高精度低功耗光柵計數(shù)系統(tǒng)設(shè)計研究.pdf

1、位移和角度的高精度測量是測量領(lǐng)域的重要內(nèi)容，傳統(tǒng)方法往往無法滿足高精度要求。將光柵計數(shù)裝置和光柵傳感器結(jié)合起來可以實現(xiàn)對特定場合下位移和角度等幾何量的高精度測量，其先決條件是測量電路系統(tǒng)必須具備高精度。目前常規(guī)光柵計數(shù)裝置一般由信號輸入接口、細分電路、辨向電路、計數(shù)電路、單片機、顯示電路幾部分組成。被測幾何量通過傳感器轉(zhuǎn)變?yōu)閮上嗾浑娦盘?，通過信號輸入接口傳入細分電路以完成對信號進行精度的提高，并將信號傳入辨向電路。辨向電路根據(jù)信號波形

2、特征完成信號(被測幾何量)正向或反向的判別。隨后計數(shù)電路對信號的增或減的進行計算，并將計算結(jié)果送入單片機。單片機對信號進行處理后得出位移或角度大小，最后由顯示電路進行顯示。從傳感器到單片機，其間經(jīng)過了三個由很多器件構(gòu)成的復雜外圍電路。因此，上述傳統(tǒng)測試結(jié)構(gòu)不僅會降低信號處理速度，增加能耗和成本，還會導致測量精度的降低。 本課題的研究內(nèi)容是設(shè)計一種新的高精度低功耗光柵信號計數(shù)系統(tǒng)電路結(jié)構(gòu)以克服上述常規(guī)電路結(jié)構(gòu)所帶來的缺點。新的系統(tǒng)

3、電路結(jié)構(gòu)通過信號輸入接口接收光柵傳感器信號，將其輸入MSP430微控制器的I/O端口，MSP430內(nèi)核執(zhí)行程序?qū)π盘栠M行處理，得出位移和角度的大小及方向，并驅(qū)動液晶將結(jié)果顯示出來。本論文通過對整體硬件組成和軟件實現(xiàn)以及鍵盤和顯示子模塊的設(shè)計介紹，系統(tǒng)的闡述了新的高精度低功耗光柵計數(shù)系統(tǒng)的原理和實現(xiàn)。對比同類產(chǎn)品電路結(jié)構(gòu)復雜的情況，新系統(tǒng)采用單芯片完成所有的功能并大大提高了測試精度，它具有結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高，功耗低等優(yōu)點。課題研究成果實現(xiàn)