石英晶片研磨监控系统原理分析及实现

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1、摘要本文阐述了基于DsP品片频率测控系统的设计。对系统硬件结构设计和应用软件设计作了详细的论述。在硬件结构设计上首次采用数字信号处理器芯片TMs320F240DsP代替低速单片机为核心构成测控系统，应用PLL锁相环路技术产生晶片驱动信号。DsP芯片主要完成控制逻辑信号的产生、外部脉冲信号的采集、晶片谐振频率的计算等工作；PLL锁相环路是本系统的关键电路，它产生稳定的连续的频率扫描信号。作为设计本系统的基础知识，第二章对DsP芯片、锁相环路技术、可编程逻辑器件(PLD)作了比较详细的介绍。第三章着重阐述硬件设计过程和设计原理，给出了

2、部分电路原理图。在应用软件中，本文运用了模块化程序设计思想，第四章对软件模块划分及各模块的功能作了分析，并对软件的抗干扰措施的设计给出详细描述。第5章对影响系统测控精度的多种因素进行了分析，并给出了测试结果。最后，结合当前新技术的发展和为适应现代化管理的要求，提出了基于cAN现场总线建立通信以及采用全数字锁相环(DPIL)⋯代替部分数字环的改进方案。本文提出～种在线检测石英压电晶片在研磨过程中频率变化的新方法，以便自动控制晶片研磨厚度。晶片在某一频率电压驱动下发生谐振，实时捕获谐振信号，经过信号处理，测出晶片频率。当频率达到给定值

3、时，自动停止研麽过程。基于此方法设计的晶片频率自动测控装置，其运行结果表明，可获得满意的测控效果，并可实现石英压电晶体研磨过程自动化。关键词：压电晶体：谐振；PLL锁相环；DsP；可编程逻辑器件PLDABSTRACTThispaperdescribesthedesignofthemeasuresystemoffrequencyofpiezoelectricitycrystalbasedonDSP：anddiscussesdetailedlythehardwarecircuitconstructrionandsoftwaredesi

4、gn．Thepaper6rstlyintroducesDigitalSignalProcesser(DsP)insteadoflowspeedsinglechipMicroprocesserintothekindofmea虬lresystem．TheDSPchipdoesmainlysuchworksasproducingcontrollogicalsignalandcollectingextemalpulsesignaIandcalculatingresonancefrequencyofcrystalnake．WithgiVin

5、gbir【htosteadyfrequencyscansignal，thephaseLockLoop(PLL)circuitisthemostimpoprtamcircuitpartinthedesign．Asafoumdation，theDSPchipandPLLtechnologyandProgramableLogicalDevice(PLD)wjl】bedescribeddetailedlyinthesecondch印tef．ThethirdchaptermostlyexplainsthchardwaredeViceandi

6、tsprinciple，andpresentspanialcircuitdiagram．Theforthchapteranalyzesthecompartmentalizationofsoftwaremoduleandtheperformanceofallmodules．Intheend，thispaperpresentsmeimprovementschemebasedoncontrolAreaNet(CAN)fieldbustoestablishcommunication’hencetomeetmerequirememofmod

7、emmanagement．Thispaperpresentsanewmethodtomeasuref}equencyofpiezoelectrjcitycrystalinmeprocessofgrindingon1ine．Itcancomrolautomaticallythethicknessofcrystal．ItplacesthechipDSP—F240ascontrolcore，andproducesdrivingfrequencywithPhaseLockLoop．ThecrystalwillresonateatadriV

8、ingfrequencyandthesignaJofresonatingwillbecapturedontime．Bydisposingandanalyzingtheresonatingsignal，thefrequencyofcrystalwil