金相图片自动捕捉系统及界面设计

摘要

金相检验是材料科学中的一项重要技术,也是一种主要的实验方法.金相检验与研究的主要工具是金相显微镜,用它来观察得到金相组织.该论文针对减少实验操作人员检验含有放射性元素等有害物质的材料时,对身体的危害,研究远距离控制金相显微镜,实现调节操作,达到观察金相组织的目的,从而避免了靠近含放射性元素材料或其它有害物质对人体的危害.该课题研究设计的系统是由摄像头、捕捉卡、计算机、单片机、金相显微镜、步进驱动器和步进电动机组成.针对调节金相显微镜载物台上下移、左右移、前后移及更换物镜倍数这四种调节操作,设计出分别由一片单片机来控制一个步进电动机工作,再由步进电动机带动上述金相显微镜这四种调节机构的调节齿轮,从而达到调节金相显微镜目的,完成远距离操作控制.所以该课题共用四片单片机、四个步进驱动器和四个步进电动机,来完成该系统设计.针对该系统的特点,采用AT89C2051单片机作为控制步进电动机主体.在软件上,该系统是由两个软件部分组成,一个是以MCS-51汇编语言为平台的单片机系统,主要实现与计算机的串行通信和对步进电动机工作的控制;另一个是以Windows2000为平台的应用系统,通过采用VB6.0编程语言提供窗体类,实现友好界面操作,并使用VB6.0的通信控件来完成与单片机的通信.计算机与单片机之间进行的是多机串行异步通信,采用标准的RS-232接口.计算机与单片机之间设置了简单的数据通信协议.该系统设计了友好的工作界面,操作方便,并能进行可靠的串行通信,达到预期设想.该论文介绍了系统的硬件工作原理、软件设计方法、系统的运行和调试等方面工作,并分别在硬件和软件上进行了抗干扰措施的设计,增强系统的可靠性.该系统除了应用在材料科学中,还可以应用在其它科研领域,如医学方面.该系统对金相显微镜远距离操作控制,既可保护人体免遭有害物质的伤害,又可对降低劳动强度,提高工作效率,方便教学,便于保存、共享等方面有重要的现实意义.

目录

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第一章绪论

1.1金相图片捕捉系统及界面设计研究的出发点

1.2金相显微镜在材料科学中的作用

1.3金相显微镜的成像原理

1.4金相显微镜的光学系统

1.5 Visual Basic介绍

1.6本课题的意义

1.7本课题的任务

第二章金相图片捕捉系统及界面设计总体方案的设计

2.1金相图片捕捉系统总体设计

2.1.1系统总体结构设计

2.1.2系统的软件设计

2.2金相图片捕捉系统芯片及器件的选择论证

2.2.1金相图片捕捉系统CPU芯片的选择

2.2.2步进电动机的选用

2.3本章小节

第三章金相图片捕捉系统的硬件设计

3.1计算机与单片机接口连接电路

3.1.1计算机与单片机的连接电路

3.1.2 RS-232C串行接口标准

3.1.3 MAX232芯片介绍

3.1.4系统电平转换电路

3.2单片机控制步进电动机电路

3.2.1单片机控制步进电动机电路图

3.2.2 74LS07芯片介绍

3.2.3 AT24C02芯片介绍

3.2.4步进驱动器

3.2.5步进电动机的结构及原理

3.3晶振连接电路

3.4金相图片捕捉系统电路原理图

3.5金相图片捕捉系统的硬件抗干扰措施

3.5.1金相图片捕捉系统的抗干扰类型和危害

3.5.2金相图片捕捉系统的抗干扰措施

3.6本章小节

第四章金相图片捕捉系统及界面设计的软件实现

4.1金相图片捕捉系统软件总设计

4.2金相图片捕捉系统界面设计

4.2.1用户图形主界面的设计

4.2.2文件保存对话框

4.2.3文件打开对话框

4.2.4提示对话框

4.2.5串行通信参数设置对话框

4.2.6 MSCOMM控件

4.3计算机与单片机两机串行通信

4.3.1串行通信数据传送方式

4.3.2异步通信

4.3.3波特率的设置

4.3.4数据码检验

4.3.5串行通信双方必备条件

4.3.6数据通信协议

4.3.7串行通信程序设计

4.4金相图片捕捉系统及界面设计的软件抗干扰措施

4.4.1指令冗余抗干扰措施

4.4.2软件陷阱抗干扰措施

4.5本章小节

第五章金相图片捕捉系统及界面设计的调试及运行结果

5.1金相图片捕捉系统的调试

5.1.1金相图片捕捉系统的硬件调试

5.1.2金相图片捕捉系统及界面设计的程序调试

5.2金相图片捕捉系统及界面设计的运行结果

5.3本章小节

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的与学位论文内容相关的学术论文

致谢

附录1：窗体中控件随窗体大小改变而改变的功能模块代码

附录2：串行通信参数设置窗口代码

附录3：用户图形主界面设计代码