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1、双通道动态应变测试仪软硬件设计摘要本文介绍了基于微机的动态应变仪软硬件研究与设计，可以实现应变信号采集、运算、显示等功能，并采用RS232串行方式与上位机通讯，将数据传输到上位机作进一步处理。针对微弱信号在硬件选择上和软件方面采用相应方法来提高精度和抗干扰能力。本系统在硬件上采用与MCS-51系列单片机兼容的单片机AT89C52为核心，由中央处理模块、信号调理模块、数据采集模块、人机接口模块和电源模块五部分构成。软件由上位机软件和下位机软件两部分构成。本测试仪器具有测试动态应变量、静态应变量和频率等功能，适合与多种工程应用。关键
2、词：单片机动态应变测量惠斯登电桥微机通讯电桥选择自动校零HardwareandSoftwareDesignofDual-channelDynamicStrainTestingInstrumentStudent:zhenglaiAdvisor:XingjianjiCollegeofEngineeringZhejiangUniversityofTechnologyAbstractReseachonthedynamicstraintestinginstrumentbasedonmicro-computercommun-icationi
3、sintroducedinthisarticle,theinstrumentcanrealizethestrain’ssignalcolletion,operating,displayandsoon,andcommunicatewithuppercomputerinasynchronismser-ialcommunication,Transportthedatatouppercomputerforfurtherprocessing.introduced.Inhardwareandsoftwareweadoptdifferentm
4、easuretoimproveprecisionandabilityofanti-jamming.Inhardware,AT89C52compatiblewithMCS-51isthecenterofthedynamicstrai-ntestinginstrument.Thesystemincludecenterprocessunit,signalconditioningmodules,signalcollectingmodules,monitorinterfacemodulesandpowersupplymodules.The
5、sys-temsoftwareiscomposedofdown-computersoftwareandupper-computersoftware.Thetestinginstrumenthasthefunctionoftestingstaticstrain,dynamicstrain,freque-ncyandsoon,suitedtoavarietyofengineeringapplications.Keywords:MCS,dynamicstrainmeasurement,wheatstonebridge,micro-co
6、mputercommun-ications,bridgeselect,automaticzero目录摘要IAbstractII目录III表列V图列V第一章绪论11.1应变仪的研究背景与意义11.2应变电测技术的发展11.3应变电测的优缺点概述11.4国外应变仪的研究现状21.4.1国外应变仪研究现状21.4.2国应变仪研究现状4第二章应变仪的测量原理62.1电阻式应变仪基本工作原理62.2电阻应变片的工作原理62.3应变片结构72.4金属电阻应变片的材料82.5应变片的测量电路92.5.1直流电桥的工作原理92.5.2测量电桥的
7、几种接线方法11第三章系统硬件设计123.1中央处理单元123.2电源模块133.3电桥选择电路143.4信号调理电路163.4.1程控放大电路设计163.4.2程控低通滤波电路设计193.5频率测量223.6A/D转换233.7按键253.8LCD显示263.9串行通讯303.10接地技术31第四章系统软件设计324.1概述324.1.1系统的软件设计思想324.1.2下位机软件的构成324.2主程序设计334.3仪器故障自检344.3.1故障自检方式344.3.2自检项目344.4初始化384.5中断394.6信号采样与数据
8、处理394.7下位机通讯程序设计444.7.1通信协议444.7.2下位机通讯程序设计454.8显示模块程序设计45第五章结论49参考文献50致52附录A双通道动态应变测试仪电路原理图53附录B双通道动态应变测试仪PCB54表列表1-1SDY2101通用型动态应
