【正文】 最后衷心的祝愿你們工作順利、家庭幸福、身體健康！ 感謝我的朋友和同學(xué)們?cè)谖胰晟詈蛯W(xué)習(xí)中對(duì)我的幫助，就要分別了，衷心祝福各位軸瓦的圓度測(cè)量?jī)x 27 一路走好再次感謝各位老師和同學(xué)，希望大家以后工作順利。同時(shí)，也將祝福送給每一位幫助我的師長(zhǎng)?；叵肫鹨酝拿篮脮r(shí)光，此時(shí)感慨萬(wàn)千， 首先感謝指導(dǎo)教師范老師在畢業(yè)設(shè)計(jì)中對(duì)我的幫助，鼓勵(lì)和 精心指導(dǎo)， 范 老師治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)，學(xué)識(shí)淵博，思想深邃，視野雄廓， 關(guān)鍵是指導(dǎo)有方嚴(yán)格 要求 我們， 為我 們 營(yíng)造了一種良好的精神 氛圍。 3．進(jìn)行對(duì)抗干擾設(shè)計(jì)手段研究，提高整個(gè)系統(tǒng)的抗干擾性。因此該檢測(cè)系統(tǒng)還可以進(jìn)行推廣。綜合運(yùn)用所學(xué)專業(yè)理論知識(shí)和技能分析，提高解決實(shí)際問(wèn)題的能力。本論文主要完成了以下工作： 1．根據(jù)廠家提出的精度要求設(shè) 計(jì)了 數(shù)字電路的顯示裝置 ，該部分結(jié)構(gòu)能有效地滿足 顯示 的穩(wěn)定性和 精確性 的要求。該電路的驅(qū)動(dòng)電流比 CH452 直接驅(qū)動(dòng)共陰數(shù)碼管大幾倍，圖中電阻 R13 和 R14 應(yīng)該根據(jù)實(shí)際的驅(qū)動(dòng)電流大小選擇相應(yīng)的阻值。如果數(shù)碼管不足 8 個(gè)，那么可以優(yōu)先去掉左邊的 N N N3 等數(shù)碼管，并設(shè)置相應(yīng)的掃描極限以獲得更大的動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)電流提高顯示亮度。 如果啟用了 CH452 的段電流限制 LMTC 功能，那么段限流電阻 R1（或 R12，下同）可以省掉；否則，需要為段驅(qū)動(dòng)引腳串接電阻 R1，用以限制和均衡各個(gè)段的驅(qū)動(dòng)電流。 ● 支持低功耗睡眠，節(jié)約電能，可以被按鍵喚醒或者被命令操作喚醒。 ● 2 線串行接口：支持兩個(gè) CH452 芯片并聯(lián)（由 ADDR 引腳電平設(shè)定各自地址） 。 ● 支持按鍵喚醒，處于低功耗節(jié)電狀態(tài)中的 CH452 可以被部分按鍵喚醒。 2. 鍵盤控制 ● 內(nèi)置 64 鍵鍵盤控制器，基于 8 8 矩陣鍵盤掃描。 ● 64 級(jí)光柱譯碼，通過(guò) 64 個(gè) LED 組成的光柱顯示光柱值。 ● BCD 譯碼支持一個(gè)自定義的 BCD 碼，用于顯示一個(gè)特殊字符。 CH452內(nèi)置時(shí)鐘振蕩電路，可以動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng) 8 位數(shù)碼管或者 64 只 LED，具有 BCD 譯碼、閃爍、移位、段位尋址、光柱譯碼等功能；同時(shí)還可以進(jìn)行 64 鍵的鍵盤掃描；CH452 通過(guò)可以級(jí)聯(lián)的 4 線串行接口或者 2 線串行接口與單片機(jī)等交換數(shù) 據(jù)；并且可以對(duì)單片機(jī)提供上電復(fù)位信號(hào)。 表 32 狀態(tài)矩陣表 表 32 表示儀表有 n個(gè)按鍵， m+1 個(gè)狀態(tài)。在不同的狀態(tài)，統(tǒng)一按鍵具有不同 的意義。確定 2 功能 5 1 調(diào)零 8 4 E0 E+ 0 7 3 6 E 9 軸瓦的圓度測(cè)量?jī)x 21 只要知道了在 T=T0時(shí)的狀態(tài)變量和 T≧ T0時(shí)的輸入，那么就能完全確定系統(tǒng)在 T≧ T0 任何時(shí)間內(nèi)的行為。如表 31所示。 ● 功能鍵進(jìn)行功能選擇，確定鍵對(duì)所選功能進(jìn)行確定，調(diào)零鍵是對(duì)顯示器調(diào)零。 以圖 中的 4 4 鍵盤為例，可將鍵號(hào)編碼為： 01H、 02H、 03H、 … 、 0EH、 0FH、 10H 等 16 個(gè)鍵號(hào)。對(duì)于矩陣式鍵盤，按鍵的位置由行號(hào)和列號(hào)惟一確定，因此可分別對(duì)行號(hào)和列號(hào)進(jìn)行二進(jìn)制編碼，然后將兩值合成一個(gè)字節(jié)，高 4 位是行號(hào)，低 4 位是列號(hào)。然而，第 2 行為低電平時(shí)，能否肯定是 8 號(hào)鍵按下呢？回答是否定的，因?yàn)? 11 號(hào)鍵按下，同樣會(huì)使第 2行為低電平。顯然，如果讓所有的列線也處在高電平，那么，按鍵按下與否不會(huì)引起行線電平的變化，因此，必須使所有列線處在低電平。然而，矩陣鍵盤中的行線、列線和多個(gè)鍵相連，各按鍵按下與否均影響該鍵所在行線和列 線的電平，各按鍵間將相互影響，因此，必須將行線、列線信號(hào)配合起來(lái)作適當(dāng)處理，才能確定閉合鍵的位置。 特點(diǎn)：克 服了前兩種控制方式可能產(chǎn)生的空掃描和不能及時(shí)響應(yīng)鍵輸入的缺點(diǎn)，既能及時(shí)處理鍵輸入，又能提高 CPU運(yùn)行效率，但要占用一個(gè)寶貴的中斷資源。 （ 2） 定時(shí)控制掃描方式 利用定時(shí) /計(jì)數(shù)器每隔一段時(shí)間產(chǎn)生定時(shí)中斷， CPU響應(yīng)中斷后對(duì)鍵盤進(jìn)行掃描。 特點(diǎn)： （ 1） 占用 I/O 端線較少 。 