CCD動(dòng)態(tài)線徑測(cè)量?jī)x

./畢業(yè)設(shè)計(jì)CCD動(dòng)態(tài)線徑測(cè)量?jī)x學(xué)生：學(xué)生學(xué)號(hào)：院〔系：年級(jí)專業(yè)：指導(dǎo)教師：助理指導(dǎo)教師：二〇一三年六月.文摘CCD全稱為電荷藕合器件,由于CCD具有非接觸性測(cè)量、分辨率高等方面的特點(diǎn),因此CCD器件在物體外型測(cè)量、表面檢測(cè)、圖像傳真、智能傳感等方面得到了廣泛的應(yīng)用。另外,CCD測(cè)量速度快,所以不僅可用于靜態(tài)測(cè)量,還可用于動(dòng)態(tài)在線檢測(cè),因此CCD技術(shù)在線檢測(cè)系統(tǒng)中應(yīng)用也越來越多?，F(xiàn)代加工技術(shù)發(fā)展迅速,加工精度不斷提高,相應(yīng)的對(duì)檢測(cè)設(shè)備也提出了新的要求,如高精度,在線檢測(cè)等,新技術(shù),新工藝,新項(xiàng)目對(duì)大直徑尺寸高精度測(cè)量技術(shù)提出了越來越高的要求。在當(dāng)今國工業(yè)中對(duì)直徑的測(cè)量大多還是采用千分尺等落后的接觸式的方法,不但效率不高而且精確度不夠。針對(duì)工業(yè)中用千分尺人工對(duì)工件直徑測(cè)量的落后方法,利用線陣CCD對(duì)直徑實(shí)現(xiàn)精密測(cè)量的系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)。該系統(tǒng)基于光學(xué)系統(tǒng)無接觸性測(cè)量的基本原理,運(yùn)用光學(xué)測(cè)量的理論和一般方法,設(shè)計(jì)并討論了在實(shí)際運(yùn)用中存在的問題及解決辦法。為了探索CCD圖象傳感器在尺寸檢測(cè)方面的應(yīng)用性能、特性參數(shù)以及相關(guān)測(cè)控系統(tǒng)硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)特點(diǎn),從而為今后研制基于線陣CCD的寬圍尺寸測(cè)量系統(tǒng)作好理論和實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備。設(shè)計(jì)方案容:光學(xué)部分的容光源的設(shè)計(jì)。機(jī)械部分主要是相關(guān)傳感器的支撐結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。電路控制部分主要有CCD芯片選擇、CCD輸出信號(hào)的處理、單片機(jī)數(shù)據(jù)采集及處理等。關(guān)鍵詞CCD傳感器,二值化,單片機(jī),輸出顯示.EnglishAbstractAllcalledchargecoupleddeviceCCD,duetoCCDnon-contactmeasurementwithhighresolutionandthecharacteristics,soCCDdeviceobjectshapemeasurement,surfaceinspection,imagefax,intelligentsensingandsoonhavebeenwidelyused.Inaddition,CCDhighspeed,sonotonlycanbeusedforstaticmeasurement,butalsofordynamiclinedetection,theCCDtechnologyonlinedetectionsystemapplicationsareincreasing.Therapiddevelopmentofmodernprocessingtechnology,continuouslyimprovingprocessingprecision,correspondingtothetestequipmentalsomadenewdemands,suchashigh-precision,on-linedetection,newtechnologies,newtechniques,newprojectsonthelargediameteroftheproposedhigh-precisionmeasurementtechnologymoretothehigherrequirements.Intodaythedomesticindustry,ormostofthediametermeasurementusingmicrometerandotherbackward-contactmethod,theefficiencyandaccuracyisnothighenough.MicrometerusedforindustriallaborbehindtheworkpiecediametermeasurementmethodusinglineararrayCCDtoachieveprecisemeasurementofthediameterofthesystemdesign.Thesystemisnon-contactopticalsystembasedonthebasicprincipleofmeasurement,usingopticalmeasurementmethodsofthetheoryandthegeneraldesignanddiscussesthepracticalapplicationofproblemsandsolutions.InordertoexploretheCCDimagesensorinthesizeoftheapplicationperformancetesting,measurementandcontrolsystemparametersandrelateddesignfeaturesofthehardwaresystem,whichforthefuturedevelopmentoflineararrayCCDbasedonawiderangeofdimensionalmeasurementsystemsmaketheoreticalandexperimentalpreparations.Designelements:theopticalpartofthecontentsofthesourcedesign.Mechanicalsensorismainlyrelatedtothesupportstructuredesign.CircuitcontrolpartofthemainCCDchipselect,CCDoutputsignalprocessing,microprocessordataacquisitionandprocessing.KeywordsCCDdataacquisition,MCU.