光纤测振仪的设计

论文编号:CK019论文字数:24934,页数:63 ,有开题报告，任务书，外文翻译

摘 要

本毕业设计的内容是光纤测振仪的设计，是利用光纤传感器对振动的幅度值和频率值进行实时测量。光纤测振仪是一种单片机的应用系统，该系统包括光纤传感器、信号调理电路（包括放大电路、交直流转换电路、波形转换电路）和单片机系统（包括ADC0809模数转换电路、键盘电路、LED显示电路以及单片机的复位电路和时钟电路）。

该测振仪的放大电路将光纤传感器输出的微弱模拟信号放大；交直流转换电路将输出的交流信号转换为直流信号；波形转换电路将正弦波信号转换成方波信号以实现对频率的测量；由A/D转换电路将电压模拟信号转换为数字信号，由LED显示出来。

本毕业设计用汇编语言进行编程，实现光纤测振的功能,即对振动振幅和频率的实时测量并显示。

关键词：光纤测振仪 单片机 交直流转换 A/D转换器 LED显示

Abstract

In this graduate design thesis, the content is the design of optical fiber vibrograph. It uses optical fiber sensor to measure the amplitude and frequency of vibrograph real-time. The device is an application system of SCM(Single Chip Micyoco) . This system is composed by optical fiber sensor, signal conditioning circuits(including signal amplifier、alternating-to-direct current converter、waveform converter) and SCM system(including A/D(Analog-to-digital converter)ADC0809 keyboard circuit、LED display circuit and restoration and clock circuit).

In this vibrograph, amplifier enlarges the faint signal from sensor; alternating-to-direct current converter transforms the alternating signal to direct signal; waveform converter transforms sine signal to square signal in order to realize the measurement of frequency; A/D converter transforms analog signal to digital signal that will displayed by T-segment LED.

In this graduate design, the program is alone using assemble language to realize the measurement of amplitude and frequency of vibration, thus realizing the function of optical fiber vibrograph.

Key words：The optical fiber vibrograph SCM(Single Chip Micyoco)

Alternating-to-direct converter

A/D(Analog-to-digital converter) LED display

目 录

摘 要Ⅰ

AbstractⅡ

第1章 绪论1

1.1 课题背景1

1.2 光纤传感器的简介2

1.3 光纤传感器的发展及应用3

1.4 毕业设计任务及意义3

第2章 光纤测振的基本原理5

2.1 光纤传感器的结构与分类5

2.2 光纤测振的基本原理6

2.2.1 光纤测位移的基本原理6

2.2.2 光纤测振的基本原理7

2.2.3 光纤测振仪的特点8

2.3 光纤传感器安装位置的确定8

第3章 系统总体设计9

3.1 系统硬件设计方案10

3.2 系统软件设计方案10

3.3 可行性分析及性价比12

第4章 光纤测振仪的硬件系统设计13

4.1 概述13

4.2 传感器的选择13

4.3 信号调理电路的设计14

4.4 交直流转换电路的设计15

4.4.1 有效值检测电路AD536的作用15

4.4.2 AD536辅助电路的设计16

4.5 单片机及其外围电路的设计15

4.5.1 单片机的选择17

4.5.2 时钟电路的设计20

4.5.3 复位电路的设计21

4.6 数据采集电路的设计22

4.7 键盘电路的设计23

4.8 显示电路的设计24

4.9 报警电路的设计26

第5章 光纤测振仪的软件系统设计27

5.1 概述27

5.2 监控子程序的设计28

5.3 键盘扫描子程序的设计29

5.3.1 线路反转法原理29

5.3.2 键盘扫描子程序30

5.4 数据采集子程序的设计31

5.5 测频子程序的设计32

5.6 数据处理子程序的设计34

5.6.1 定点数除法34

5.6.2 二进制码到BCD码的转换34

5.7 显示子程序的设计36

5.8 报警子程序的设计36

第6章 系统调试与分析38

6.1 光纤测振仪软件系统调试38

6.2 光纤测振仪硬件系统调试39

6.3 光纤测振仪系统联调40

6.4 系统调试故障及原因分析41

结 论42

致 谢43

参考文献44

附录1 光纤测振仪硬件电路原理图45

附录2 光纤测振仪软件程序清单46

附录3 光纤测振仪元器件清单63