【正文】 SD 卡內(nèi)部除了卡接口控制器還有大量存儲單元、寄存器以及 SD 和 SPI 兩種模式的對外接口等。 *具有硬件 SPI 接口 ,可與 SD 卡的 SPI 總線方便地對接。 *通過編程可切換內(nèi)外時鐘 ,可以使用內(nèi)部時鐘 ,也可以使用外部時鐘。具有兩種保護，其分別為寫沖突保護和總線競爭保護。當(dāng)工作在南通大學(xué)杏林學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 23 主機方式下數(shù)據(jù)的最大傳輸速率 (位 /秒 )10Mb/s 可達系統(tǒng)時鐘頻率的一半 。 *強大中斷系統(tǒng)的時刻由用戶擴展的 ,支持 22 個中斷源（包括 SPI 接口產(chǎn)生的中斷）， 2 個優(yōu)先級。 C8051F020 單片機作為測量系統(tǒng)的主控制器。該通信模式的選擇對于主控制器來說是透明的 ,SD 卡會檢測其通信協(xié)議模式的復(fù)位命令 ,而當(dāng)通信模式選定后 ,在通電情況下系統(tǒng)是不能切換到另一種模式的。 目前 , SD 卡已大量用于數(shù)碼相機、 MP手機與大容量存儲設(shè)備中 。 第 7～ 14 腳： D0～ D7 為 8 位雙向數(shù)據(jù)線。 的 顯示內(nèi)容，可顯示所有大、小寫字和母數(shù)字 。其 A/D 轉(zhuǎn)換啟動方式有 4 種：軟件命令、定時器 2 溢出、定時器 3溢出和外部命令信號輸入。對于 C8051F020 器件， ADC0 有其專用的 VREF0 輸入引腳；片內(nèi) 15ppm/176。圖 中 8 腳跨接的電阻就是用來調(diào)整放大倍率 , 7 腳需提供正負相等的工作電壓 , 3 腳輸入要放大的電壓，并從 6 腳輸出放大的電壓值。 *具有很寬電源電壓范圍 177。 40V 電壓而無損壞的內(nèi)部輸入保護 措施。 加入復(fù)位電路無效， CPU加電后就會從隨機的狀態(tài)開始工作，從而系統(tǒng)就不能保證系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn)。此時 ALE、 PSEN、 P0、 P P P3的 I/O口都有高電平輸出。 CIP51 內(nèi)核具有標(biāo)準(zhǔn) 8052 的全部的外設(shè)部件，包括 16 位的計數(shù)器 /定時 器、全雙工的兩個 UART、內(nèi)部 RAM 為 256 字節(jié)、 128 字節(jié)的特殊功能寄存器 (SFR)地址空間及 8 個字節(jié)寬的 I/O 端口。此特性可有用戶設(shè)定來選擇通用 I/O 端口號和所需數(shù)字資源的組合。在 F020 中還有 4 個附加的額外端口（ 6 和 7） ，因此擁有高達 64 個通用端口 I/O。在使用 片內(nèi) JTAG 調(diào)試時 ,可 全功能運行 下 所有的模擬和數(shù)字外設(shè) 。 9. 高達 16 位 5 個通用的 定時器。 下面 為其 特 點 ； 1. 高達 25MIPS 高速流水線結(jié)構(gòu)的 與 8051 完全 兼容的 CIP51 內(nèi)核 。因此實現(xiàn)了一套結(jié) 構(gòu)簡單、功能齊全和運行可靠的角加速度測量系統(tǒng)。在其結(jié)構(gòu)上，氣隙磁場恒定，輸出的電壓與旋轉(zhuǎn)角機械加速度可以直接一一對應(yīng)，因此此測量裝置測量精度高，且結(jié)構(gòu)簡單；由于采用空心杯形轉(zhuǎn)子繞組，角加速度傳感器的轉(zhuǎn)動慣量大大減小，靈敏度和測量精度提高明顯；由于角加速度傳感器和被測系統(tǒng)的轉(zhuǎn)軸同軸相連，可以直接獲取旋轉(zhuǎn)信號。而交流測速發(fā)電機的特性和主要指標(biāo)有輸出特性與線性誤差，輸出相位移與相位誤差和剩余電壓，因為改用直流勵磁源主要考慮輸出特性與線性誤差和剩余電壓， 交流異步測速發(fā)電機當(dāng)勵磁繞組加電壓而轉(zhuǎn)子處于靜止?fàn)顟B(tài)時，輸出繞組產(chǎn)生的電壓稱為剩余電壓。 *為了減小剩余電壓，結(jié)構(gòu)上可采用輸出繞組與勵磁繞組分別嵌在內(nèi)外定子完成后調(diào)節(jié)內(nèi)外定子的位置（角度），使剩余電壓保持某一最小值。 內(nèi)定子鐵心，它置于外定子鐵心與轉(zhuǎn)軸之間，和外定子鐵心以及轉(zhuǎn)軸同軸心，內(nèi)定子與外定子之間有間隙，間隙內(nèi)為氣隙磁場 （ 勵磁磁場）。當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為零時，輸出繞端不會產(chǎn)生感應(yīng)電勢。根據(jù)兩者的之間的關(guān)系 ,可通過對兩個已知值的標(biāo)定來確定旋轉(zhuǎn)角加速度的實際值的大小。負載轉(zhuǎn)矩 LT 。這是國內(nèi)研究者和制造者面臨的艱巨任務(wù) ,也是角加速度市場一個良好的發(fā)展機會。