目錄文摘Ⅰ英文文摘Ⅱ1緒論 11.1課題背景 11.2課題的提出 12編程軟件簡(jiǎn)介 32.1KEIL軟件 32.1.1KEIL的使用方法 32.2ISIS7professional簡(jiǎn)介 3ISIS7professional簡(jiǎn)介9 3ISIS7professional使用方法簡(jiǎn)介 32.3PCB概述 43編程語言的簡(jiǎn)介 43.1C語言的概述 53.2C語言的優(yōu)缺點(diǎn) 53.3C語言的容 54CCD動(dòng)態(tài)線徑測(cè)量硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 64.1芯片介紹 74.2使用到的電子元件的簡(jiǎn)介 74.3使用到的CCD傳感器的簡(jiǎn)介 ..4測(cè)徑系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu) 134.5測(cè)徑系統(tǒng)的基本測(cè)量原理 134.6光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 144.7信號(hào)轉(zhuǎn)換電路 144.4.4.8顯示接口電路 16顯示器驅(qū)動(dòng)器 17譯碼器 174.8.35軟件設(shè)計(jì) 175.1測(cè)量程序 185.2影響儀器精度的因素及解決措施 196系統(tǒng)調(diào)試 196.1程序調(diào)試 246.2硬件調(diào)試 256.3裝載程序后的硬件電路調(diào)試 26結(jié)論 27參考文獻(xiàn) 28附件A 29附件B 31附件C 32致 37.1緒論1.1課題背景CCD是于1969年由美國貝爾實(shí)驗(yàn)室〔BellLabs的維拉·博伊爾<WillardS.Boyle>和喬治·史密斯〔GeorgeE.Smith所發(fā)明的。當(dāng)時(shí)貝爾實(shí)驗(yàn)室正在發(fā)展影像和半導(dǎo)體氣泡式存。將這兩種新技術(shù)結(jié)合起來后,波義耳和史密斯得出一種裝置,他們命名為"電荷‘氣泡’元件"〔Charge"Bubble"Devices。這種裝置的特性就是它能沿著一片半導(dǎo)體的表面?zhèn)鬟f電荷,便嘗試用來做為記憶裝置,當(dāng)時(shí)只能從暫存器用"注入"電荷的方式輸入記憶。但隨即發(fā)現(xiàn)光電效應(yīng)能使此種元件表面產(chǎn)生電荷,而組成數(shù)位影像。到了70年代,貝爾實(shí)驗(yàn)室的研究員已能用簡(jiǎn)單的線性裝置捕捉影像,CCD就此誕生。有幾家公司接續(xù)此一發(fā)明,著手進(jìn)行進(jìn)一步的研究,包括快捷半導(dǎo)體〔FairchildSemiconductor、美國無線電公司〔RCA和儀器〔TexasInstruments。其中快捷半導(dǎo)體的產(chǎn)品率先上市,于1974年發(fā)表500單元的線性裝置和100x100像素的平面裝置。四十年來,CCD器件及其應(yīng)用技術(shù)的研究取得了驚人的進(jìn)展,特別是在圖像傳感和非接觸測(cè)量領(lǐng)域的發(fā)展更為迅速。隨著CCD技術(shù)和理論的不斷發(fā)展,CCD技術(shù)應(yīng)用的廣度與深度必將越來越大。CCD是使用一種高感光度的半導(dǎo)體材料集成,它能夠根據(jù)照射在其面上的光線產(chǎn)生相應(yīng)的電荷信號(hào),在通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器芯片轉(zhuǎn)換成"0"或"1"的數(shù)字信號(hào),這種數(shù)字信號(hào)經(jīng)過壓縮和程序排列后,可由閃速存儲(chǔ)器或硬盤卡保存即收光信號(hào)轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)能識(shí)別的電子圖像信號(hào),可對(duì)被側(cè)物體進(jìn)行準(zhǔn)確的測(cè)量、分析。CDD應(yīng)用于線徑測(cè)量是新型非接觸式線徑測(cè)量系統(tǒng)。在邊緣提取中,所采用的三次樣條插值法計(jì)算簡(jiǎn)單、精度高。該系統(tǒng)具有精度高、穩(wěn)定性好、非接觸測(cè)量、測(cè)量速度快等特點(diǎn),適合檢測(cè)各種線材和插針的直徑,并且信號(hào)易于進(jìn)行數(shù)字化處理,易于計(jì)算機(jī)聯(lián)接,組成實(shí)時(shí)自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)。而且該系統(tǒng)與傳統(tǒng)的采用游標(biāo)卡尺進(jìn)行測(cè)量精度搞速度快方便易于使用,大大的提高了生產(chǎn)效率。隨著科技的發(fā)展,CCD在我們的生活中的應(yīng)用將會(huì)越來越廣,讓我們的生活更加的方便快捷。1.2課題的提出CCD動(dòng)態(tài)線徑測(cè)量?jī)x適合在動(dòng)態(tài)條件下無接觸地測(cè)量各種線材〔塑料導(dǎo)線,裸銅線,鋼線,纖維的直徑,并能儲(chǔ)存測(cè)量過程的最大值,最小值及平均值。本儀器由線陣傳感器CCD和單片機(jī)組成,及克服料傳統(tǒng)測(cè)量方法的缺點(diǎn),又達(dá)到料較高的精度,易推廣應(yīng)用。此外,本儀器除了可在線無接觸測(cè)量陷阱外,可用于橡膠,塑料,金屬等等的外形和片狀物的幅度之測(cè)定；也可同時(shí)使用兩臺(tái)這種一起來測(cè)量大幅度板材或大直徑管材；若將線陣CCD傳感器置于特質(zhì)的照相機(jī)底片處,還可進(jìn)行遠(yuǎn)距離測(cè)量。使我們的測(cè)量過程更加的方便快捷,精度更加準(zhǔn)確,減少人為因素引起的誤差等優(yōu)點(diǎn)。而且現(xiàn)代生產(chǎn)效率的要求較高傳統(tǒng)的測(cè)量方法已經(jīng)不能滿足我們的需求.在此背景下才提出使用CCD傳感器進(jìn)行線徑測(cè)量的方法。所以本課題的研究有一定的適用意義和經(jīng)濟(jì)意義。而在當(dāng)今國工業(yè)中對(duì)直徑的測(cè)量大多還是采用千分尺等落后的接觸式的方法,不但效率不高而且精確度不夠,更少有確切的數(shù)據(jù)庫記錄?，F(xiàn)代加工技術(shù)發(fā)展迅速,自動(dòng)化程度、加工精度不斷提高,相應(yīng)的對(duì)檢測(cè)設(shè)備也提出了新的要求,如高精度,自動(dòng)化,在線檢測(cè)等等,新技術(shù),新工藝,新項(xiàng)目對(duì)大直徑尺寸高精度測(cè)量技術(shù)提出了越來越高的要求。針對(duì)工業(yè)中用千分尺人工對(duì)工件直徑測(cè)量的落后方法,利用線陣CCD對(duì)直徑實(shí)現(xiàn)精密測(cè)量的系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)。該系統(tǒng)基于光學(xué)系統(tǒng)無接觸性測(cè)量的基本原理,運(yùn)用光學(xué)測(cè)量的理論和一般方法,設(shè)計(jì)并討論了在實(shí)際運(yùn)用中存在的問題及解決辦法。.2編程軟件簡(jiǎn)介2.1KEIL軟件KEIL軟件簡(jiǎn)介單片機(jī)開發(fā)中除必要的硬件外,同樣離不開軟件,我們寫的匯編語言源程序要變?yōu)镃PU可以執(zhí)行的機(jī)器碼有兩種方法,一種是手工匯編,另一種是機(jī)器匯編,目前已極少使用手工匯編的方法了。