机械课程设计表面粗糙度测量仪设计

机械课程设计表面粗糙度测量仪设计内容摘要：

参数以及 由电位器的变化所形成的各点连成的曲线。 自带触摸屏，可以用来作为控制输入。 比较以上两种方案： 12864 液晶显示器分辨率太低，不 能很清晰的显示由电位器的变化所形成的各点连成的曲线，而 寸 TFTLCD 能够完全满足，故选择方案二。 智能电阻测试仪的设计 第 页 4 3 系统设计 系统总框图 图 31 系统框图 系统设计思路 本系统框图如（图 31）所示由①电源模块，② STM32F103ZET6 小系统模块，③恒压芯片、恒压采样、电压跟随构成的 5V 恒压源模块，④固定电阻网络、档位切换、待测电阻、采样、电压跟随构成的继电器自动换档测电阻模块，⑤步进电机模块，⑥ TFT 真彩触屏显示模块组成。 该设计分为 2 个闭环系统： ⑴ 通过单片机控制一个内部集成的 12位 DAC给运放芯片 OPA548的输入电压从而控制运放的输出电压，然后采样输出的电压，用电压跟随器将采样电压给单电源模块 J STM32F103ZET6 DA AD AD 恒压芯片 恒压采样 电压跟随 固定电阻网络 档位切换 待测电阻 电压跟随 采样 显示 步进 电机 智能电阻测试仪的设计 第 页 5 片机内部的一个 12 位 ADC，将 DAC 输出的电压和 ADC 采回的电压对比，通过程序自动补偿，让 OPA548 的输出为恒压 5V。 ⑵ 将恒压 5V 送给电阻网络（共 4 路电阻网络起到限流和限压的作用） ,再经过档位切换（由四个继电器构成，起自动换挡的作用） ,再经过待测电阻到地。 然后将待测的电阻两端的电压采样到电压跟随器送到单片机内部的一个 12 位ADC，最后通过程序计算出电阻值。 为了使测量更加精准程序上采取了这样的方法：将第一路 ADC 的值乘以 2推出当前 5V 恒压值，把这个当前恒压值作为第二个闭环系统的总电压值，再利用同一支路电流相等的特性来计算待测电阻的阻值。 公式为： 1 2 2( 1 2) 233AD ADAD ADRrR  其中 R3 精密电阻值， r 是待测电阻值。 是这个方法去掉了直接用 5V 来作为第二个闭环系统的总电压的误差，使得测量精度大大提高。 本设计的步进电机模块作为一个附加模块，它实现的功能是： 由单片机去控制步进电机，来旋转电位器得到不同的电阻 值，将电位器不同阻值产生的不同电压送给单片机内部一个 12 位 ADC，单片机处理后在屏幕上显示出阻值变化的曲线。 智能电阻测试仪的设计 第 页 6 4 硬件电路设计 电源模块的设计 +12V和 +5V采用 LM2576系列 3A开关型稳压器，这种稳压器是单片机集成电路，能提供降压开关型稳压器的各种功能，能驱动 3A的负载，有优异的线性和负载调整能力。 这系列稳压器内都含有频率器和一个固定频率振荡器，将外部元件的数目减少到最小，使用方面。 它在指定输入电压和输出负载条件下保证输出电压的正负 4%的误差。 它的效率比流线型的三端线性稳压要高得多，是理想的代替。 12V采用三端固定式集成稳压模块 LM7912，它内部由采样、基准、放大、调整和保护等电路组成。 保护电路具有过流、过热、及短路保护功能。 能在使用要求不是很高的场合使用，图 41为设计电路。 图 41 电源模块电路 OPA548 构成的 5V 恒压模块设计 恒压源模块电路如（图 42）所示，使用高电压，高电流运算放大器 OPA548连接 低噪声精密运算器 TLC2202，通过单片机内部的一个 ADC输出值。 调节 OPA548输出，构成 5V 恒压闭环系统。 智能电阻测试仪的设计 第 页 7 1M1M+32841V D D +O U TV D D – / G N DI N +I N D2T L C 2 2 0 22+154673 L / MO P A 5 4 8R11kC20 . 1 u FC30 . 1 u F+ 1 2 V 1 2 VR21 0 k+C11 0 u F+C41 0 u FC51 u FE / S + 5 V12J3SC1。