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数字式多功能吨位指示器的研究与开发

2020-11-30阅读(400)

数字式多功能吨位指示器的研究与开发

论文摘要

吨位指示器主要应用于各种压力机中,通过对压力的监测与显示,从而达到保护压力机与锻压件的功效,同时,也为科学理论数据的采集提供了方便。随着现代工业的发展,对压力机的工作质量及挤压件的打压要求也越来越高,这就对吨位指示器提出了新的要求。另一方面,随着计算机科学技术、信号处理理论和方法的迅速发展,数字信号处理器DSP(DSP,Digital Signal Processor)的价格大幅下降,使得DSP越来越广泛的应用于仪器仪表中。本文讨论的就是一种以通用型DSP为核心的数据采集系统,所采用的DSP器件为TI公司的TMS320LF2407A。通过对国内外相关知识的研究,根据压力机的工作特性及模拟信号采集基本原理确定了本系统的总体方案,集中讨论了数字式多功能吨位指示器的硬件与软件设计方法。通过传感器的选择,尤其是使用了CS5534芯片实现了四路信号同时采集的功能,省去了传统吨位指示器的放大、滤波及峰值保存电路。同时还设计了键盘、液晶显示LCD(LCD, Liquid Crystal Display)、报警电路以及串行通信接口模块SCI(SCI, Serial Communications Interface)与通用串行总线USB(USB, Universal Serial Bus)通信电路。通过以页面为主线的程序设计方法,使系统软件设计思路清晰、实现容易,尤其是使用了最小二乘法,使系统标定更加准确。通过改进的软硬件设计,本系统能同时测量四路信号,并根据设定的权值计算平均值,提供了测压、定标、校准以及设定四种工作模式,拥有密码查询最近八次历史打压记录、超压报警以及发送控制信号给压力机控制单元等功能。本系统成本低、功耗低,稳定性好,易操作,功能强大,易于升级,有很好的实用价值。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 1 绪论
  • 1.1 引言
  • 1.2 国内外研究现状
  • 1.2.1 国外发展情况
  • 1.2.2 国内研究现状及个人研究总结
  • 1.3 课题的来源、目的和意义
  • 1.3.1 课题来源
  • 1.3.2 课题目的
  • 1.3.3 课题意义
  • 1.4 本课题的主要工作
  • 1.5 本章小结
  • 2 数字式多功能吨位指示器的系统方案设计
  • 2.1 系统方案设计
  • 2.2 中央处理器的设计
  • 2.3 传感器的设计
  • 2.4 模拟采集部分设计
  • 2.5 显示部分设计
  • 2.6 键盘部分设计
  • 2.7 SCI 串行通信设计
  • 2.8 USB 接口设计
  • 2.9 本章小结
  • 3 数字式多功能吨位指示器的硬件设计
  • 3.1 传感器的设计
  • 3.1.1 压力传感器知识简介
  • 3.1.2 传感器选用
  • 3.1.3 传感器的测量电路
  • 3.2 中央处理器的硬件设计
  • 3.2.1 DSP 芯片简介
  • 3.2.2 TMS320LF2407A 的最小系统设计
  • 3.3 硬件资源I/O 口分配
  • 3.4 模拟采集硬件设计
  • 3.5 显示与报警电路硬件设计
  • 3.6 键盘部分设计
  • 3.7 SCI 串行通信硬件设计
  • 3.8 USB 接口设计
  • 3.9 本章小结
  • 4 数字式多功能吨位指示器的软件设计
  • 4.1 LCD 页面显示及工作流程介绍
  • 4.2 系统工作流程图
  • 4.3 各部分工作方式
  • 4.3.1 LCD 软件实现
  • 4.3.2 键盘软件设计
  • 4.3.3 峰值保存软件设计
  • 4.4 CS5534 的SPI 读数软件设计
  • 4.4.1 DSP 的SPI 接口
  • 4.4.2 CS5534 的SPI 通信
  • 4.4.3 四路信号处理
  • 4.5 系统校准
  • 4.6 曲线拟合的实现
  • 4.7 SCI 异步串行通信
  • 4.8 USB 软件设计
  • 4.9 本章小结
  • 5 总结与展望
  • 5.1 全文总结
  • 5.2 全文展望
  • 致谢
  • 参考文献

    • 相关论文文献

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