獨(dú)立式按鍵 單片機(jī)控制系統(tǒng)中，往往只需要幾個(gè)功能鍵，此時(shí)，可采用獨(dú)立式按鍵結(jié) 構(gòu)。 2. 一個(gè)完善的鍵盤控制程序應(yīng)具備以下功能： (1) 檢測(cè)有無(wú)按鍵按下，并采取硬件或軟件措施，消除鍵盤按鍵機(jī)械觸點(diǎn)抖動(dòng)的影響。在硬件上可采用在鍵輸出端加 RS 觸發(fā)器 (雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 )或單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器構(gòu)成去抖動(dòng)電路。 圖 310 （ a） 鍵 輸入和 (b)鍵抖動(dòng) 在觸點(diǎn)抖動(dòng)期間檢測(cè)按鍵的通與斷狀態(tài)，可能導(dǎo)致判斷出錯(cuò)，即按鍵一次按下或釋放被錯(cuò)誤地認(rèn)為是多次操作，這種情況是不允許出現(xiàn)的。如 （ 圖39） 所示。 采用簡(jiǎn)易的上電復(fù)位電路，主要由電阻 R1， R2，電容 C1，開(kāi)關(guān) K1 組成，分別接至 AT89C51 的 RST 復(fù)位輸入端 如圖 38 所示 。 XTAL2： 來(lái)自反向振蕩器的輸出。 /EA/VPP ：當(dāng) /EA 保持低電平時(shí)，則在此期間外部程序存儲(chǔ)器（ 0000H—FFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài) ALE 禁止，置位無(wú)效。然而要注意的是：每當(dāng)用做外部存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過(guò)一個(gè) ALE 脈沖。 ALE/PROG：當(dāng)訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí)，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存 地址的地位字節(jié)。作為輸入，由于外部下拉為低電平， P3 口將輸出電流（ ILL）這是由于上拉的緣故。在給出地址“ 1”時(shí)，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢(shì)，當(dāng)對(duì)外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫時(shí)， P2 口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。 P2 口 :P2 口為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口 ,P2 口緩沖器可接收 ,輸出 4個(gè) TTL 門電流 ,當(dāng) P2 口被寫 “1”時(shí) ,其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高 ,且作為輸入。 P0 口： P0 口為一個(gè) 8 位漏極開(kāi)路雙向 1/0 口，每腳可吸收 8TTL門流。 軸瓦的圓度測(cè)量?jī)x 13 AT89C51 是一個(gè)低功耗高性能單片機(jī)， 40 個(gè)引腳， 32 個(gè)外部雙向輸入 /輸出（ I/O）端口，同時(shí)內(nèi)含 2 個(gè)外中斷口， 2 個(gè) 16 位可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器， 2 個(gè)全雙工串行通信口， AT89C51 可以按照常規(guī)方法進(jìn)行編程，也可以在線編程。他是一種高效微控制器，為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價(jià)廉的方案。這里不管 AD574A 是處在啟動(dòng)、轉(zhuǎn)換和輸出結(jié)果，使能端 CE 都必須為 1，因此將 AT89C51 的寫控制線和讀控制線通過(guò)與非門 74LS00 與 AD574A 的使能端 CE 相連。 軸瓦的圓度測(cè)量?jī)x 11 [17]. Pin28(STS)——工作狀態(tài)指示信號(hào)端，當(dāng) STS=1 時(shí)，表示轉(zhuǎn)換器正處于轉(zhuǎn)換狀態(tài)，當(dāng) STS=0 時(shí)，聲明 A/D 轉(zhuǎn)換結(jié)束，通過(guò)此信號(hào)可以判別 A/D 轉(zhuǎn)換器的工作狀態(tài)，作為單片機(jī)的中斷或查詢信號(hào)之用。 [14]. Pin14(20V IN)——20V量程模擬電壓輸入端。 [10]. Pin10(REF IN)——基準(zhǔn)電源電壓輸入端。 [6]. Pin6(CE)——使能端。 [4]. Pin4(A0)——字節(jié)地址短周期控制端。10V 兩檔四種 （ 5） 電源電壓： 177。 其主要功能特性如下： （ 1） 分辨率： 12 位 （ 2） 非線性誤差：小于 177。 ３．銜鐵在零位以下移動(dòng)時(shí)，無(wú)論參考電壓是正半周還是負(fù)半周，在負(fù)載RL上得到的輸出電壓始終為負(fù)。 基于以上分析，我決定采用采用 LM7805 三端穩(wěn)壓器電源作為系統(tǒng)電源。同樣，驅(qū)動(dòng)部分則是 16 個(gè) 2N5401 的三極管完成的。所以我選用串口輸入。且動(dòng)態(tài)顯示易于制作和理解，又能鞏固所學(xué)知識(shí)，達(dá)到畢業(yè)設(shè)計(jì)的目標(biāo)。 本實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)了 3 位數(shù)碼管的顯示電路 ，只要接地址輸出相應(yīng)的的數(shù)據(jù)，就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)顯示器的控制。 