基于单片机的光栅式定位系统设计

基于单片机的光栅式定位系统设计(任务书,开题报告,论文13000字)
摘要
本文主要研究应用于轨道交通的光栅式定位系统，设计出定位系统的实物模型。研究该系统在实际应用中的优势，分析并得出结论。
基于单片机的光栅式定位系统分为两个部分，数据采集部分和电路控制部分。数据采集部分由光栅、齿槽板、光电检测器和压力开关模块组成，利用单片机实现光栅式定位系统的控制部分。本文中数据采集部分使用集成光电检测的光栅式传感器，使用STC89C51芯片来设计定位系统的控制部分。可以满足控制电路的要求。
本文首先分析了光栅莫尔条纹形成的原理及其主要特点，在此基础上分析了光栅位移传感器输出信号模型，并阐述了电路控制部分的功能。
使用英国Lab Center Electronics公司出版的著名EDA工具软件Proteus建立电路仿真模型，接着使用美国Keil Software公司的单片机C语言软件开发系统Keil μVision4进行程序编程，进行联合调试，判断电路设计以及所编写程序正确性。
最后通过液晶显示观察定位系统的实现效果，对实现方案进行分析和总结。
关键词：光栅；莫尔条纹；单片机

Abstract
This paper studies used in rail transport grating positioning system, design mock-positioning system. Research on the system advantages in practical application, analyze and draw conclusions.
Microcontroller based grating positioning system is divided into two parts, the data acquisition part and the circuit control section. Data collection by the grating, alveolar plate, a photodetector and a pressure switch module, using SCM to achieve control section grating positioning system. Data acquisition section of this article using the integrated photo detector grating sensors using STC89C51 chip to design the control section positioning system. Meet the requirements of the control circuit.
This paper analyzes the principles and main characteristics of grating moire fringe formed on the basis of analysis of grating displacement sensor output signal model, and expounded the circuit control part of the function.
Use well-known EDA tools UK Lab Center Electronics published by Proteus circuit simulation model is established, and then use the US company's Keil Software MCU C language software development system Keil μVision4 be programming, joint debugging, circuit design, and determine the correctness of programming .
Finally, the liquid crystal display to achieve results observed positioning system, the realization of the program were analyzed and summarized.
Keywords：grating；moire；SCM
 

目录
摘要    I
Abstract    II
第1章绪论    1
1.1 研究背景及意义    1
1.2 光栅传感器简介    1
1.3 本文主要工作及文章结构    2
第2章光栅传感器的理论研究    3
2.1 光栅传感器的工作原理    3
2.2 莫尔条纹    3
2.2.1 莫尔条纹的形成    3
2.2.2 莫尔条纹放大作用    4
2.2.3 均化误差作用    5
2.3 莫尔条纹信号预处理    5
2.4 莫尔条纹细分和辨向    5
2.5 本章小结    7
第3章定位系统控制模块仿真电路设计    8
3.1 定位系统控制模块工作原理及结构    8
3.2 89C51简介与单片机最小系统设计    8
3.2.1 89C51单片机简介    8
3.2.2 单片机最小系统设计    10
3.3 压力传感器模块分析与设计    11
3.3.1 压力传感器模块工作原理    11
3.3.2 压力传感器模块仿真设计    12
3.4 LCD12864简介与电路设计    12
3.4.1 LCD12864简介    12
3.4.2 LCD12864液晶显示模块设计    13
3.5光栅传感器信号处理模块    14
3.6控制模块仿真电路    15
3.4 本章小结    16
第4章定位系统控制模块软件设计    17
4.1 软件设计原理    17
4.2中断子程序设计    17
4.3 位置检测子程序设计    18
4.4 液晶显示部分设计    20
4.4.1 状态信息显示子程序    21
4.4.2 距离显示子程序    21
4.5 本章小结    22
第5章定位系统控制模块实现    23
5.1 定位系统控制模块电路实现    23
5.2 定位系统控制模块功能调试    24
5.3 本章小结    25
第6章总结    26
参考文献    27
附录    28
致谢    45