jì)軸瓦的圓度測(cè)量儀 3 過程控制，不過其體積變得過大，成本也大大提高。 相比之下，數(shù)顯內(nèi)徑千分表的性能更為優(yōu)秀。因?yàn)樗茉谝淮尾僮鬟^程中獲取最小值一一就是孔徑值，而傳統(tǒng)的內(nèi)徑千分表往往要幾次操作才能讀準(zhǔn)孔徑值。所以，在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的缸徑測(cè)量方面已成為有效的檢測(cè)手段?，F(xiàn)在，用碳纖維測(cè)桿的內(nèi)徑千分表已可測(cè)達(dá) 2m 的深孔。內(nèi)徑分厘卡可能是最廣泛使用的孔徑測(cè)量手段，常用于 1～ 300mm 孔徑的測(cè)量。內(nèi)徑分厘卡的型式已有了許多變化，有機(jī)械式和電子式、兩點(diǎn)式和三點(diǎn)式、 測(cè)微螺旋式和手槍按動(dòng)式等。有的已能達(dá)到 1um的重復(fù)測(cè)量精度和 2～ 3um的測(cè)量精度。 1． 3． 2 曲軸檢測(cè)技術(shù)概況 目前國內(nèi)大多數(shù)發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)廠家對(duì)曲軸的檢測(cè)主要采用機(jī)械式的量具，例如缸徑表等作為檢測(cè)工具，其檢測(cè)精度低、檢測(cè)參數(shù)單一、檢測(cè)效率也低，無法滿足生產(chǎn)的要求。 對(duì)曲軸圓度誤差的在線測(cè)量方法正處于研究階段，還沒有研制出用于在線高精度、準(zhǔn)確測(cè)量孔圓度誤差的設(shè)備。而本課題研究的孔徑圓度自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)既能達(dá)到實(shí)驗(yàn)室精密測(cè)量精度，又能實(shí)現(xiàn)在線測(cè)量。滿足了廠家提出的技術(shù)要求。 1． 4 論文研究的內(nèi)容 本課題的研究目標(biāo) 是采用數(shù)字顯示的先進(jìn)技術(shù)，設(shè)計(jì)制造出滿足廠家檢測(cè)精度要求的軸瓦曲軸 圓度 顯示設(shè)備。而如何確定 數(shù)字顯示 設(shè)備的系統(tǒng)組成，設(shè)計(jì)功能合理的電路 ，以實(shí)現(xiàn)對(duì)孔輪廓的測(cè)量 結(jié)果的顯示 ， 將是我們研究的主要內(nèi)容。具體有以下幾點(diǎn)： 1．了解國內(nèi)現(xiàn)有圓度及誤差顯示的方法，建立孔徑圓度自動(dòng)顯示系統(tǒng)理論模型。 2．了解數(shù)字顯示系統(tǒng)的指標(biāo)，工藝要求，確定顯示系統(tǒng)的精度要求。分析數(shù)字顯示元件的技術(shù)指標(biāo)。 3．繪制單片機(jī)數(shù)字顯示系統(tǒng)流程圖，實(shí)現(xiàn)鍵盤的輸入、檢測(cè)結(jié)果的顯示、保存等功能。 4. 通過對(duì)數(shù)字顯示電路中的器件的性能的研究，設(shè)計(jì)出 合理的 數(shù)字顯示電路。 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)論文 4 第 2 章 系統(tǒng)總體分析 總體設(shè)計(jì) 2． 1． 1 自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu) 檢測(cè)系統(tǒng)在測(cè)量過程中，首先由傳感器將被測(cè)物理量從研究對(duì)象中檢測(cè)出來并轉(zhuǎn)換成電量，然后輸出?，F(xiàn)代檢測(cè)技術(shù)包含了更多的后續(xù)處理技術(shù)，如根據(jù)需要對(duì)第一次變換后的電信號(hào)進(jìn)行時(shí)域或頻域處理，最后以適當(dāng)形式輸出。信號(hào)的這種變換、處理和傳輸過程決定了檢測(cè)系統(tǒng)的基本組成和它們的相互關(guān)系，檢測(cè) 系統(tǒng)及其組成見圖 21。 圖 21 檢測(cè)系統(tǒng)及其組成 現(xiàn)代檢測(cè)系統(tǒng)的應(yīng)用類型大致可分為：檢 測(cè)型和控制型兩類，檢測(cè)型又可分為基本型和標(biāo)準(zhǔn)接口型。