機械課程設(shè)計表面粗糙度測量儀設(shè)計(編輯修改稿)
2024-11-12 09:36 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 參數(shù)以及 由電位器的變化所形成的各點連成的曲線。 自帶觸摸屏，可以用來作為控制輸入。 比較以上兩種方案： 12864 液晶顯示器分辨率太低，不 能很清晰的顯示由電位器的變化所形成的各點連成的曲線，而 寸 TFTLCD 能夠完全滿足，故選擇方案二。 智能電阻測試儀的設(shè)計 第 頁 4 3 系統(tǒng)設(shè)計 系統(tǒng)總框圖 圖 31 系統(tǒng)框圖 系統(tǒng)設(shè)計思路 本系統(tǒng)框圖如（圖 31）所示由①電源模塊，② STM32F103ZET6 小系統(tǒng)模塊，③恒壓芯片、恒壓采樣、電壓跟隨構(gòu)成的 5V 恒壓源模塊，④固定電阻網(wǎng)絡(luò)、檔位切換、待測電阻、采樣、電壓跟隨構(gòu)成的繼電器自動換檔測電阻模塊，⑤步進電機模塊，⑥ TFT 真彩觸屏顯示模塊組成。 該設(shè)計分為 2 個閉環(huán)系統(tǒng)： ⑴ 通過單片機控制一個內(nèi)部集成的 12位 DAC給運放芯片 OPA548的輸入電壓從而控制運放的輸出電壓，然后采樣輸出的電壓，用電壓跟隨器將采樣電壓給單電源模塊 J STM32F103ZET6 DA AD AD 恒壓芯片 恒壓采樣 電壓跟隨 固定電阻網(wǎng)絡(luò) 檔位切換 待測電阻 電壓跟隨 采樣 顯示 步進 電機 智能電阻測試儀的設(shè)計 第 頁 5 片機內(nèi)部的一個 12 位 ADC，將 DAC 輸出的電壓和 ADC 采回的電壓對比，通過程序自動補償，讓 OPA548 的輸出為恒壓 5V。 ⑵ 將恒壓 5V 送給電阻網(wǎng)絡(luò)（共 4 路電阻網(wǎng)絡(luò)起到限流和限壓的作用） ,再經(jīng)過檔位切換（由四個繼電器構(gòu)成，起自動換擋的作用） ,再經(jīng)過待測電阻到地。然后將待測的電阻兩端的電壓采樣到電壓跟隨器送到單片機內(nèi)部的一個 12 位ADC，最后通過程序計算出電阻值。 為了使測量更加精準程序上采取了這樣的方法：將第一路 ADC 的值乘以 2推出當(dāng)前 5V 恒壓值，把這個當(dāng)前恒壓值作為第二個閉環(huán)系統(tǒng)的總電壓值，再利用同一支路電流相等的特性來計算待測電阻的阻值。公式為： 1 2 2( 1 2) 233AD ADAD ADRrR? ?? 其中 R3 精密電阻值， r 是待測電阻值。是這個方法去掉了直接用 5V 來作為第二個閉環(huán)系統(tǒng)的總電壓的誤差，使得測量精度大大提高。 本設(shè)計的步進電機模塊作為一個附加模塊，它實現(xiàn)的功能是： 由單片機去控制步進電機，來旋轉(zhuǎn)電位器得到不同的電阻 值，將電位器不同阻值產(chǎn)生的不同電壓送給單片機內(nèi)部一個 12 位 ADC，單片機處理后在屏幕上顯示出阻值變化的曲線。 智能電阻測試儀的設(shè)計 第 頁 6 4 硬件電路設(shè)計 電源模塊的設(shè)計 +12V和 +5V采用 LM2576系列 3A開關(guān)型穩(wěn)壓器，這種穩(wěn)壓器是單片機集成電路，能提供降壓開關(guān)型穩(wěn)壓器的各種功能，能驅(qū)動 3A的負載，有優(yōu)異的線性和負載調(diào)整能力。這系列穩(wěn)壓器內(nèi)都含有頻率器和一個固定頻率振蕩器，將外部元件的數(shù)目減少到最小，使用方面。它在指定輸入電壓和輸出負載條件下保證輸出電壓的正負 4%的誤差。它的效率比流線型的三端線性穩(wěn)壓要高得多，是理想的代替。 12V采用三端固定式集成穩(wěn)壓模塊 LM7912，它內(nèi)部由采樣、基準、放大、調(diào)整和保護等電路組成。保護電路具有過流、過熱、及短路保護功能。能在使用要求不是很高的場合使用，圖 41為設(shè)計電路。 圖 41 電源模塊電路 OPA548 構(gòu)成的 5V 恒壓模塊設(shè)計 恒壓源模塊電路如（圖 42）所示，使用高電壓，高電流運算放大器 OPA548連接 低噪聲精密運算器 TLC2202，通過單片機內(nèi)部的一個 ADC輸出值。調(diào)節(jié) OPA548輸出，構(gòu)成 5V 恒壓閉環(huán)系統(tǒng)。 智能電阻測試儀的設(shè)計 第 頁 7 1M1M+32841V D D +O U TV D D – / G N DI N +I N D2T L C 2 2 0 22+154673 L / MO P A 5 4 8R11kC20 . 1 u FC30 . 1 u F+ 1 2 V 1 2 VR21 0 k+C11 0 u F+C41 0 u FC51 u FE / S + 5 V12J3SC1
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