而后，伴隨著科學(xué)技術(shù)的迅速地發(fā)展，尤其是自動化控制技術(shù)的快速發(fā)展，角加速度傳感器的應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣泛。除此之外還有利用磁柵或光碼盤等裝置來測量轉(zhuǎn)速 ,通過一些轉(zhuǎn)化成角加速度的測量方法。假若用滑環(huán)的形式輸出則輸出的測量信號不穩(wěn)定容易受噪聲因素干擾 ,如果用無線模式來傳遞輸出信號則又會出現(xiàn)供電出現(xiàn)困難。在眾多的種類的旋轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)中 ,通常我們期望于系統(tǒng)運行在穩(wěn)定的狀態(tài)下 ,因此 ,有效地防止各種外界的干擾是我們保證系統(tǒng)運行在穩(wěn)態(tài)下的基礎(chǔ)前提 ,從而快速準(zhǔn)確地測處各種動態(tài)干擾因素是抑制這些干擾的關(guān) 鍵 。 Measurement II 南通大學(xué)杏林學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 摘要 .................................................. 2 Abstract ............................................................................................... II 第一章 緒 論 .......................................... 1 工程背景 ........................................ 1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 ......................... 1 理論意義與研究價值 .............................. 2 本課題研究的 主要內(nèi)容 ............................ 3 第二章 新型角加速度傳感器基本結(jié)構(gòu)和工作原理 ............. 5 電磁式角加速度傳感器的測量原理 ................... 5 電磁式角加速度傳感器的基本結(jié)構(gòu) ................... 7 第三章 測量系統(tǒng)的方案論證 ............................. 11 系統(tǒng)的總體流程圖 ............................... 11 第四章 測量系統(tǒng)硬件設(shè)計 ............................... 12 單片機最小系統(tǒng) ................................. 12 單片機的選取 .............................. 12 最小單片機系統(tǒng) ............................ 14 放大電路的設(shè)計 INA128 芯片介紹 ............................ 16 INA128 構(gòu)建的放大電路 ...................... 17 AD 轉(zhuǎn)換器的設(shè)計 ................................ 18 實時顯示電路設(shè)計 ............................... 19 數(shù)據(jù)存儲模塊設(shè)計 ............................... 20 南通大學(xué)杏林學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） SD 卡功能原理的介紹 ........................ 21 SD 卡硬件功能的設(shè)計 ........................ 22 數(shù)據(jù)通信接口的設(shè)計 ............................. 24 第五章 測量系統(tǒng)的軟件設(shè)計 ............................. 26 系統(tǒng)總程序流程圖設(shè)計 ........................... 26 顯示模塊的流程設(shè)計 ............................. 26 數(shù)字濾波的設(shè)計 ................................. 27 存儲模塊流程設(shè)計 ............................... 28 數(shù)據(jù)通信模塊流程設(shè)計 ........................... 