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1、电子与通信工程专业优秀论文电子与通信工程专业优秀论文 基于基于 TMS320F2812TMS320F2812 的电子万能试验的电子万能试验机的研制机的研制关键词：电子万能试验机关键词：电子万能试验机 测控系统测控系统 硬件接口电路硬件接口电路 软件设计软件设计摘要：电子万能试验机是一种配备有全数字化测量控制系统的新型试验机。它 主要用于橡胶、塑料、纸张、皮革、金属丝、金属箔、织物、线绳、胶带和粘 结剂等材料的拉伸、剥离等力学性能试验。适用于工矿企业的质量检测、大专 院校的教学及科研单位的材料研究设备等。 国内的电子万能试验机大多采用 51 系列单片机进行控制，其控制精度低，数据处理能力差；或者
2、用计算机作为 控制平台，但是设备庞大，系统复杂；目前，国外的电子万能试验机占据了试 验机的高端市场，通常价格昂贵。 本课题的目的就是要使用高性能的 DSP（Digital Signal Processor）芯片 TMS320F2812 来设计一款性价比较高的 电子万能试验机。 本论文负责设计电子万能试验机的测控系统。该系统的主 要模块有：模数转换、数字量处理、PWM 信号控制、键盘与显示控制、时钟和 打印机等。 模数转换实现三个方面的测量：力值测量、位移测量及电流测量。 在电子万能试验机的测量中，最重要的任务是完成对力值的测量，而位移的测 量主要用于引伸计和小位移的精确测量，对电流的测量则是为
3、了实现电机控制 的电流内环反馈。 数字量信号的处理，主要指编码器测量位移时提供的脉冲 信号的处理。编码器接口使用了中断控制方式。在中断服务程序中，根据编码 器的相位可以进一步确定当前位移的方向。 脉宽调制（PWM）信号用于直流 电机的调速控制，采用了电流内环、速度外环的控制方案，使用了 PID 控制理 论，得到了比较平稳的速度控制效果。 键盘使用了通用数字 I/O（GPIO）口 功能，采用反转法提供了 32 个按键的编码。 打印机与 MCU 通信采用了 TMS320F2812 的串行通信接口 A（SCIA） ，并且打印机自带缓冲区，MCU 只需 要把打印数据写入缓冲区即可继续进行其它的工作，不
4、用等待打印的完成，提 高了试验效率。 时间及日期管理由时钟控制芯片 DS1305 提供，使用 TMS320F2812 的串行外围接口（SPI）与 DSP 接口，使用灵活、方便。 试验 机通过 TMS320F2812 的串行通信接口 B（SCIB）连接上位机，向上位机上传 试验结果，便于试验数据的存放管理；从上位机下载试验参数，方便试验状态 和试验模式的控制。 本课题充分利用数字信号处理器（DSP）的强大运算处 理能力和丰富的片内外设资源，给出了一种基于 DSP 的电子万能试验机的总体 设计方案。论文详细介绍了系统的硬件接口电路和软件的设计，分析了系统设 计中的特点及存在的问题，并且给出了改进和
5、扩展的方法。正文内容正文内容电子万能试验机是一种配备有全数字化测量控制系统的新型试验机。它主 要用于橡胶、塑料、纸张、皮革、金属丝、金属箔、织物、线绳、胶带和粘结 剂等材料的拉伸、剥离等力学性能试验。适用于工矿企业的质量检测、大专院 校的教学及科研单位的材料研究设备等。 国内的电子万能试验机大多采用 51 系列单片机进行控制，其控制精度低，数据处理能力差；或者用计算机作为 控制平台，但是设备庞大，系统复杂；目前，国外的电子万能试验机占据了试 验机的高端市场，通常价格昂贵。 本课题的目的就是要使用高性能的 DSP（Digital Signal Processor）芯片 TMS320F2812 来
