基于STM32的光栅尺位移测量系统设计

基于STM32的光栅尺位移测量系统设计(论文12700字)
摘要：在工业测试计量领域，通常要对位移量进行精密测量。本文介绍一种基于光栅尺的位移测量系统，以STM32微控制器作为主控芯片。光栅尺提供相位差为90°的两相正弦信号，经过整形电路后连接至STM32的定时器通道。借助STM32定时计数器的正交编码模式，对4倍频的两路方波进行增减计数，最终测得位移量，通过TTL转USB模块传输至PC机，利用C#语言编写Windows Form上位机程序观测测量结果。
关键词：光栅尺；STM32；正交编码；Windows Form

Displacement Measuring System of Grating Ruler Based on STM32
Abstract: In the field of industrial measurement, the precise measurement of displacement is often required. The paper introduces an displacement measuring system of grating ruler, which is controlled by the Micro-Controller of STM32. The grating ruler offers two channels of 90°-phase-difference sine wave, which connect to STM32’s timer channels after a wave-shaping circuit. Taking advantage of STM23 timer’s orthogonal coding pattern, the system increases of decreases the counter according to the 4-multiplying-frequency square wave and finally gets the displacement value. Using the TTL-to-USB module, the system transfers the data to PC and the results can be shown on the Windows Form programmed by C# language.
Keywords: grating ruler; STM32; orthogonal coding; Windows Form
 

目 录
1绪论    5
1.1课题的研究背景及意义    5
1.2 论文的主要工作和章节安排    5
2 系统整体设计概述    6
2.1 系统设计思路    6
2.2 光栅尺的选型    7
2.3 定时器的正交编码模式    8
3 系统硬件及PCB设计    9
3.1 供电模块    9
3.2 TTL转USB模块    10
3.3 主控模块    11
3.4 程序烧录电路    13
3.5 存储器电路    14
3.6 蜂鸣器电路    15
3.7 整形电路    15
3.8 光栅尺接口电路    16
3.9 矩阵键盘电路    17
3.10 TFT液晶显示屏    18
4 系统软件设计    18
4.1 基于STM32单片机的软件编程    18
4.1.1 开发环境    18
4.1.2 主程序流程    19
4.2 基于C#的上位机软件编程    20
4.2.1 软件开发环境    20
4.2.2 软件开发流程    21
5 系统验证与效果分析    22
6 结束语    24
参考文献    25
致 谢    26