嵌入式智能主动测量仪的研究与开发

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1、摘要捅要主动测量仪广泛应用于磨削加工中，国内的主动测量仪存在智能程度低，测量对象单一，测量精度不高等缺点，随着机械加工水平的提高，已经远远不能满足实际需求。本文在对主动测量仪的理论与应用作了较深入研究后，针对现有问题，给出一种基于嵌入式系统的智能主动测量仪开发方案，并对其智能化功能、硬件和智能软件进行了全面设计。硬件设计从总体硬件框架和硬件需求分析出发，改进了电感式位移传感器的调理电路，提出了一种新型的低成本、高稳定性正弦波产生电路。采用ARM7处理器LPC2214进行控制并实现智能化信息处理，并以其为控制核心，完成了其外围电路的设计，包括数据采集电路，人机交互电路，RS．232通讯接口和掉

2、电保持电路等。在硬件设计过程中，为产品升级留下了余地。以LPC2214微处理器、ADSl．2开发工具和。uC／OS．II实时操作系统建立嵌入式系统开发平台，设计了较为完善的智能化软件。首先进行详细的任务分析和任务设计，如优先级分配，关联分析等。给出各个任务的程序流程图，并为软件升级和功能扩展预留了任务优先级。在实现主动测量仪基本功能基础上，重点给出了圆度误差测量的实现方法。一些智能算法得到了实现，如断续表面测量、量程自动转换、自动零位调整、故障自诊断和非线性补偿等，使主动测量仪具有了较高的智能化程度。对代码进行优化，减少了程序开销。进行较全面的抗干扰设计，提出了具有“双向应答"机制的程序监控

3、方式，它既监控主程序的运行，同时又判断定时中断是否正常。采用了具有较好平滑能力和快速响应速度的数字滤波方法，并给出了实现方法。本课题的智能主动测量仪基于嵌入式平台进行软硬件设计，有利于产品的升级和维护，并且具有精度高、测量对象多样性、良好人机交互和较高智能性等特点，在实际测试中获得了满意的效果，有着良好的应用前景。关键词：智能主动测量仪；嵌入式系统；圆度误差测量；非线性补偿；测量对象多样性AbstraelAbstractActivemeasuringinstrumentiswidelyusedingrindingmachine，butdomesticactivemeasuringinstru

4、menthasthelimitations，forinstance，lowintelligence，fewmeasuringfunction，lowprecisionandetc．Withthedevelopmentofmachineprocessing，itcan’ttherequirementofpractice．Afterthetheoryandapplicationofactivemeasuringinstrumenthavingbeenstudied，intelligentactivemeasuringinstrumentbasedonembeddedsystemispropose

5、dinthispapertoimprovethissituation，anditsoveralldesignofintelligentfunctions，hardwareandsoftwarearealsodescribedindetail．Thedesignofhardwareisstartedfromtheframeofhardwareandhardwarerequirementanalyze，theservingcircuitofinductivesensorisimproved，andanewsinewavegeneratorwithlowcostandhighstabilityis

6、proposed．LPC2214ofARM7isusedasthecontrolcoreandintelligentinformationhandling．Peripheralcircuitisdesigned，includingdatasamplingcircuit，human—machineinterface，RS一232andnonvolatilememorycircuit．Intheprocessofhardwaredesign，productupgradingisconsidered．BasedontheplatformofembeddedsystemwhichisbuiltonL

7、PC2214controller,ADS1．2and／比C／OS—IIRTOS，intelligentsoftwareisdesigned．First，softwareisdividedintotasks，andthetasksareanalyzed，suchasprioritydistribution，theinter-relation．Taskprogramflowchartsarepresented，a