機(jī)器匯編是通過匯編軟件將源程序變?yōu)闄C(jī)器碼,用于MCS-51單片機(jī)的匯編軟件有早期的A51,隨著單片機(jī)開發(fā)技術(shù)的不斷發(fā)展,從普遍使用匯編語言到逐漸使用高級(jí)語言開發(fā),單片機(jī)的開發(fā)軟件也在不斷發(fā)展,Keil軟件是目前最流行開發(fā)MCS-51系列單片機(jī)的軟件,這從近年來各仿真機(jī)廠商紛紛宣布全面支持Keil即可看出。Keil提供了包括C編譯器、宏匯編、連接器、庫管理和一個(gè)功能強(qiáng)大的仿真調(diào)試器等在的完整開發(fā)方案,通過一個(gè)集成開發(fā)環(huán)境〔uVision將這些部份組合在一起。KEIL的使用方法步驟：1單擊2單擊project中的newproject并取名1-1并保存3選擇你所需要的芯片〔AT89C51再點(diǎn)擊確定4新建文件并保存〔保存的文件必須是*.C文件5將1-1.C添加到SourceGroup1就得到這時(shí)候就只要在TEXT中編輯好C程序并且保存,并單擊就得到以下的這個(gè)圖形在單擊選擇OUTPUT生成HEX文件得到2.2ISIS7professional簡(jiǎn)介ISIS7professional簡(jiǎn)介PROTEL：PROTEL是PORTEL公司在80年代末推出的EDA軟件,在電子行業(yè)的CAD軟件中,它當(dāng)之無愧地排在眾多EDA軟件的前面,是電子設(shè)計(jì)者的首選軟件,它較早就在國開始使用,在國的普及率也最高,有些高校的電子專業(yè)還專門開設(shè)了課程來學(xué)習(xí)它,幾乎所有的電子公司都要用到它,許多大公司在招聘電子設(shè)計(jì)人才時(shí)在其條件欄上常會(huì)寫著要求會(huì)使用PROTEL。早期的PROTEL主要作為印制板自動(dòng)布線工具使用,運(yùn)行在DOS環(huán)境,對(duì)硬件的要求很低,在無硬盤286機(jī)的1M存下就能運(yùn)行,但它的功能也較少,只有電原理圖繪制與印制板設(shè)計(jì)功能,其印制板自動(dòng)布線的布通率也低,而現(xiàn)今的PROTEL已發(fā)展到PROTEL99〔網(wǎng)絡(luò)上可下載到它的測(cè)試板,是個(gè)龐大的EDA軟件,完全安裝有200多M,它工作在WINDOWS95環(huán)境下,是個(gè)完整的板級(jí)全方位電子設(shè)計(jì)系統(tǒng),它包含了電原理圖繪制、模擬電路與數(shù)字電路混合信號(hào)仿真、多層印制電路板設(shè)計(jì)〔包含印制電路板自動(dòng)布線、可編程邏輯器件設(shè)計(jì)、圖表生成、電子表格生成、支持宏操作等功能,并具有Client/Server〔客戶/服務(wù)器體系結(jié)構(gòu),同時(shí)還兼容一些其它設(shè)計(jì)軟件的文件格式,如ORCAD,PSPICE,EXCEL等,其多層印制線路板的自動(dòng)布線可實(shí)現(xiàn)高密度PCB的100％布通率。ISIS7professional使用方法簡(jiǎn)介步驟：1雙擊2再在編輯框進(jìn)行電路設(shè)計(jì)3設(shè)計(jì)完成后進(jìn)行保存。軟件需要Pentium或以上的CPU,16MB或更多RAM、20M以上空閑的硬盤空間、WIN98、NT、WIN2000、WINX2.3PCB概述PCB是英文〔printedcircuieboard印制線路板的簡(jiǎn)稱,通常把在絕緣材料上,按照預(yù)定設(shè)計(jì),制成印制線路,印制元件或者兩者結(jié)合的導(dǎo)電圖形稱之為印制電路板。而在絕緣基材上提供元器件之間電器連接的導(dǎo)電圖形,稱之為印制電路板。這樣就把印制電路或者印制線路的成品板稱之為印制線路板也稱之為印制板或印制電路板。PCB用途非產(chǎn)廣泛。幾乎我們所能見到的電子設(shè)備逗都離不開它,小到電子手表,計(jì)算器,通用電腦,大到計(jì)算機(jī),通訊電子設(shè)備,航空航天,軍用武器系統(tǒng),只要有集成電路等電子元器件,它們之間電氣互連逗要用到PCB。PCB提供集成電路等各種電子元器件固定的機(jī)器支撐。實(shí)現(xiàn)集成電路等各種電子器件之間的布線和電氣連接或電絕緣,提供所要求的電氣特性,如特性阻抗等。同時(shí)為自動(dòng)焊錫提供阻焊圖形,為元器件插裝,粘裝檢查,維修提供識(shí)別字符標(biāo)記圖形。本次設(shè)計(jì)中采用了洞洞板就是單孔板目的是為了減少成本,下面就對(duì)設(shè)計(jì)中使用洞洞板介紹。性能特點(diǎn)：1、多層防砂過濾套具高效防砂性能,能更好地阻擋地層砂粒,滿足井下防砂需要。2、濾孔均勻,滲透性及防堵性能高。3、過濾面積大,流動(dòng)阻力小,出油率高4、不銹鋼材質(zhì)的優(yōu)異抗腐蝕性能,抗酸、堿、鹽腐蝕,可適應(yīng)油井的特殊要求,縫隙不會(huì)因腐蝕而逐漸變大。5、多層結(jié)構(gòu)焊接一體,可使濾孔穩(wěn)定,抗變形能力極強(qiáng)。外保護(hù)套也可螺旋焊接。.3編程語言的簡(jiǎn)介3.1C語言的概述C語言是CombinedLanguage〔組合語言的中英混合簡(jiǎn)稱。是一種計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)語言。它既具有高級(jí)語言的特點(diǎn),又具有匯編語言的特點(diǎn)。它可以作為工作系統(tǒng)設(shè)計(jì)語言,編寫系統(tǒng)應(yīng)用程序,也可以作為應(yīng)用程序設(shè)計(jì)語言,編寫不依賴計(jì)算機(jī)硬件的應(yīng)用程序。因此,它的應(yīng)用圍廣泛,不僅僅是在軟件開發(fā)上,而且各類科研都需要用到C語言,具體應(yīng)用比如單片機(jī)以及嵌入式系統(tǒng)開發(fā)。3.2C語言的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：1.簡(jiǎn)潔緊湊、靈活方便C語言一共只有32個(gè)關(guān)鍵字,9種控制語句,程序書寫形式自由,主要用小寫字母表示。它把高級(jí)語言的基本結(jié)構(gòu)和語句與低級(jí)語言的實(shí)用性結(jié)合起來。C語言可以像匯編語言一樣對(duì)位、字節(jié)和地址進(jìn)行操作,而這三者是計(jì)算機(jī)最基本的工作單元。2.運(yùn)算符豐富3.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)豐富4.C是結(jié)構(gòu)式語言5.C語法限制不太嚴(yán)格,程序設(shè)計(jì)自由度大。6.C語言允許直接訪問物理地址,可以直接對(duì)硬件進(jìn)行操作7.生成目標(biāo)代碼質(zhì)量高,程序執(zhí)行效率高一般只比匯編程序生成的目標(biāo)代碼效率低10へ20%。