檢測(cè)型完成對(duì)被測(cè)參量的測(cè)量任務(wù)，對(duì)測(cè)量的準(zhǔn)確度要求較高；控制型一般應(yīng)用于閉環(huán)控制系統(tǒng)中，對(duì)快速、實(shí)時(shí)和可靠性要求較高。 檢測(cè)型中的基本型一般由傳感器、信號(hào)調(diào)理電路、采樣保持、模數(shù)轉(zhuǎn)換、數(shù)字信號(hào)處理和數(shù)模轉(zhuǎn)換電路等組成，完成對(duì)多點(diǎn)多參量的動(dòng)態(tài)或靜態(tài)測(cè)量任務(wù)。 傳感器完成信號(hào)的獲取任務(wù)。它將被測(cè)參量 (一般為模擬量 )轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的便于處理的電信號(hào)輸出。被測(cè)參量范圍很廣，可以是電參量或非電參量。緊接其后的信號(hào)調(diào)理電路將微弱信號(hào)放大到與數(shù)據(jù)采集板中 A／ D 轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換電 壓范圍相適配，通過濾波抑制干擾噪音信號(hào)的高頻分量，將信號(hào)頻帶壓縮以降低采樣頻率，避免在模數(shù)轉(zhuǎn)換中產(chǎn)生混疊。利用磁性變壓器、光電或電容性器件等，耦合傳輸有用信號(hào)，阻隔高電壓浪涌以及較高的共模電壓，既保護(hù)操作人員也保護(hù)昂貴的測(cè)量設(shè)備，同時(shí)輸出規(guī)范化的標(biāo)準(zhǔn)傳輸信號(hào)。數(shù)據(jù)采集卡 (板 )將采樣后的信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換成為幅值離散的數(shù)字量。將其送入計(jì)算機(jī)、單片機(jī)和單片機(jī)系統(tǒng)等各類微處理器。通過軟件編程實(shí)現(xiàn)高速數(shù)據(jù)運(yùn)算等數(shù)字處理工作以及完成智能化信息處理的功能。將運(yùn)算結(jié)果以 CRT 顯示或數(shù)字顯示等多種形式輸出給用戶，也可通過數(shù)字 接口實(shí)現(xiàn)與其他計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)交換，或通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行遠(yuǎn)程交換。 軸瓦的圓度測(cè)量儀 5 圖 22 數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)組成 數(shù)據(jù)處理的通用系統(tǒng)可以分為數(shù)據(jù)輸入 (獲取 )設(shè)備、數(shù)據(jù)處理設(shè)備 (硬件、軟件 )和數(shù)據(jù)輸出設(shè)備。用于數(shù)據(jù)處理的通用系統(tǒng)的組成部件如圖 22 所示。 首先被測(cè)物成為采集系統(tǒng)的目標(biāo)物，傳感器獲取被測(cè)目標(biāo)的信號(hào)，并轉(zhuǎn)換為電信號(hào)傳送給數(shù)據(jù)采集卡，數(shù)據(jù)采集卡將信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，然后，把數(shù)字信號(hào)送入數(shù)據(jù)處理器，數(shù)據(jù)處理器使用依據(jù)各種數(shù)據(jù)處理算法編制的程序?qū)?shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行處理、形狀擬合、形態(tài)學(xué)分析，得到最終的測(cè)量結(jié)果，如尺寸、角度、個(gè)數(shù)、坐標(biāo) ，從而根據(jù)測(cè)量結(jié)果實(shí)現(xiàn)最終的檢測(cè)目的。 2． 2 曲軸圓度自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng) 曲軸圓度自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)的測(cè)量模型如圖