6、设计一款性价比较高的 电子万能试验机。 本论文负责设计电子万能试验机的测控系统。该系统的主 要模块有：模数转换、数字量处理、PWM 信号控制、键盘与显示控制、时钟和 打印机等。 模数转换实现三个方面的测量：力值测量、位移测量及电流测量。 在电子万能试验机的测量中，最重要的任务是完成对力值的测量，而位移的测 量主要用于引伸计和小位移的精确测量，对电流的测量则是为了实现电机控制 的电流内环反馈。 数字量信号的处理，主要指编码器测量位移时提供的脉冲 信号的处理。编码器接口使用了中断控制方式。在中断服务程序中，根据编码 器的相位可以进一步确定当前位移的方向。 脉宽调制（PWM）信号用于直流 电机的调速
7、控制，采用了电流内环、速度外环的控制方案，使用了 PID 控制理 论，得到了比较平稳的速度控制效果。 键盘使用了通用数字 I/O（GPIO）口 功能，采用反转法提供了 32 个按键的编码。 打印机与 MCU 通信采用了 TMS320F2812 的串行通信接口 A（SCIA） ，并且打印机自带缓冲区，MCU 只需 要把打印数据写入缓冲区即可继续进行其它的工作，不用等待打印的完成，提 高了试验效率。 时间及日期管理由时钟控制芯片 DS1305 提供，使用 TMS320F2812 的串行外围接口（SPI）与 DSP 接口，使用灵活、方便。 试验 机通过 TMS320F2812 的串行通信接口 B（S
8、CIB）连接上位机，向上位机上传 试验结果，便于试验数据的存放管理；从上位机下载试验参数，方便试验状态 和试验模式的控制。 本课题充分利用数字信号处理器（DSP）的强大运算处 理能力和丰富的片内外设资源，给出了一种基于 DSP 的电子万能试验机的总体 设计方案。论文详细介绍了系统的硬件接口电路和软件的设计，分析了系统设 计中的特点及存在的问题，并且给出了改进和扩展的方法。 电子万能试验机是一种配备有全数字化测量控制系统的新型试验机。它主要用 于橡胶、塑料、纸张、皮革、金属丝、金属箔、织物、线绳、胶带和粘结剂等 材料的拉伸、剥离等力学性能试验。适用于工矿企业的质量检测、大专院校的 教学及科研单位
9、的材料研究设备等。 国内的电子万能试验机大多采用 51 系 列单片机进行控制，其控制精度低，数据处理能力差；或者用计算机作为控制 平台，但是设备庞大，系统复杂；目前，国外的电子万能试验机占据了试验机 的高端市场，通常价格昂贵。 本课题的目的就是要使用高性能的 DSP（Digital Signal Processor）芯片 TMS320F2812 来设计一款性价比较高的 电子万能试验机。 本论文负责设计电子万能试验机的测控系统。该系统的主 要模块有：模数转换、数字量处理、PWM 信号控制、键盘与显示控制、时钟和 打印机等。 模数转换实现三个方面的测量：力值测量、位移测量及电流测量。 在电子万能试
10、验机的测量中，最重要的任务是完成对力值的测量，而位移的测 量主要用于引伸计和小位移的精确测量，对电流的测量则是为了实现电机控制的电流内环反馈。 数字量信号的处理，主要指编码器测量位移时提供的脉冲 信号的处理。编码器接口使用了中断控制方式。在中断服务程序中，根据编码 器的相位可以进一步确定当前位移的方向。 脉宽调制（PWM）信号用于直流 电机的调速控制，采用了电流内环、速度外环的控制方案，使用了 PID 控制理 论，得到了比较平稳的速度控制效果。 键盘使用了通用数字 I/O（GPIO）口 功能，采用反转法提供了 32 个按键的编码。 打印机与 MCU 通信采用了 TMS320F2812 的串行通
11、信接口 A（SCIA） ，并且打印机自带缓冲区，MCU 只需 要把打印数据写入缓冲区即可继续进行其它的工作，不用等待打印的完成，提 高了试验效率。 时间及日期管理由时钟控制芯片 DS1305 提供，使用 TMS320F2812 的串行外围接口（SPI）与 DSP 接口，使用灵活、方便。 试验 机通过 TMS320F2812 的串行通信接口 B（SCIB）连接上位机，向上位机上传 试验结果，便于试验数据的存放管理；从上位机下载试验参数，方便试验状态 和试验模式的控制。 本课题充分利用数字信号处理器（DSP）的强大运算处 理能力和丰富的片内外设资源，给出了一种基于 DSP 的电子万能试验机的总体