8.C語言適用圍大,可移植性好缺點(diǎn)1.C語言的缺點(diǎn)主要表現(xiàn)在數(shù)據(jù)的封裝性上,這一點(diǎn)使得C在數(shù)據(jù)的安全性上有很大缺陷。2.C語言的語法限制不太嚴(yán)格,對(duì)變量的類型約束不嚴(yán)格,影響程序的安全性,對(duì)數(shù)組下標(biāo)越界不作檢查等。從應(yīng)用的角度,C語言比其他高級(jí)語言較難掌握。3.3C語言的容C語言的結(jié)構(gòu)主要有三種基本結(jié)構(gòu)：1：順序結(jié)構(gòu)是指每個(gè)程序都是按照語句的書寫順序執(zhí)行的,這是一種最簡(jiǎn)單的基本結(jié)構(gòu)。2：選擇結(jié)構(gòu)是指通過對(duì)特定條件的判斷,選擇一個(gè)分支來執(zhí)行如圖3-3-1所示當(dāng)條件s為真時(shí),執(zhí)行A操作；當(dāng)條件S為假時(shí),執(zhí)行B操作。無論何種情形,A,B兩個(gè)操作不能同時(shí)執(zhí)行。入口S入口SAB真假出口SA入口假真出口圖3-3-2while循環(huán)結(jié)構(gòu)圖3-3-1判斷結(jié)構(gòu)3循環(huán)結(jié)構(gòu)循環(huán)結(jié)構(gòu)是指在給定的條件下,重復(fù)執(zhí)行某段程序,直到條件不滿足時(shí)為止。循環(huán)結(jié)構(gòu)又分為如下的兩種形式?！? while型循環(huán)結(jié)構(gòu)：這種結(jié)構(gòu)的執(zhí)行過程是先判斷條件,當(dāng)條件為真時(shí),重復(fù)執(zhí)行某段程序,直到條件為假的時(shí)為止。圖3-3-2所示由于是線判斷條件,所以,當(dāng)一開始條件為假時(shí)A操作將一次也不被執(zhí)行?！?do-while型循環(huán)結(jié)構(gòu)：這種循環(huán)結(jié)構(gòu)的執(zhí)行過程是先執(zhí)行某段程序,直到條件為假為止。如圖3-3-3所示。由于先執(zhí)行A操作,然后在判斷條件S,所以,無論一開始條件S是否為真,A操作都至少被執(zhí)行一次。由上述基本結(jié)構(gòu)構(gòu)成的程序被稱為結(jié)構(gòu)化的程序,一個(gè)結(jié)構(gòu)化的程序具有可讀性好,可靠性好,易于維護(hù)和易于移植等優(yōu)點(diǎn)。C語言為程序設(shè)計(jì)者提供了非常完整的適合于結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)的語句和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),這些語句和結(jié)構(gòu)化的程序設(shè)計(jì)提供了極為方便的條件。AAB出口假入口圖3-3-3.4CCD動(dòng)態(tài)線徑測(cè)量硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)4.1芯片介紹根據(jù)自己手里的編程器的型號(hào)采用AT89C52AT89C52是一個(gè)低功耗,高性能CMOS8位單片機(jī),片含8kBytesISP<In-systemprogrammable>的可反復(fù)擦寫1000次的Flash只讀程序存儲(chǔ)器,器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)制造,兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS-51指令系統(tǒng)及80C51引腳結(jié)構(gòu),芯片集成了通用8位中央處理器和ISPFlash存儲(chǔ)單元,功能強(qiáng)大的微型計(jì)算機(jī)的AT89C52可為許多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高性價(jià)比的解決方案。AT89C52具有如下特點(diǎn)：40個(gè)引腳,8kBytesFlash片程序存儲(chǔ)器,256bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器〔RAM,32個(gè)外部雙向輸入/輸出〔I/O口,5個(gè)中斷優(yōu)先級(jí)2層中斷嵌套中斷,2個(gè)16位可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器,2個(gè)全雙工串行通信口,看門狗〔WDT電路,片時(shí)鐘振蕩器,

主要功能特性：

1.兼容MCS-51指令系統(tǒng)

2.8k可反復(fù)擦寫<>1000次ISPFlashROM3.32個(gè)雙向I/O口

4.4.5-5.5V工作電壓

5.3個(gè)16位可編程定時(shí)/計(jì)數(shù)器6.時(shí)鐘頻率0-33MHz

7.全雙工UART串行中斷口線8.256x8bit部RAM

9.2個(gè)外部中斷源

10.低功耗空閑和省電模式

11.中斷喚醒省電模式

12.3級(jí)加密位

13.看門狗〔WDT電路

14.軟件設(shè)置空閑和省電功能

15.靈活的ISP字節(jié)和分頁編程164.2使用到的電子元件的簡(jiǎn)介A電阻:標(biāo)準(zhǔn)電阻一般用于對(duì)其他電阻,或帶電阻器件的衡量,作為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)阻值的參照或比較。要具有高精密,低溫度系數(shù)的特點(diǎn)。標(biāo)準(zhǔn)電阻的特征：標(biāo)準(zhǔn)電阻一般用于對(duì)其他電阻,或帶電阻器件的衡量,作為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)阻值的參照或比較。主要具有高精密,低溫度系數(shù)的特點(diǎn)。標(biāo)準(zhǔn)電阻的生產(chǎn)制造：制造標(biāo)準(zhǔn)電阻需要高精密的儀器,設(shè)備。電阻的單位是歐姆,用符號(hào)"Ω"表示。B電容:電容〔或稱電容量是表征電容器容納電荷本領(lǐng)的物理量。我們把電容器的兩極板間的電勢(shì)差增加1伏所需的電量,叫做電容器的電容。電容的符號(hào)是C。C=εS/d=εS/4πkd<真空>=Q/U.在國際單位制里,電容的單位是法拉,簡(jiǎn)稱法,符號(hào)是F,常用的電容單位有毫法<mF>、微法<μF>、納法<nF>和皮法<pF><皮法又稱微微法>等,換算關(guān)系是：1法拉<F>=1000毫法<mF>＝1000000微法<μF>1微法<μF>=1000納法<nF>=1000000皮法<pF>C晶振晶體振蕩器,簡(jiǎn)稱晶振,其作用在于產(chǎn)生原始的時(shí)鐘頻率,這個(gè)頻率經(jīng)過頻率發(fā)生器的倍頻或分頻后就成了電腦中各種不同的總線頻率。有關(guān)晶體的正負(fù)極晶振分為有源晶振和無源晶振。無源晶振只有兩個(gè)引腳,沒有所謂的正負(fù)極。