高精度低功耗光柵計(jì)數(shù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究.pdf

1、位移和角度的高精度測(cè)量是測(cè)量領(lǐng)域的重要內(nèi)容，傳統(tǒng)方法往往無(wú)法滿足高精度要求。將光柵計(jì)數(shù)裝置和光柵傳感器結(jié)合起來(lái)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)特定場(chǎng)合下位移和角度等幾何量的高精度測(cè)量，其先決條件是測(cè)量電路系統(tǒng)必須具備高精度。目前常規(guī)光柵計(jì)數(shù)裝置一般由信號(hào)輸入接口、細(xì)分電路、辨向電路、計(jì)數(shù)電路、單片機(jī)、顯示電路幾部分組成。被測(cè)幾何量通過(guò)傳感器轉(zhuǎn)變?yōu)閮上嗾浑娦盘?hào)，通過(guò)信號(hào)輸入接口傳入細(xì)分電路以完成對(duì)信號(hào)進(jìn)行精度的提高，并將信號(hào)傳入辨向電路。辨向電路根據(jù)信號(hào)波形

2、特征完成信號(hào)(被測(cè)幾何量)正向或反向的判別。隨后計(jì)數(shù)電路對(duì)信號(hào)的增或減的進(jìn)行計(jì)算，并將計(jì)算結(jié)果送入單片機(jī)。單片機(jī)對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理后得出位移或角度大小，最后由顯示電路進(jìn)行顯示。從傳感器到單片機(jī)，其間經(jīng)過(guò)了三個(gè)由很多器件構(gòu)成的復(fù)雜外圍電路。因此，上述傳統(tǒng)測(cè)試結(jié)構(gòu)不僅會(huì)降低信號(hào)處理速度，增加能耗和成本，還會(huì)導(dǎo)致測(cè)量精度的降低。 本課題的研究?jī)?nèi)容是設(shè)計(jì)一種新的高精度低功耗光柵信號(hào)計(jì)數(shù)系統(tǒng)電路結(jié)構(gòu)以克服上述常規(guī)電路結(jié)構(gòu)所帶來(lái)的缺點(diǎn)。新的系統(tǒng)

3、電路結(jié)構(gòu)通過(guò)信號(hào)輸入接口接收光柵傳感器信號(hào)，將其輸入MSP430微控制器的I/O端口，MSP430內(nèi)核執(zhí)行程序?qū)π盘?hào)進(jìn)行處理，得出位移和角度的大小及方向，并驅(qū)動(dòng)液晶將結(jié)果顯示出來(lái)。本論文通過(guò)對(duì)整體硬件組成和軟件實(shí)現(xiàn)以及鍵盤和顯示子模塊的設(shè)計(jì)介紹，系統(tǒng)的闡述了新的高精度低功耗光柵計(jì)數(shù)系統(tǒng)的原理和實(shí)現(xiàn)。對(duì)比同類產(chǎn)品電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜的情況，新系統(tǒng)采用單芯片完成所有的功能并大大提高了測(cè)試精度，它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性高，功耗低等優(yōu)點(diǎn)。課題研究成果實(shí)現(xiàn)