高性能分光测色仪平台控制器的分析与设计

摘要

色彩管理技术有着广阔的应用前景，近几年得到迅猛发展。而分光测色仪则是色彩管理中不可或缺的高精度颜色测量设备。目前，动态分光测色仪技术还主要掌握在美、德等国家。以实际应用需求看，现有测色仪器存在测量速度慢、成本高、与现有先进技术脱节等缺陷，因此本课题旨在研制高速高精度分光测色仪。 论文主要是负责高性能分光测色仪的平台控制器的分析与设计。首先分析了目前流行的GretagMacbeth公司的一款分光测色仪Spectrolino& SpectroScanT的工作方式以及SpectroScanT的硬件电路；针对其存在的不足、结合现有的新技术和新产品，提出研制基于EZ-USB FX2的高速高精度分光测色仪的设计方案。方案以提高测量速度和精度为主要设计目标；采用非接触式测量方式提高了测量速度；利用集成USB接口的EZ-USB FX2芯片来提高数据带宽；采用细分技术提高电机运行质量；并用插补算法来提高电机运动轨迹的精确度。 论文工作为研制高性能分光测色仪奠定了基础。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

§1.1概述

§1.2测色仪简介

§1.3研究现状

§1.4本文主要工作

第二章SpectroScan T控制电路分析

§2.1SpectroScan T控制电路的总体结构及功能框图

§2.2电源接口

§2.3 CPU及周边电路

§2.3.1 CPU及存储器扩展

§2.3.2时钟电路

§2.3.3参考电压电路

§2.4步进电机驱动电路

§2.4.1L6219芯片

§2.4.2步进电机工作原理

§2.4.3步进电机细分原理

§2.4.4步进电机工作电路分析

§2.5串行通信电路以及波特率设置电路

§2.5.1 RS-232规范描述

§2.5.2串行通信电路分析

§2.5.3波特率设置电路

§2.6控制面板、静电吸附和照明电路

§2.7借鉴

第三章基于EZ-USB FX2的分光测色仪平台控制器总体设计

§3.1高性能分光测色仪平台控制器工作概述

§3.2高性能分光测色仪平台控制器系统设计要求

§3.3高性能分光测色仪平台控制器总体设计

§3.3.1总体设计

§3.3.2模块划分及其任务描述

§3.3.3 USB通信接口的选择

§3.4高速高精度的保证

§3.4.1影响速度和精度的要素

§3.4.2非接触式测量

§3.4.3环境光影响

§3.4.4数据通信速率保证

第四章高性能分光测色仪平台控制器硬件设计

§4.1总体设计框图

§4.2 CY7C68013简介

§4.2.1 CY7C68013的结构

§4.2.2 USB启动方式和枚举

§4.2.3 CY7C68013的程序/数据存储器

§4.2.4 CY7C68013的端点缓冲区

§4.2.5 CY7C68013的外部FIFO接口

§4.3 CPU及周边电路设计

§4.3.1时钟电路

§4.3.2复位电路

§4.3.3 USB通信电路

§4.3.4外部数据存储器扩展

§4.3.5外部程序存储器扩展

§4.4串行通信电路设计

§4.5步进电机驱动电路设计

§4.6面板控制、静电吸附和照明电路

§4.7电源管理

§4.8硬件设计中的抗干扰措施

第五章高性能分光测色仪平台控制软件设计

§5.1步进电机的细分程序设计

§5.1.1细分技术的探讨

§5.1.2步进电机的细分控制程序设计

§5.1.3步进电机的振荡、失步及解决办法

§5.2平台运动轨迹的插补控制

§5.2.1插补的概念

§5.2.2插补原理与插补算法

§5.2.3脉冲增量直线插补

§5.3 EZ-USB FX2程序设计

§5.3.1驱动程序

§5.3.2主机应用程序设计

§5.3.3 USB固件主程序

§5.3.4 EZ-USB实验验证

结束语

致谢

参考文献

研究成果

附录