有源晶振需要接電源才能工作,一般有四個(gè)引腳,其中有兩個(gè)電源輸入引腳,有正負(fù)極之分D三極管三極管,全稱應(yīng)為半導(dǎo)體三極管,也稱雙極型晶體管,晶體三極管,是一種電流控制電流的半導(dǎo)體器件.其作用是把微弱信號(hào)放大成輻值較大的電信號(hào),也用作無觸點(diǎn)開關(guān)。插件三極管貼片三極管4.3使用到的CCD傳感器的簡(jiǎn)介本次設(shè)計(jì)采用TCD1304AP線陣CCD傳感器其參數(shù)如下：A：轉(zhuǎn)移效率和轉(zhuǎn)移損失率電荷轉(zhuǎn)移效率是表征CCD性能好壞的重要參數(shù)。一次轉(zhuǎn)移后達(dá)到下一個(gè)勢(shì)阱中的電荷與原來勢(shì)阱中的電荷之比較為轉(zhuǎn)移效率。如果在t=0時(shí),注入到某電極下的電荷為Q〔0；在時(shí)間t時(shí),大多數(shù)帶你和在電場(chǎng)作用下向下一個(gè)電極轉(zhuǎn)移,但總有一小部分電荷由于某種原因留在該電極下。若被留下來的電荷為Q〔t,則轉(zhuǎn)移效率為：?=1-Q<T>/Q<0>如果轉(zhuǎn)移損失率定義為：ξ=Q<T>/Q<0>則轉(zhuǎn)移效率與轉(zhuǎn)移損失率的關(guān)系為：?=1-ξ影響電荷轉(zhuǎn)移效率的主要因素是界面態(tài)對(duì)電荷的俘獲,為此常采用胖零工作模式即讓零信號(hào)也有一定的電荷。B：工作的頻率f：為了避免由于熱產(chǎn)生的少數(shù)載流子對(duì)注入信號(hào)的干擾,注入電荷從一個(gè)電極轉(zhuǎn)移到另一個(gè)電極所用的時(shí)間t必須小于少數(shù)載流子的平均壽命τ,即t<τ工作頻率升高時(shí),若電荷本身從一個(gè)電極轉(zhuǎn)移到另一個(gè)電極所需要的時(shí)間t大于驅(qū)動(dòng)脈沖使其轉(zhuǎn)移的時(shí)間的T/3,哪么,信號(hào)電荷跟不上驅(qū)動(dòng)脈沖的變化將會(huì)使轉(zhuǎn)移效率大大下降。為此要求,t<T/3即f<T/3TCD13404AP傳感器的額定值參數(shù)符號(hào)數(shù)值參數(shù)符號(hào)數(shù)值輸出單元的漏極電壓VOD/V-0.3—+8工作溫度TOPT/C-25-+60移位寄存器時(shí)鐘電壓V∮1,V∮2/V-0.3—+8存儲(chǔ)溫度TSTC/C-40-+70移位柵極信號(hào)電壓V∮TG/V-0.3—+8TCD1304AP電特性參數(shù)TA=+25C,VOD=5V,F∮1=1MHZ,數(shù)據(jù)速率=1MHZ,存儲(chǔ)時(shí)間=10ms,光源：3200K鹵燈+C500,輸出時(shí)鐘=5VPP.參數(shù)符號(hào)測(cè)試條件最小典型最大飽和電壓飽和曝光量相相應(yīng)不均勻性平均暗信號(hào)平均暗信號(hào)不均勻電源消耗輸出阻抗響應(yīng)性響應(yīng)峰值波長圖像延遲偏壓電平移位寄存器時(shí)鐘腳輸入電容總轉(zhuǎn)移效率動(dòng)態(tài)圍復(fù)位饋通噪聲BIT噪聲分辨率VSAT/VSE/LX.SPRNU/%ADS/MVDSNU/MVPW/MWZ0/KNRF<V/LX.S>IL/%VOS/VC∮,C∮2/PFC∮TG/PFTD/NSTTE/%DRMTF/%日光彩色熒光燈VOUT=500MV光屏蔽光屏蔽日光彩色熒光燈VOUT=1V數(shù)據(jù)速率=2MhzVOUT=1V光屏蔽光屏蔽調(diào)制轉(zhuǎn)移功能1.0-8632.59201.20.013+/-21.0+/-4300.59055073.03001001303758001065+/-88.0+8501117143.51500TCD1304AP工作原理TCD1304是一個(gè)MOS集成電路,有560個(gè)有效光電元素和64個(gè)被掩膜的,用于暗基準(zhǔn)電平的光電元素,此外還有兩個(gè)線陣1280位CCD電荷傳送寄存器,一個(gè)驅(qū)動(dòng)單元,一個(gè)采樣/保持電路及輸出信號(hào)處理電路。每一個(gè)光電元素的尺寸為200um*5um,其間均有2um寬的溝道分隔。整個(gè)器件密封在20腳雙列瓷封裝中。當(dāng)光投射到傳感器的光電元素上時(shí),使元素的電荷蓄積,蓄積的電荷量由光的強(qiáng)度和所照射的時(shí)間決定。對(duì)蓄積的電荷每隔一定的時(shí)間〔由時(shí)序電路控制進(jìn)行串行變換,從一根信號(hào)線以電壓〔或電流形式依次送出。由于傳感器中每個(gè)光電元素所占的寬度為已知〔200um,通過對(duì)信號(hào)線送出的電壓脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù),就能得到被測(cè)物體的尺寸〔光照區(qū)有電壓脈沖輸出,由物體被擋光而造成的陰影區(qū)無脈沖輸出。下圖為圖4-4-3CCD傳感器TCD1304的結(jié)構(gòu)框圖注明：SR傳感器復(fù)位S/H采樣/保持電路OB光學(xué)暗邏輯電路邏輯電路驅(qū)動(dòng)電路放大器放大器筘位電路筘位電路S/H2-+--OBS/CD模擬移位寄存器光電元素〔2560位+OB64位CCD模擬移位寄存器SR8VclCH圖4-4-3CCD傳感器TCD1304的結(jié)構(gòu)框圖TCD1304驅(qū)動(dòng)圖4-3-4為傳感器正常工作的定時(shí)圖。圖中∮M∮TG均由時(shí)序〔驅(qū)動(dòng)電路產(chǎn)生,∮M為頻率為1MHZ時(shí)鐘。從圖中可知,∮OB可用于有效光電元素計(jì)數(shù)前的復(fù)位；∮TG可用作單片機(jī)對(duì)計(jì)數(shù)值采樣的選通信號(hào)；∮M可用作計(jì)數(shù)脈沖。在2560個(gè)有效光電元素有光照的元素,其輸出為高電平,借助邏輯控制,使∮M脈沖輸至計(jì)數(shù)器進(jìn)行計(jì)數(shù)；而無光照的元素,其輸出為低電平,則禁止∮m進(jìn)行計(jì)數(shù)器。圖2-4為驅(qū)動(dòng)電路,它提供1MHZ∮M時(shí)鐘以及∮TG時(shí)鐘信號(hào),其他部分為TCD1304正常工作提供所需的電源或電平。圖4-3-4TCD1304傳感器引腳的功能介紹管腳結(jié)構(gòu)像元結(jié)構(gòu)其中VDD是CCD傳感器的供電引腳電壓為5V左右,OS是信號(hào)輸出引腳,VSS是傳感器的接地引腳,ICG復(fù)位引腳,∮M傳感器的時(shí)鐘頻率,SH為啟動(dòng)引腳圖4-3-5CCD的測(cè)量原理測(cè)量系統(tǒng)原理示意圖如圖4-3-6所示,該系統(tǒng)由平行光源,被測(cè)線材,CCD傳感器,控制電路及單片機(jī)組成。來自電光源A的光經(jīng)透鏡后產(chǎn)生一束平行光,照射在CCD傳感器上。當(dāng)該光束中置有被測(cè)線材時(shí),在CCD上產(chǎn)生與線材直徑相當(dāng)?shù)牡年幱?從而在CCD的輸出端產(chǎn)生如圖所示的波形。直徑愈大,波形中的缺口〔FG愈寬。