嵌入式程控应变仪的研制

摘要

计算机化测控为主流的今天,国内厂商生产的非程控应变仪已无法加入自动化测量控制系统.国外一些应变仪制造商可提供程控式应变仪,但其价格高昂.另外,目前市场上的程控应变仪都是以有线的形式进行操作控制,这也制约了应变仪的应用范围.在此背景下,该课题着手研制一种具有成本优势的无线传输程控应变仪,它有更广泛的应用范围.该文工作主要集中在应变仪有线程控的实现上,以上位机控制下位机的形式,通过串口通讯电缆实现应变仪的程控操作.有线程控的实现为以后无线程控的实现打下基础.下位机软件的编制借鉴了操作系统对任务进行调度管理的思想,不同任务赋予不同优先级,不同于传统单片机软件开发所采用的前后台模式,提高了系统实时性能.

目录

文摘

英文文摘

1、绪论

1.1课题的研究背景

1.2国内外应变仪现状

1.3本文工作简介

2、系统总体设计

3.调零模块设计

3.1引言

3.2电阻电桥调零的基本原理

3.3自动调零

3.4自动调零的实现途径

3.4.1利用数-模转换器实现自动调零

3.4.2利用数字电位器实现自动调零

3.4.3利用模-数转换器实现自动调零

3.4.4模-数转换器实验自动凋零的改进方案

3.5几种自动调零方案的比较

3.5.1评价自动调零方案的标准

3.5.2方案的选择

3.6调零电路硬件设计

3.6.1微控制器的选择

3.6.2数字电位器

3.6.3 DS1267的工作原理

3.6.4自动调零电路设计与调试

3.7软件编制

3.8逐次比较调零的误差分析

3.9调零范围的计算

4、程控电源模块设计

4.1引言

4.2程控电源的构成

4.3程控电源的实现原理

4.4 D/A转换器的选择

4.5串行输入D/A转换器MAX543

4.5.1 MAX543的工作时序

4.6基准电压MX584

4.7软件编制

4.8恒压源电路的设计

4.9恒流源电路的设计

4.10恒流源和恒压源的输出切换

5.程控放大模块

5.1可程控的放大器

5.2接口及软件设计

6、程控滤波器模块

6.1概述

6.2可程控的低通滤波器

6.3可程控分频器的设计

6.3.1分频比可调分频器的实现原理

6.4利用PLD技术实现分频比可调的分频器

6.4.1利用HDL语言实现可编程分频器

6.5程控滤波的实现

7、应变仪虚拟面板

7.1概述

7.2虚拟仪器的概念及其特点

7.3虚拟仪器软件开发工具的开发

7.4虚拟仪器程序编制

7.4.1 LabWindows/CVI的编程原理

7.5上位机实现的功能

7.5.1上位机和下位机通讯功能

7.5.2任务的创建

8、单片机系统设计

8.1单片机系统时钟和复位电路设计

8.2单片机的串行通讯

8.2.1串口通信协议

8.2.2串口通信硬件电路设计

8.2.3单片机串口通讯软件

8.3单片机软件设计

8.3.1前后台系统

8.3.2多任务系统

8.3.3多任务的调度

8.3.4嵌入式操作系统简介

8.3.5本文系统软件设计方案

9、电桥特性对测量的影响

9.1恒压源惠斯顿电桥

9.1.1电桥的平衡条件

9.1.2电桥的非线性特性

9.1.3恒压源惠斯顿电桥灵敏度

9.2恒流源惠斯顿电桥

9.2.1电桥的平衡条件及非线性问题

9.2.2恒流源惠斯顿电桥灵敏度

结束语

致谢

参考文献

附图