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(多图) 基于单片机和FPGA的位移测量装置的设计

电子设计工程 武汉大学 阳兵 彭立艮 王埏琦 夏敏莉?? 2010年12月06日 ?? 收藏0

?  4 系统软件程序设计

  本系统由单片机与FPGA共同控制实现,FPGA主要用于ADC时序的控制以及数据的运算,单片机则用来实现人机的交互。程序采用结构化设计思想,软件采用模块化设计,主程序中调用各子程序,有专门的数据处理子程序、信号发生器子程序、扫描键盘子程序等。除了数据运算和显示外,本系统还附加了自校正功能,即通过比较两路信号的幅值控制电机的正转和反转,最终使铁芯停在参考零的位置。图7为程序流程。

程序流程

  5 系统测试与结果分析

  5.1 使用仪器及型号

  PC机:Intel奔腾D,主频:2.5 G,内存:1 G;伟福仿真机:E51/S;直流稳压稳流电源:SGl733SB3A;双踪数字存储示波器:TEKT-RONLX TDS1002。

  5.2 测试内容与结果

  在电路调试的过程中,针对各个模块分别进行调试,调试结果效果不错,调试数据表格省略。进行整机调试时,测量了A、B、C 3点的信号波形。其中C处的信号波形良好,无失真。A、B 2点的输出的直流信号无纹波抖动,而且数值准确。对于位移测量,实验数据如表l和表2所示。对该位移测量结果进行分析,可以看出位移测量的精度较高,最大误差是0.5 mm,测量范围是-20~20 mm,总体来说,整个系统的完成情况较好。

实验数据

  6 结束语

  该系统测量位移范围扩展到-20~20 mm,实际测量到自制差动变压器的近似线性范围约为-24~24 mm,能够实现较高的精度测量,同时也能够达到不错的动态范围,但线性度不是很好,这主要是受线圈绕制的非理想均匀、对称以及铁芯规格不理想等因素的限制,但通过软件校正可大大提高位移测量的精度,而且线性度的稳定性也会有提高。


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单片机? FPGA? 位移测量? DDS?

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