實(shí)質(zhì)上FG的寬度體現(xiàn)料CCD中被擋光的光電元素的個(gè)數(shù)。經(jīng)單片機(jī),控制電路及接口測(cè)量FG的寬度〔即無光照光電元素的個(gè)數(shù),并由軟件乘以常數(shù)〔200um,就可得到該線材的直徑。本儀器有效測(cè)量圍是0-729.6mm,分辨率為200um。圖4-3-64.4測(cè)徑系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)圖4-4為本儀器電路的總體框圖。它由時(shí)序電路,CCD傳感器,控制電路〔比較器和邏輯電路,單片機(jī)〔程序儲(chǔ)存器和地址鎖存器為畫出,顯示電路等組成。圖數(shù)器AT89C52單片機(jī)T0T1P0口顯示動(dòng)AT89C52動(dòng)CCD邏輯出BA器通74LS004.5測(cè)徑系統(tǒng)的基本測(cè)量原理利用光學(xué)系統(tǒng)射出的平行光束射到被測(cè)量物體,經(jīng)成像透鏡將被測(cè)量物體成像在線陣CCD光敏面上,這時(shí)由于被測(cè)量工件的遮擋,CCD輸出低電平,從而形成一個(gè)脈沖寬度與被測(cè)量物體的直徑成正比的方波信號(hào)。對(duì)這個(gè)信號(hào)進(jìn)行二值化處理。然后輸入到單片機(jī)系統(tǒng)作為控制脈沖,再通過外加的標(biāo)準(zhǔn)脈沖對(duì)它計(jì)數(shù),把計(jì)數(shù)脈沖乘上系統(tǒng)的比例常數(shù),用數(shù)碼管顯示測(cè)量結(jié)果。測(cè)量時(shí),要使被測(cè)件軸線和測(cè)量系統(tǒng)的光軸垂直,否則測(cè)量結(jié)果就有誤差,測(cè)量如圖4-5所示。光學(xué)系統(tǒng)光學(xué)系統(tǒng)CCD二值化信號(hào)驅(qū)動(dòng)電路二值化處理單片機(jī)系統(tǒng)顯示結(jié)果鍵盤標(biāo)準(zhǔn)脈沖計(jì)數(shù)軟件處理被測(cè)量工件圖4-54.6光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)通過點(diǎn)光源經(jīng)過透鏡使其變成平行光束,將其照射到被測(cè)量的物件上,在CCD的光敏面就會(huì)產(chǎn)生陰影。CCD傳感器CCD傳感器點(diǎn)光源被測(cè)量物件透鏡圖4-64.7信號(hào)轉(zhuǎn)換電路4.7.1A/D轉(zhuǎn)換電路本次設(shè)計(jì)采用ADC0809模塊,當(dāng)A/D轉(zhuǎn)換器與微處理器連接時(shí)候,至少有兩個(gè)控制信號(hào),即開始轉(zhuǎn)換和轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào),微處理器發(fā)出開始轉(zhuǎn)換信號(hào)后,就命令A(yù)/D轉(zhuǎn)換器開始轉(zhuǎn)換,轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)是轉(zhuǎn)換器發(fā)給微處理器的信號(hào),通知CPU轉(zhuǎn)換結(jié)束。其中ADC0809輸出端是三態(tài)鎖存器可以直接和單片機(jī)直接接口。D0-D7是轉(zhuǎn)換后的二進(jìn)制輸出端,它們受輸出允許信號(hào)OE控制,OE=1才有輸出A,B,C是三個(gè)采樣地址輸入端,它們組合來選擇8個(gè)模擬通IN0_N7中的一個(gè)通路并進(jìn)行轉(zhuǎn)換。圖4-7程序編制：ORG2000HSETIT0SETEASETREX0MOVDPTR,#4100HMOVR0,#50HMOVA,R1MOVXDPTR,A中斷程序：CJNEA,#08AREP1SJMPREP2REP:MOVA,R1CJNEA#08HSJMPREP2REP1:MOVXDPTR,ASJMP$SJMPREPREP2:RET中斷服務(wù)程序：ORG0005HMOVXA,DPTRMOVR0,AINCR0INCR1RET1主程序ORG003HAJMPRDDATRDDAT:MOVXA,DPTRMOVR0,AINCR0INCR1REP:MOVA,R1MOVXDPTR,ACJNEA,#08H,RMP0MOVR1,#00HSJMPREPRMP0:RET1二值化電路在不要求圖像灰度的系統(tǒng)中,為了提高處理速度和減低成本盡可能采用二值化圖像處理方法,實(shí)際上許多檢測(cè)對(duì)象在本質(zhì)上也表現(xiàn)為二值化情況,如圖紙,文件的輸入,物體尺寸,位置檢測(cè)等。在輸入這些信息時(shí)采用二值化處理是恰當(dāng)?shù)?。二值化處理是把圖像和背景作為分離的二值對(duì)待。光學(xué)系統(tǒng)把被測(cè)對(duì)象成像在CCD光敏像元上,由于被測(cè)物與背景在光強(qiáng)的變化上反應(yīng)在CCD視頻信號(hào)中對(duì)應(yīng)的圖像尺寸邊界處會(huì)有明顯的電平變化,通過而政治化處理把CCD視頻信號(hào)中的圖像尺寸部分和背景部分分離成二值化電平,實(shí)現(xiàn)CCD視頻信號(hào)二值化的方法很多,一般采用硬件電路實(shí)現(xiàn),,主要的二值化電路有：固定閥值法,浮動(dòng)閥值法,微分法。本次設(shè)計(jì)采用的是固定閥值法下面就對(duì)固定閥值法進(jìn)行介紹：將CCD輸出的視頻信號(hào)送入電壓比較器的同向輸入端,比較器的反向輸入端上加上可調(diào)的電平就構(gòu)成了圖4-7-2固定閥值電路。當(dāng)CCD視頻信號(hào)的幅值稍稍大于閥值電壓時(shí),電壓比較器輸出的就是高電平；CCD視頻信號(hào)小于等于閥值電壓的時(shí),電壓比較器輸出的就是低電平,CCD視頻信號(hào)經(jīng)過電壓比較器后輸出的是二值化的方波信號(hào)。調(diào)節(jié)閥值電壓,方波脈沖的前后沿將發(fā)生移動(dòng),脈沖的寬度發(fā)生變化。當(dāng)CCD視頻信號(hào)輸出含有被測(cè)量物體直徑信息時(shí),可以通過適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)閥值獲得方波脈沖寬度與被測(cè)量物體直徑的精確的關(guān)系,這種方法常在CCD測(cè)量直徑儀中使用。原理示意圖4-7-2利用PRTEL做出來的模擬電路圖4-7-3二值化電路設(shè)計(jì)的時(shí)候注意事項(xiàng)：1：采用精密的紊流電源為照明系統(tǒng)的電源2：采用浮動(dòng)閥值對(duì)光強(qiáng)進(jìn)行二值化采樣閥值電路將消除光源發(fā)光強(qiáng)度不穩(wěn)定對(duì)二值化處理帶來的誤差,使系統(tǒng)的測(cè)量精度和穩(wěn)定性得到進(jìn)一步的提高。經(jīng)過試驗(yàn)對(duì)比最后選擇了二值化電路。4.8顯示顯示器驅(qū)動(dòng)器該裝置采用的是4-8示,須用動(dòng)態(tài)顯示才能達(dá)到要求,所以顯示器驅(qū)動(dòng)器選擇74IS138。