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基于USB接口的光栅信号处理系统研究

本文简要介绍了光栅位置检测系统在国内外的发展动态及光栅测距的基本原理,分析了通用串行总线(USB)的特点与优势,将 USB 总线和光栅测距结合于一体,设计了一种基于 USB 接口的光栅信号处理系统。该系统采用软、硬件结合的方法,具有模块化和多用化的特点。 单片机是光栅信号处理系统的核心部分,是系统的信息处理与控制单元,实现光栅测量数据的采集与处理,键盘、显示及 USB 通讯的控制。 系统由光栅数显和 USB 通讯两个相对独立的部分组成。文中详细介绍了细分计数、键盘处理、液晶显示及掉电保护等硬件电路的组成及其软件设计,完成了光栅测量数据的实时显示,并实现了长度/角度、单端/差分、光栅分辨率转换等多种功能。 文中设计了 USB 接口设备端的硬件电路,完成了单片机对 USB 通讯接口芯片 PDIUSBD12 控制软件的开发。  (本文共76页) 本文目录 | 阅读全文>>

《机械设计与制造》2005年12期
机械设计与制造

基于USB接口的光栅信号处理系统研究

位置检测技术作为我国重点发展和推广的新技术,多年来在航空航天、精密机械仪器、数显数控机床、长度角度测量、机器人、自动机械、机电一体化等各个领域均得到了广泛的应用。其中光栅测量系统以其性能稳定、可靠性好、精度高、使用方便、制造费用较低等特点,在位置数字检测领域发展最快,技术性能最好,同时市场占有率也是最高的。目前,一般的光栅数显装置要么不具有通讯接口,要么多设计成R S-232串口,这在很大程度上影响了对测量数据的进一步处理。而U SB(U niversalSerial Bus的缩写,中文含义是“通用串行总线)作为应用在PC领域的一种新型接口技术,其可靠性能很好地满足工业现场测量控制系统的要求。另外,由于其所具有的外挂式特点,它可以很好地满足工业测量的环境要求、很容易地实现完全的光电隔离,同时测量系统的改变和扩展也都很容易和方便。1系统的硬件组成结合机床改造的实际要求,我们设计了一套基于U SB接口的三路光栅信号处理系统,其硬件总...  (本文共3页) 阅读全文>>

哈尔滨工业大学
哈尔滨工业大学

基于USB的光栅传感器接口卡的研制

光栅传感器是精密测量领域广泛应用的一种传感器,尤其在线位移和角位移的测量中起着重要作用。光栅传感器接口电路的设计水平从一定程度上决定了测量系统的精度和可靠性。本文研制了基于USB的光栅传感器接口卡,采用CPLD技术实现对光栅传感器输出信号的处理,并采用USB总线实现光栅传感器信号处理电路与计算机之间的通讯。本文简要介绍了光栅位置检测系统的国内外研究现状以及光栅传感器测距原理,分析了USB的体系结构、通信协议以及CPLD开发技术,基于此,本文详细介绍了光栅传感器接口卡的硬件、软件设计方法。硬件部分以P89C61X2BA为控制核心,包括采用USBN9604接口芯片的USB接口电路,光栅尺输出信号处理电路,以XC95108为主的信号细分、辨向和计数电路等。软件部分主要包括三部分:一是控制USB通讯的固件程序;二是光栅传感器接口卡驱动程序,它为USB设备和PC机进行通讯提供保证;三是用来测试系统功能的基于VC的应用程序。本文设计的基于U...  (本文共52页) 本文目录 | 阅读全文>>

河北大学
河北大学

基于USB接口的光栅数据采集卡的设计与实现

本文首先从整体上简要介绍了光栅信号采集系统的组成,分析了系统的国内外研究现状以及光栅传感器测距原理,以及USB的体系结构、通信协议。随后讨论了对光栅传感器输出信号进行处理的CPLD芯片,包括内部算法实现逻辑,编程语言。最后本文着重研究了USB总线设备接口的开发,主要包括USB总线协议,硬件接口电路设计、驱动程序的开发以及上层用户的应用程序。本文以较多篇幅论述了光栅传感器接口卡硬件、软件的设计方法。从硬件方面看,光栅信号传感器的输出信号处理电路是以EPM7128为主的信号细分、辨向和计数电路,以及以51单片机为控制核心的PDIUSBD12接口芯片的USB接口电路,包括其中的固件程序组成整个系统。软件部分主要包括两部分:一是接口卡的驱动程序,它为USB设备和PC机进行通讯提供保证;另一个是用来测试系统功能的基于Delphi的应用程序。本文设计的基于USB的光栅传感器接口卡具有小型化和便携式的优点,整个系统工作稳定可靠。  (本文共76页) 本文目录 | 阅读全文>>

