電子數(shù)顯卡尺無(wú)線通信系統(tǒng)的研制

　　2.2 系統(tǒng)方案的設(shè)計(jì)

　　本文提出的電子數(shù)顯卡尺通信系統(tǒng)專用模塊是采用無(wú)線傳輸技術(shù)^[7]，解決了現(xiàn)有的有線數(shù)據(jù)傳輸模塊的局限性，即只能靠單一的有線傳輸、單端點(diǎn)傳輸，由于計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)接口有限，會(huì)導(dǎo)致現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備布線復(fù)雜，通信系統(tǒng)傳輸距離短等弊端，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)困難。而本文研制的無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸模塊可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)端點(diǎn)共同傳輸，即點(diǎn)對(duì)多的傳輸，最終傳輸數(shù)據(jù)可通過(guò)接收端傳送到電腦上，并可利用電腦上位機(jī)軟件對(duì)采集數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，與傳統(tǒng)的數(shù)顯量具^[8]系統(tǒng)相比在性能上有了質(zhì)的提升。因此，這種基于無(wú)線技術(shù)的數(shù)顯量具方面具有較高的技術(shù)水平，本系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)框圖如圖3所示。

　　3 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)

　　本文提出的這種基于容柵位移傳感技術(shù)的電子數(shù)顯卡尺無(wú)線通信系統(tǒng)^[9]廣泛應(yīng)用于鐵路、精密機(jī)械、兵器、船舶等領(lǐng)域，是產(chǎn)品生產(chǎn)、安裝、維護(hù)和安全的質(zhì)量保證。該系統(tǒng)對(duì)容柵傳感器的相對(duì)位置感應(yīng)產(chǎn)生周期性數(shù)據(jù)位移信號(hào)，然后經(jīng)無(wú)線采集模塊數(shù)據(jù)發(fā)送出去，經(jīng)無(wú)線接收模塊傳遞給上位機(jī)。該系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)主要包括包括：卡尺傳感器電路模塊、微控制器電路模塊、無(wú)線發(fā)送模塊、無(wú)線接收模塊、電腦上位機(jī)。如上圖3所示。

　　3.1 卡尺傳感器電路模塊

　　數(shù)顯卡尺的傳感器電路模塊采用最新開(kāi)發(fā)的容柵智能傳感芯片，該容柵傳感芯片與微處理器芯片集成于一體，這樣便可對(duì)容柵位移傳感器^[10]產(chǎn)生的數(shù)據(jù)信號(hào)完成模數(shù)轉(zhuǎn)換功能，并將該模擬信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，通過(guò)修改微控制器程序?qū)崿F(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)位移量的處理。該數(shù)顯卡尺傳感器芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖如圖4所示。

　　從數(shù)顯卡尺傳感器芯片內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖可以看出，芯片內(nèi)部集成了模數(shù)轉(zhuǎn)換電路模塊、傳感器驅(qū)動(dòng)信號(hào)模塊、微處理器控制模塊和LCD顯示電路模塊共四個(gè)模塊。其中模數(shù)轉(zhuǎn)換放大電路模塊主要控制容柵位移傳感器數(shù)據(jù)輸出并將信號(hào)進(jìn)行放大處理，傳感器驅(qū)動(dòng)電路模塊^[11]產(chǎn)生位移傳感器信號(hào)提供八路模擬信號(hào)供給微控制器，其信號(hào)的輸出幅度為1.5V的方波;微控制器控制電路模塊主要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、邏輯分析，通過(guò)外部供給精準(zhǔn)的基準(zhǔn)信號(hào);LCD顯示電路部分借助微控制器模塊將數(shù)據(jù)信息顯示在液晶上。

　　3.2 微控制器控制電路模塊和LCD顯示模塊

　　數(shù)顯卡尺的微控制器控制電路模塊采用低價(jià)、低功耗的8位PIC單片機(jī)^[12]，該款單片機(jī)易于編程、易于操作，內(nèi)部自帶EEPROM和RAM，工作環(huán)境溫度可以達(dá)到0℃~70℃。微控制器將傳感器采集來(lái)的數(shù)據(jù)控制顯示到LCD液晶顯示模塊上，另外，微控制器控制電路模塊控制著按鍵電路，通過(guò)設(shè)定不同的按鍵實(shí)現(xiàn)不同的功能切換，具有公英制轉(zhuǎn)換、開(kāi)機(jī)/關(guān)機(jī)功能、清零功能，數(shù)顯卡尺無(wú)線發(fā)送實(shí)物圖如圖5所示。