因?yàn)樗尿?qū)動(dòng)能力強(qiáng),可以不外加電阻,簡(jiǎn)化了硬件結(jié)構(gòu)。真值表如下：圖4-8譯碼器為給動(dòng)態(tài)顯示提供位選又需要給鍵盤提供掃描線,而AT89C52只有4根掃描時(shí)序輸出線,所以需要一個(gè)譯碼器,而且譯碼器必須是低電平表示選通。因此,選用HD74IS48P.真值表如上數(shù)碼管的選擇由于譯碼器低電平表示選通,所以動(dòng)態(tài)顯示的位選也是低電平選通,為此選擇陰極數(shù)碼管。另外數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)電流是8mA,而74LS138的驅(qū)動(dòng)電流是120mA,因此不需加分流電阻進(jìn)行分流就可滿足要求。圖4-8-3顯示接口電路采用12引腳的共陰極數(shù)碼管顯示,其中圖中所示的D1,D2,D3為片選信號(hào)線的輸入端子,,A,B,C為選信號(hào)的輸入端子。圖4-8-4.5軟件設(shè)計(jì)5.1測(cè)量程序?yàn)榱藴p輕制作畢業(yè)設(shè)計(jì)的負(fù)擔(dān),本次設(shè)計(jì)中使用了簡(jiǎn)單的C語言程序。整個(gè)測(cè)量可分為三大部分,即數(shù)據(jù)輸入部分<包括對(duì)信號(hào)的采集及存儲(chǔ)>,AT89C52完成控制及顯示部分；數(shù)據(jù)處理部分<包括數(shù)字濾波、進(jìn)制轉(zhuǎn)換等>。測(cè)量軟件用C語言完成,包括主程序和子程序。其主程序流程如圖5-1所示。主程序主要完成：狀態(tài)判斷、程序流程控制、各個(gè)子程序模塊調(diào)動(dòng)等功能。測(cè)量時(shí),先設(shè)定初值,然后采集數(shù)據(jù),作數(shù)據(jù)處理,最后給出測(cè)量結(jié)果。CCD測(cè)量的程序的框圖開始開始初始化設(shè)定初值實(shí)測(cè)采集數(shù)據(jù)累加數(shù)據(jù)處理得脈沖數(shù)Ne乘以200um顯示L=KNe結(jié)束圖5-1根據(jù)上圖設(shè)計(jì)的CCD測(cè)量程序：如下所示#include<reg52.h>#include<intrins.h>#defineuintunsignedint#defineucharunsignedcharsbitd1=P1^0;sbitdula=P2^6;sbitwela=P2^7;sbitOS=P2^2;sbitSH=P3^0;sbitCG=P3^5;sbitfM=P3^6;longinttemp;ucharwan,qian,bai,shi,ge;ucharcodetable[]={0X40,0X79,0X24,0X30,0X19,0X12,0X02,0X78,0X00,0X10};ucharcodetablewela[]={0X01,0X03,0X07,0X0F,0X1F,0X3F,0X7F,0XFF};voiddisplay<ucharge,ucharshi,ucharbai,ucharqian,ucharwan>;voiddelay<uintz>;longintceliang<void>;voidinit<>{wela=0;dula=0;}voiddelay<uintz>{uintx,y;for<x=z;x>0;x-->for<y=110;y>0;y-->;}voidmain<>{longinttemp;while<1>{temp++;temp=celiang<>;//測(cè)量 temp=3649-temp;wan=temp/10000;qian=temp%10000/1000;bai=temp%10000%1000/100;shi=temp%10000%1000%100/10;ge=temp%10;display<ge,shi,bai,qian,wan>;}}voiddisplay<ucharge,ucharshi,ucharbai,ucharqian,ucharwan>{dula=1;P0=table[wan];dula=0;wela=1;P1=0x01;wela=0;delay<10>;dula=1;P0=table[qian];dula=0;wela=1;P1=0x02;wela=0;delay<10>;dula=1;P0=table[bai];dula=0;wela=1;P1=0x04;wela=0;delay<10>;dula=1;P0=table[shi];dula=0;wela=1;P1=0x08;wela=0;delay<10>;dula=1;P0=table[ge];dula=0;wela=1;P1=0x10;wela=0;delay<10>;}longintceliang<>{longinti;intj;i++;/*sbitOS=P2^2;sbitSH=P3^0;sbitCG=P3^5sbitfM=P3^6;;*/SH=0;CG=1;//這是圖像的初始狀態(tài)fM=~fM,_nop_<>;fM=~fM,_nop_<>;//幾個(gè)脈沖合適fM=~fM,_nop_<>;fM=~fM,_nop_<>;fM=~fM,_nop_<>;CG=0;fM=~fM,_nop_<>;//幾個(gè)脈沖合適fM=~fM,_nop_<>;fM=~fM,_nop_<>;fM=~fM,_nop_<>;fM=~fM,_nop_<>;fM=~fM,_nop_<>;//幾個(gè)脈沖合適fM=~fM,_nop_<>;fM=~fM,_nop_<>;fM=~fM,_nop_<>;fM=~fM,_nop_<>;SH=1;fM=~fM,_nop_<>;fM=~fM,_nop_<>;//幾個(gè)脈沖合適fM=~fM,_nop_<>;fM=~fM,_nop_<>;fM=~fM,_nop_<>;SH=0;fM=~fM,_nop_<>;fM=~fM,_nop_<>;//幾個(gè)脈沖合適fM=~fM,_nop_<>;fM=~fM,_nop_<>;fM=~fM,_nop_<>;SH=1;CG=1;//這是CG上升沿時(shí)刻的狀態(tài)i=0;j=0;while<OS==1>{//OS=1,是有光照的部分SH=~SH;fM=~fM,_nop_<>;fM=~fM,_nop_<>;//幾個(gè)脈沖合適fM=~fM,_nop_<>;fM=~fM,_nop_<>;fM=~fM,_nop_<>;if<j++>4000>break;//循環(huán)不限制次數(shù),可能會(huì)造成死循環(huán)}while<OS==0>{//OS=0,是無光照的部分SH=~SH;fM=~fM,_nop_<>;fM=~fM,_nop_<>;//幾個(gè)脈沖合適fM=~fM,_nop_<>;fM=~fM,_nop_<>;fM=~fM,_nop_<>;if<j++>4000>break;//循環(huán)不限制次數(shù),可能會(huì)造成死循環(huán)}while<OS==1>{//OS=1,是有光照的部分SH=~SH;i++;//統(tǒng)計(jì)有光照的像素?cái)?shù)目 fM=~fM,_nop_<>;fM=~fM,_nop_<>;//幾個(gè)脈沖合適fM=~fM,_nop_<>;fM=~fM,_nop_<>;fM=~fM,_nop_<>;if<j++>4000>break;//循環(huán)不限制次數(shù),可能會(huì)造成死循環(huán)}returni;}5.2影響儀器精度的因素及解決措施影響測(cè)量精度的因素及解決措施在這個(gè)裝置中影響測(cè)量精的因素有：1>所采用CCD的性能<包括光敏元數(shù)量,大小,距離,響應(yīng)度等>；2>成像物鏡的質(zhì)量；3>平行光源的準(zhǔn)直度和光源穩(wěn)定性；4>脈沖計(jì)數(shù)及標(biāo)定準(zhǔn)確度等。