文档介绍：北京工业大学硕士学位论文高精度低功耗光栅计数系统设计研究姓名:石磊申请学位级别:硕士专业:微电子学与固体电子学指导教师:吴武臣20070501摘要摘要位移和角度的高精度测量是测量领域的重要内容,传统方法往往无法满足高精度要求。将光栅计数装置和光栅传感器结合起来可以实现对特定场合下位移和角度等几何量的高精度测量,其先决条件是测量电路系统必须具备高精度。目前常规光栅计数装置一般由信号输入接口、细分电路、辨向电路、计数电路、单片机、显示电路几部分组成。被测几何量通过传感器转变为两相正交电信号,通过信号输入接口传入细分电路以完成对信号进行精度的提高,并将信号传入辨向电路。辨向电路根据信号波形特征完成信号(被测几何量)正向或反向的判别。随后计数电路对信号的增或减的进行计算,并将计算结果送入单片机。单片机对信号进行处理后得出位移或角度大小,最后由显示电路进行显示。从传感器到单片机,其间经过了三个由很多器件构成的复杂外围电路。因此,上述传统测试结构不仅会降低信号处理速度,增加能耗和成本,还会导致测量精度的降低。本课题的研究内容是设计一种新的高精度低功耗光栅信号计数系统电路结构以克服上述常规电路结构所带来的缺点。新的系统电路结构通过信号输入接口接收光栅传感器信号,将其输入KSP430微控制器的Uo端口,MsP430内核执行程序对信号进行处理,得出位移和角度的大小及方向,并驱动液晶将结果显示出来。本论文通过对整体硬件组成和软件实现以及键盘和显示子模块的设计介绍,系统的阐述了新的高精度低功耗光栅计数系统的原理和实现。对比同类产品电路结构复杂的情况,新系统采用单芯片完成所有的功能并大大提高了测试精度,它具有结构简单、可靠性高,功耗低等优点。课题研究成果实现了动态条件下对位移角度的高精度高采样率测量并实现批量化生产,该产品在国民生产各行业和军事领域均有广泛的应用,因此具有广阔的市场前景。关键词测量;位移:角度;光栅传感器;|,,thenormalrastercountingdeviceusuallyconsistsofin-,direetionidentifyingcircuit,.∞ilsortrailsfoiTn$thedisplacementandangleinto2-。plicatedone,,,higher[X)WCfconsumption,,thetaskofthispaperistoanewreaseach—.