电子科技大学
电子科技大学

基于USB的可穿戴计算机接口设计

可穿戴计算作为一种崭新的计算模式和计算技术正在迅速发展,已成为计算机领域的研究热点和前沿方向之一。它在工业、军事、情报、新闻、医疗、商业、农业、金融与证券、抢险与救灾乃至日常生活等领域发挥着重要的作用,是当今计算技术前沿领域重点关心的课题之一。目前,可穿戴计算机采用传统接口结构模式,存在线缆较多、可穿戴性较差,使用不便等诸多问题,无法很好的满足其在各种应用环境下的要求。本研究的任务,正是为了解决传统接口技术的不足与可穿戴计算机应用性需求多样化之间的矛盾。在设计过程中,出于对已有技术的继承,以及兼容各种现有的硬件平台考虑,本研究在硬件底层技术的选择上,倾向于使用较为成熟和通用的技术和协议,从而使得可穿戴计算机能够从目前的计算技术中获得更多的功能性支持,以改善其通用性、可穿戴性和可靠性。通过对接口结构模式的比较和研究,找到了可以解决上述矛盾的方案。我们将外总线技术引入可穿戴计算机的硬件接口设计,通过总线上的连接器BOX将外设挂接在总...  (本文共78页) 本文目录 | 阅读全文>>

电子科技大学
电子科技大学

基于USB接口的逻辑分析仪硬件设计

逻辑分析仪是最重要的数据域测试仪器之一。随着数字化进程的加快,逻辑分析仪应用越来越广泛,在其功能、性能提高的同时,对其携带和操作的方便性也提出了新的要求。基于USB 接口的便携式逻辑分析仪,结构轻巧,携带方便,并利用计算机的强大计算能力提高了仪器的数据处理和显示能力,在性能提高的同时降低了仪器成本。本文主要阐述了基于USB 接口的逻辑分析仪的硬件设计原理并提出了设计方案。根据硬件设计工作的重点和难点,文章着重阐述了逻辑分析仪数据捕获部分和USB 接口部分的硬件工作原理与设计方案,文中也对与硬件密切相关的软件部分做了简要介绍。本文第一章介绍了逻辑分析仪在数据域测试领域的应用情况及发展趋势,同时给出了课题的任务和指标。第二章则结合设计指标,分析了系统的硬件设计结构和供电方式,提出了设计工作的重点:数据捕获部分和USB 接口部分的设计。第三章详细阐述了数据捕获部分中各功能电路的设计原理与方案,重点讨论了触发识别电路和存储控制电路的设计...  (本文共64页) 本文目录 | 阅读全文>>

华中科技大学
华中科技大学

USB及其在水质监测系统中的开发与应用

水质监测和保护是一项关系到工农业生产发展和人民身体健康的大事,由多种参数测量构成的水质监测系统具有越来越重要的地位。目前,水质监测系统除了测量准确度和实时性更高以外,数据的通讯和存储也非常重要。与传统的串、并行通信相比,USB 总线技术是一项具有接口方便、支持热拔插、易扩展和成本低等众多优点而获得广泛应用的技术,本文提出了采用USB 总线接口实现水质监测系统通信的方案,该方案容易实现、性能优良,具有广泛的应用前景。本文主要介绍了USB技术及其在水质监测系统中的研究与应用,首先介绍USB的特点和体系结构,包括系统特征、总线协议、物理接口等等; 接下来针对本文提出的USB水质监测系统详细介绍了USB设备的硬件和软件开发的技术细节,包括电路设计、固件编程以及在驱动程序开发的一般方法; 然后分析了水质监测系统各参数的测量原理和要点, 并在此基础上设计了系统的硬件和软件构架。最后将USB作为通讯模块引入设计中,详细说明了本监测系统下位单片...  (本文共61页) 本文目录 | 阅读全文>>