針對(duì)上述因素我們分別采取如下措施：<1>盡量選用高品質(zhì)的CCD芯片；<2>采用隨時(shí)標(biāo)定的方法消除成像物鏡質(zhì)量和平行光源的準(zhǔn)直偏離造成的誤差；<3>選用比CCD信號(hào)頻率高的計(jì)數(shù)頻率,以得到亞像素的測(cè)量精度<當(dāng)目標(biāo)陰影在CCD上的邊緣明顯時(shí),可提高數(shù)倍的精度>；<4>對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行數(shù)字均值濾波,減小偶然誤差的影響。使用簡(jiǎn)單,因此可在有毒有害的環(huán)境下使用。該裝置對(duì)一系列直徑做了試驗(yàn),其測(cè)量誤差均小于0.01ram。.6系統(tǒng)調(diào)試6.1調(diào)試程序?qū)ι厦娴木帉懙某绦蛴肒EIL進(jìn)行調(diào)試,并用PRTEL進(jìn)行模擬檢測(cè)編寫的程序是否正確,調(diào)試的結(jié)果如下：調(diào)試程序項(xiàng)目調(diào)試容調(diào)試結(jié)果調(diào)試顯示子程序首先在不加外部輸入信號(hào)的時(shí)候編寫數(shù)管顯示程序并是數(shù)碼管顯示正確正確〔附件1-1調(diào)試測(cè)量子程序從單片機(jī)產(chǎn)生脈沖后輸入到傳感器通過模擬軟件檢測(cè)是否正確正確〔附件1-2調(diào)試產(chǎn)生脈沖驅(qū)動(dòng)程序通過編寫程序是單片機(jī)產(chǎn)生脈沖并檢測(cè)是否正確正確〔1-3調(diào)試計(jì)算程序通過按鈕模擬輸入信號(hào)通過單片機(jī)進(jìn)行計(jì)算檢測(cè)計(jì)算程序是否正確正確〔1-46.2調(diào)試硬件電路第一步：將買回來的元器件進(jìn)行學(xué)習(xí),并了解每個(gè)元件的各個(gè)引腳的作用和功能,在通過用萬用表進(jìn)行檢測(cè)每個(gè)元件是否是好的。檢測(cè)結(jié)果附錄〔1-5第二步：根據(jù)設(shè)計(jì)好的電路圖焊接實(shí)物。最后將焊接好的電路通電檢驗(yàn),要是顯示全為8,則證明鎖連接電路是正確的。圖6-2為單片機(jī)未輸入程序時(shí)數(shù)碼管顯示〔手機(jī)拍攝第三步：焊接過程中出現(xiàn)的問題,首先在第一次焊接過程中由于焊接時(shí)候沒有注意將每個(gè)引腳的標(biāo)號(hào)注明導(dǎo)致焊接失敗,以至于重新焊接第二次。耗費(fèi)時(shí)間較長,第二次焊接的時(shí)候?qū)纹瑱C(jī)的供電電壓焊接錯(cuò)誤,最后通電的時(shí)候沒有檢查就通電,最后燒掉一塊單片機(jī)〔焊接的時(shí)候錯(cuò)接為了12V電壓本該為5V。最后導(dǎo)致我只有重新買來一塊單片機(jī)。做實(shí)物的時(shí)候的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)：首先在焊接的時(shí)候一定要確保焊接的節(jié)點(diǎn)沒有虛焊,最好是每焊接兩個(gè)點(diǎn)就用萬用表檢測(cè)一下兩個(gè)點(diǎn)之間是不是通的,它們之間有沒有電阻。在進(jìn)行下一個(gè)點(diǎn)的焊接。再次焊接的時(shí)候要將板子的布線整理清楚以免后面焊接的時(shí)候出現(xiàn)很多交叉線。例如這次設(shè)計(jì)中由于布線的時(shí)候沒有注意焊接的板子不夠美觀,有許多的交叉線。還有焊接的時(shí)候一定要確保每一根電線焊接正確,這次設(shè)計(jì)中焊接的時(shí)候由于思路不清楚焊接的時(shí)候出現(xiàn)許多問題。例如：焊接好以后有些點(diǎn)之間不通電,造成我檢查困難。最后焊接好以后一定要檢查每個(gè)元件的供電電壓是否正確。這次的設(shè)計(jì)中由于馬虎造成我的實(shí)物成本增加許多。6.3裝載程序后的調(diào)試硬件電路調(diào)試記錄：1：先通電觀察到數(shù)碼管有時(shí)候顯示,有時(shí)候不顯示。通過檢查后得到是由于我的數(shù)碼管的接線接錯(cuò)啦,共陰極數(shù)碼管和共陽極數(shù)碼管的位選線位置有差別。2：修改后的電路再次通電,數(shù)碼管全顯示8沒有變化。通過檢查和查閱資料得知是我的晶振太小頻率不夠〔原來采用的4M修改后采用12M使單片機(jī)沒有起振。4：當(dāng)我增大了晶振的頻率后數(shù)碼管還是不能正確顯示,檢查得知是由于我的晶振的電容加的太大。原來一般的起振電容大概就是20-30PF。5：經(jīng)過修改后的電路再次通電加載數(shù)碼管顯示程序的時(shí)候數(shù)碼管能正確的顯示,并且能計(jì)算外部開關(guān)的次數(shù)。但是在加載傳感器檢測(cè)程序的時(shí)候不能得出正確的結(jié)果,通過檢查測(cè)試得出是由于我的傳感器的輸入脈沖接錯(cuò)啦,導(dǎo)致我的傳感器不能正確輸出。6通過修改后的硬件電路再次加電還是不能正確顯示,通過測(cè)試和監(jiān)測(cè)是由于我的三極管回路的電阻加的太大,導(dǎo)致我的三級(jí)管不能正常通斷,導(dǎo)致三極管沒有輸出,從而導(dǎo)致單片機(jī)對(duì)傳感器的輸出檢測(cè)不到,而導(dǎo)致沒有正確的顯示,7：通過修改后的電路再次加電,我的數(shù)碼管還是不能正確的顯示。.結(jié)論通這次畢業(yè)設(shè)計(jì),使我對(duì)所學(xué)專業(yè)知識(shí)有了更加系統(tǒng)、全面的理解；也增強(qiáng)了我理論聯(lián)系實(shí)際、系統(tǒng)分析問題、獨(dú)立思考和獨(dú)立工作的能力。而且還學(xué)會(huì)了許多以前在學(xué)校的時(shí)候都沒有去學(xué)習(xí)過的軟件。并且都能熟練的運(yùn)用。對(duì)這一點(diǎn)我感覺很自豪,因?yàn)檫@是我第一次自學(xué)的東西。讓我自己的自學(xué)能力又增長了一些。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要成果是根據(jù)實(shí)際情況設(shè)計(jì)出一臺(tái)基本符合工程實(shí)際應(yīng)用的動(dòng)態(tài)線經(jīng)測(cè)量?jī)x器。分析并設(shè)計(jì)出符合實(shí)際測(cè)量要求的硬件和