基于以上分析，我決定采用采用 LM7805 三端穩(wěn)壓器電源作為系統(tǒng)電源。通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn) , 當(dāng)掃描刷新頻率 (發(fā)光二極管的停閃頻率 ) 為 50Hz, 發(fā)光二極管導(dǎo)通時(shí)間≥ 1m s 時(shí) , 顯示亮度較好 , 無(wú)閃爍感。動(dòng)態(tài)顯示方式 ,可以避免靜態(tài)顯示的問(wèn)題。若為 1 則表示二極管被點(diǎn)亮。然后，計(jì)算機(jī)通過(guò)測(cè)量軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)曲軸孔圓度計(jì)算、圖形顯示及測(cè)量結(jié)果統(tǒng)計(jì)等操作。 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。通過(guò)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。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(guò)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。 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)?，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。分析數(shù)字顯示元件的技術(shù)指標(biāo)。 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。 1． 3． 2 曲軸檢測(cè)技術(shù)概況 目前國(guó)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(wú)法滿足生產(chǎn)的要求?，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。經(jīng)過(guò)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?jī)x 3 過(guò)程控制，不過(guò)其體積變得過(guò)大，成本也大大提高。不過(guò)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)。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。 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(guò)測(cè)頭反應(yīng)出來(lái)，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。 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。 本課題的研究成果具有較好的開(kāi)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。并 且通過(guò)研制高速、高精度圓度檢測(cè)系統(tǒng)，還可以提高我國(guó)圓度儀的檔次技術(shù)水平，加快高檔圓度檢測(cè)儀器國(guó)產(chǎn)化，抵制國(guó)外產(chǎn)品對(duì)我國(guó)儀器儀表市場(chǎng)的沖擊，尤其是對(duì)開(kāi)發(fā)圓柱度儀等同類產(chǎn)品都具有促進(jìn)意義。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(wú)法勝任。 而國(guó)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(lái)控制。 the hardware and software of the system is designed． System hardware core adapts a cost． effective PC and the PLC． The hardware design took modern sensory technology and signal treatment technology as the scheme support． Choose eddy current sensor to gather the signals and realize high accuracy gathering of the data． And choose PLC、step． motor that can control the data acquisition accuracy． In addition， the paper determined high accuracy automatic detection system device principle which according to the principle of the eddy current sensor and stepmotor． The paper describes design method and application of Various modules forming the software system in detail． meanwhile a corresponding program is developed． This program realizes good manmachine interface function quickly and reliability signal processing fun