30 第六章 總結(jié)與展望 ..................................... 32 參考文獻 ............................................. 33 致 謝 ............................................. 35 附 錄 ............................................. 36 附錄 1 程序 ........................................ 36 附錄 2 系統(tǒng)的電路原理圖 ............................ 56 南通大學(xué)杏林學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 第一章 緒 論 工程背景 在對于運動物體的測量 ,控制及導(dǎo)航中，不但需要以下信息如角位移，角速度，更需要角加速度的信息。電機在運行過程中，需要對其進行監(jiān)控，角加速度是一個必不可少的一個參數(shù)。 教 研 室 意 見 答辯組組長簽名 教研室主任簽名： ______年 ___月 ___日 學(xué) 院 意 見 通過開題（ ） 開題不通過（ ） 教學(xué)院長簽名： ______年 ___月 ___日 注： 學(xué)院可根據(jù)專業(yè)特點，可對該表格進行適當(dāng)?shù)男薷摹? 成果形式 畢業(yè)設(shè)計說明書。 ② 設(shè)計傳感器測量系統(tǒng)，使用 AD 轉(zhuǎn)換器，單片機，顯示電路以及上位機進行設(shè)計電路。 單片機的英文名稱是 Micro Controller unit,縮寫為 MCU，又稱為微控制器，它是一種面向控制的大規(guī)模集成電路芯片。信號大小和轉(zhuǎn)角口成正比，即正比于。研究表明，結(jié)合運用于平移激光干涉儀中的信號處理方法，可以通過精密的測量和標(biāo)定來確定旋轉(zhuǎn)運動量。當(dāng)慣性質(zhì)量體引起無定形線產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)應(yīng)力時，在無定形線的端部會產(chǎn)生由外界輸入角加速度調(diào)制的 Maaeucci 電壓，通過對 Maaeucci 電壓進行處理就能得到外界輸入的角加速度數(shù)值。如果對這種噪聲衰減過程所帶來的時間延遲有嚴(yán)格的時問 限制 ( 如在實時控制或監(jiān)控應(yīng)用中 )，這個過程會變得更為困難間接加速度測量方法中令人頭痛的噪聲放大問題驅(qū)使人們尋找直接的角加速度測量方法 [4]。因此 x 及 Y 類角加速度傳感器的根本區(qū)別體現(xiàn)在參考點的選取上。在精密機械設(shè)備中，通過測量齒輪的角加速度來研究齒輪傳動裝置的傳動系統(tǒng)的平穩(wěn)性，研究汽輪機組及鉆機的扭震，檢測工作母機上刀具的顫振及斷裂 [1]。除了文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，論文中不包含其他人已發(fā)表或撰寫過的研究成果。國外已經(jīng)出現(xiàn)用一個角加速度計和兩個線加速度計組成慣導(dǎo)方案，以替代陀螺，降低成本和提高精度。 按照測量對象分，角加速計可分為 x 及 Y 兩大類 。在實時控制或保護性監(jiān)控應(yīng)用中，延遲特性是極為重要的，在這些應(yīng)用中系統(tǒng)要求對參考信號或反新型角加速度傳感器的研制 饋信號有足夠短的響應(yīng)時問。與間接測量方法相比，這種傳感器的優(yōu)點是它的輸出濾波器的帶寬可以做得比微分器噪聲衰減裝置的要寬得多。這種角加速度計的分辨率為 33rads／ s，由于系統(tǒng)的共振頻率較低，因此該角加速度計的不能得到較大的帶寬。在質(zhì)量均勻分布的浮子飛輪的兩端分別裝有角度傳感器和力矩器的動圈，并用寶石墊和球形軸尖支承于壓電激振支承中，液浮裝置可以減小支承的摩擦力。通過測量液體流動電勢便可直接得到與角加速度信號相對應(yīng)的電信號。 理論意義與研究價值： 本課題研究實用新型的一種旋轉(zhuǎn)角加速度傳感器，以電磁感應(yīng)原理為基礎(chǔ)，構(gòu)成電磁式測量角加速度 傳感器 [12]。 五 本課題必須完成的任務(wù) 能夠設(shè)計出新型角加速度的的測量傳感器及其電路。 中期答辯 LCD 顯示 角加速度 傳感器 放大電路 C8051F020 MCU mcu USB 串口 數(shù)據(jù)存 儲 5. 23－ 撰寫畢業(yè)論文（設(shè)計說明書）。用此方法測量了異步電機空載運行時由旋轉(zhuǎn)磁場振動而引起的轉(zhuǎn)子角加速度的變化情況，證明了測量方法的可行性。 測量 I 南通大學(xué)杏林學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）