| 毕业论文 基于单片机与锁相环技术的位移测量系统，共40页，16172字 摘 要 针对目前位移测量系统精度普遍不高且灵活性差的特点，通过对光栅莫尔条纹的测量原理以及锁相倍频技术理论的分析，利用单片机的高速智能数据处理平台，构建了高精度的位移测量系统，实现了锁相倍频技术对光栅栅距的高倍细分；重点介绍了系统的整体设计结构与预置细分提高系统工作灵活性的实现原理。通过对微机的编程，可灵活地设置细分数。 光栅作为精密测量的一种工具，由于他本身具有的优点，已在精密仪器、坐标测量、精确定位、高精度精密加工等领域得到了广泛的应用。光栅测量技术是以光栅相对移动所形成的莫尔条纹信号为基础的，对此信号进行一系列的处理，即可获得光栅相对移动的位移量。将光栅位移传感器与微电子技术相结合，进行线性位移量的测量，以实现较高的测量精度。本文采用光栅作为传感元件，经接收元件后变为周期性变化的电信号（近似正弦信号），采用逻辑辨向电路区别位移的正反向，利用单片机进行数据处理并显示结果。 关键词： 锁相细分 单片机 位移测量 目 录 摘 要 3 Abstract 4 第1章 引言 5 第2章 光栅测量原理 6 2.1 莫尔条纹的概念 6 2.2 光栅莫尔条纹技术的发展概况 6 2.3 光栅测量原理 8 第3章 锁相环技术 9 3.1 概述 9 3.2 锁相技术发展概况 9 3.3 锁相环基本工作原理 10 3.3.1 锁相环的基本组成 10 3.3.2 锁相环基本原理 10 3.4 锁相环各单元的工作原理和数学模型 11 3.4.1 鉴相器 11 3.4.2 环路滤波器 13 3.4.3 压控振荡器 15 3.5 锁相环路的捕捉特性 17 3.6 锁相环路的跟踪特性 17 3.7 锁相技术的应用 18 3.8 集成锁相环路的特点 18 3.9 集成锁相环路的分类 19 3.10 集成锁相环路的工艺特点与频率范围 19 第4章 硬件电路设计 20 4.1 系统整体结构及工作原理 20 4.2 莫尔条纹信号及测量电路 20 4.3 信号调理电路 21 4.4 辨向四细分电路 23 4.5 锁相倍频细分技术 23 4.6 计数与控制 25 4.6.1 计数 25 4.6.2 主控制器选用 25 4.6.3 位移的计算 26 4.7 显示电路与键盘电路设计 26 第5章 系统软件设计 29 5.1 软件设计思想 29 5.2 数据处理子程序 29 5.3 液晶显示子程序 30 5.4 键盘扫描子程序 32 5.5 温度测量电路子程序 34 5.6 主程序清单 36 第6章 结束语 38 致 谢 39 参考文献 40 |
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