12、设计方案。论文详细介绍了系统的硬件接口电路和软件的设计，分析了系统设 计中的特点及存在的问题，并且给出了改进和扩展的方法。 电子万能试验机是一种配备有全数字化测量控制系统的新型试验机。它主要用 于橡胶、塑料、纸张、皮革、金属丝、金属箔、织物、线绳、胶带和粘结剂等 材料的拉伸、剥离等力学性能试验。适用于工矿企业的质量检测、大专院校的 教学及科研单位的材料研究设备等。 国内的电子万能试验机大多采用 51 系 列单片机进行控制，其控制精度低，数据处理能力差；或者用计算机作为控制 平台，但是设备庞大，系统复杂；目前，国外的电子万能试验机占据了试验机 的高端市场，通常价格昂贵。 本课题的目的就是要使用高
13、性能的 DSP（Digital Signal Processor）芯片 TMS320F2812 来设计一款性价比较高的 电子万能试验机。 本论文负责设计电子万能试验机的测控系统。该系统的主 要模块有：模数转换、数字量处理、PWM 信号控制、键盘与显示控制、时钟和 打印机等。 模数转换实现三个方面的测量：力值测量、位移测量及电流测量。 在电子万能试验机的测量中，最重要的任务是完成对力值的测量，而位移的测 量主要用于引伸计和小位移的精确测量，对电流的测量则是为了实现电机控制 的电流内环反馈。 数字量信号的处理，主要指编码器测量位移时提供的脉冲 信号的处理。编码器接口使用了中断控制方式。在中断服务程
14、序中，根据编码 器的相位可以进一步确定当前位移的方向。 脉宽调制（PWM）信号用于直流 电机的调速控制，采用了电流内环、速度外环的控制方案，使用了 PID 控制理 论，得到了比较平稳的速度控制效果。 键盘使用了通用数字 I/O（GPIO）口 功能，采用反转法提供了 32 个按键的编码。 打印机与 MCU 通信采用了 TMS320F2812 的串行通信接口 A（SCIA） ，并且打印机自带缓冲区，MCU 只需 要把打印数据写入缓冲区即可继续进行其它的工作，不用等待打印的完成，提 高了试验效率。 时间及日期管理由时钟控制芯片 DS1305 提供，使用 TMS320F2812 的串行外围接口（SPI
15、）与 DSP 接口，使用灵活、方便。 试验 机通过 TMS320F2812 的串行通信接口 B（SCIB）连接上位机，向上位机上传 试验结果，便于试验数据的存放管理；从上位机下载试验参数，方便试验状态 和试验模式的控制。 本课题充分利用数字信号处理器（DSP）的强大运算处 理能力和丰富的片内外设资源，给出了一种基于 DSP 的电子万能试验机的总体 设计方案。论文详细介绍了系统的硬件接口电路和软件的设计，分析了系统设计中的特点及存在的问题，并且给出了改进和扩展的方法。 电子万能试验机是一种配备有全数字化测量控制系统的新型试验机。它主要用 于橡胶、塑料、纸张、皮革、金属丝、金属箔、织物、线绳、胶带
16、和粘结剂等 材料的拉伸、剥离等力学性能试验。适用于工矿企业的质量检测、大专院校的 教学及科研单位的材料研究设备等。 国内的电子万能试验机大多采用 51 系 列单片机进行控制，其控制精度低，数据处理能力差；或者用计算机作为控制 平台，但是设备庞大，系统复杂；目前，国外的电子万能试验机占据了试验机 的高端市场，通常价格昂贵。 本课题的目的就是要使用高性能的 DSP（Digital Signal Processor）芯片 TMS320F2812 来设计一款性价比较高的 电子万能试验机。 本论文负责设计电子万能试验机的测控系统。该系统的主 要模块有：模数转换、数字量处理、PWM 信号控制、键盘与显示控制、时钟和 打印机等。 模数转换实现三个方面的测量：力值测量、位移测量及电流测量。 在电子万能试验机的测量中，最重要的任务是完成对力值的测量，而位移的测 量主要用于引伸计和小位移的
