毕业设计（论文）-基于单片机的多参数测试仪硬件开发

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1、陕西理工学院毕业设计目录引言11绪论21.1测试技术的现状与发展方向21.2通用测试技术基础的关键技术31.2单片机技术简介61.2.1单片机技术的现状与发展趋势91.2.2单片机技术的应用112方案论证112.1方案一122.2方案二122.3方案三122.4方案的选择123硬件设计123.1传感器的选择123.1.1电涡流式传感器原理与特性133.1.2电涡流式传感器测量方法153.2放大器设计163.2.1用741集成运放设计放大电路163.2.2用OP07设计放大电路20陕西理工学院毕业设计3.3抗混叠滤波213.3.1硬件滤213.3

2、.2软件滤波283.4取样—保持电路323.5A/D转换器333.5.1A/D转换的一般步骤、取样定理和选择要点343.5.2A/D转换原理373.5.3ADC0809模数转换383.5.4ADC0809的应用423.68051单片机介绍473.6.1AT89C51主要特性及引脚说明483.6.2单片机的硬件说明513.774LS373锁存器533.874LS273触发器564应用软件574.1Proteus调试软件简介574.2Keil软件介绍59致谢62参考文献63附录A：硬件接线图64附录B：英文资料与翻译65陕西理工学院毕业设计引言此次

3、设计的题目是《基于单片机的多参数测试仪硬件开发》。多参数测试仪器是在2002年9月通过省级技术鉴定的“回转振动钻研制”的基础上进行的延伸研究，在回转振动钻研制过程中，关于主轴复合振动参数的在线测试一直是个难点问题，虽然采用间接测量能够测得主轴空载振频和振幅，而对于该设备在工作过程中复合振动参数的在线测试一直没能很好解决。而本次设计就是为回转振动钻在线测试问题。本次设计主要采用单片机做处理器以及控制器，通过单片机来控制整个测试过程。对被测物体的测量、运算、输出，整个过程都是由单片机进行控制。单片机全称为单片微型计算机（SingleChipMicr

4、ocomputer)因为单片机主要用于控制系统中，所以又称微控制器或嵌入式控制器。它具有嵌入式应用系统所要求的体系结构、指令系统、总线方式、管理模式等。它把计算机的基本部件微型化并集成到一块芯片上，通常片内都含有中央处理部件（CPU）、数据存储器（RAM）、程序存储器（ROM、EPROM、FlashROM）、定时器/计时器和各种输入/输出（I/O）接口，如RS-232串行通信口、中断控制、系统时钟及系统总线等。它具有体积小、使用灵活方便、成本低、易于产品化、抗干扰能力强、可在各种恶劣的环境下可靠地工作等特点。特别是它强大的面向控制的能力，使它在

5、工业控制、智能仪表、外设控制、家用电器、机器人、军事装置等方面得到了广泛的应用，整个工业设备和工艺将进行一次以普及应用微机为特征的技术改造。我们知道，每种现代自动化过程，都包括有三种主要功能块：执行器、计算机（或微处理器)机传感器。传感器时时检测“对象”的状态及其相应的物理量，并及时亏送给计算机；计算机相当于人的大脑，经过运算、分析、判断，根据“对象”状态偏离设定值的方向与程度，对执行器下达修正动作的命令；执行器相当于人的手脚，按大脑的命令对“对象”进行操作。传感器设定值对象执行器计算机图1自动化（控制）系统框图本次设计就是用单片机来控制传感器

6、对被测物在空载状态下多个参数进行测量，再经过单片机运算后，由LED数码管显示所需测量的值。本次毕业设计要求设计多参数测量仪器，其参数要求为：实现在线测量采样次数大于3（次/分钟）；测试频率小于500Hz；测试精度为1.0%。满足这些要求，也就是单片机和传感器要满足这些要求要求，对单片机及传感器选择很重要。第65页共75页陕西理工学院毕业设计1绪论1.1测试技术的现状与发展方向现代精密测量技术是一门集光学、电子、传感器、图像、制造及计算机技术为一体的综合性交叉学科，涉及广泛的学科领域，它的发展需要众多相关学科的支持。在现代工业制造技术和科学研究中

7、，测量仪器具有精密化、集成化、智能化的发展趋势。三坐标测量机（CMM）是适应上述发展趋势的典型代表，它几乎可以对生产中的所有三维复...现代精密测量技术一门集光学、电子、传感器、图像、制造及计算机技术为一体的综合性交叉学科，涉及广泛的学科领域，它的发展需要众多相关学科的支持。在现代工业制造技术和科学研究中，测量仪器具有精密化、集成化、智能化的发展趋势。三坐标测量机（CMM）是适应上述发展趋势的典型代表，它几乎可以对生产中的所有三维复杂零件尺寸、形状和相互位置进行高准确度测量。发展高速坐标测量机是现代工业生产的要求。同时，作为下世纪的重点发展目标

8、，各在微/纳米测量技术领域开展了广泛的应用研究。1）坐标测量机的最新发展三坐标测量机作为几何尺寸数字化检测设备在机械制造领域得到推广使用，而科学研究和