基于单片机的数字测角仪设计.doc

第页共NUMPAGES9页
编号

南京工程学院
大学生科技创新基金项目

立项申报书

项目名称：基于单片机的数字测角仪设计
负责人：孟俊杰
指导教师：胥保春
院系：先进制造技术工程中心
联系电话：[phone]
填表日期：2010年12月8日

共青团南京工程学院委员会印制

负责人姓名孟俊杰性别男班级D数加工081专业机械设计及其自动化联系电话[phone]指导教师姓名胥保春专业/研究方向仪器仪表及检测技术职称/职务讲师联系电话[phone]负责人近年来承接、组织、参与的学术科技活动情况（含科技项目、学术论文名称、完成时间、鉴定、发展以及获奖情况等）

项目组其他成员情况序号姓名班级院系项目分工签名项目组其他成员近年来承接、组织、参与的学术科技活动情况（含科技项目、学术论文名称、完成时间、鉴定、发展以及获奖情况等）

研究
项目名称基于单片机的数字测角仪设计研究方向测量技术申请经费10500
一、项目的研究意义、国内外研究现状、水平和发展趋势，研究预期达到的科学技术水平、社会和经济效益。角度测量是指利用仪器测量相对于水平面的倾斜角度。在土木建筑、地震监测、设备整平等方面都占据重要的地位。如在机床装配中，滑轨之间的水平测量，现在测量主要是用打表的方式，通过机械原理达到二个道轨间的水平一致。在工件装夹中，测量工件安装是否平稳，则需角度上面相关的测量，尤其在二次装配中保持装夹的一致性就更重要了，目前主要是依靠工人的经验。如果直接利用角度测量仪，可以很方便的显示前后的角度差距，对工人的专业要求降低，可以提高生产效率，保证产品质量。角度测量在建筑中应用也很多，包括绝对角度、相对角度、水平度等，工地上工人在测量水平度、垂直度时，还主要利用水泡和标准杆等方法，这样的方式显然和现代建筑是不符的。利用角度测量仪能够对这些楼宇参数量化，有助于建筑质量和安全提高。
因此研究一种适用的角度测量方法是必要的。目前量化的角度测量上主要是机械式测角仪或者是比较昂贵的三坐标测量仪。前者属于传统的检测方法，通过目测的方法，质检员长时间的测量，容易疲劳，导致人为误差。而且测量数据的方式和现代管理系统不相匹配。后者测量方法可以满足精度要求，但是在加工行业会造成成本增长，由于测量时需要将工件转移到三坐标测量装置上，生产效率会受到影响，反而可能会引入新的误差。
电子技术在工程测量中已经很普遍，相对于传统的测量方法，其在显示、精度、成本上占很大的优势。而且随着传感器技术和测量方法的发展，对于一些物理量的测量变得更方便。在数据管理上，也可以将数据测量出，通过通信的方式传送到上位机，有助于产品和加工过程中的数据统计分析。电子技术的应用能够和企业的自动化系统配合，作为整个企业自动化生产的一个子系统。本项目设计就是从电子应用出发，希望借助于将电子测量技术，将该方法应用到工程实际生产中，提供一种低成本、效率高、精度高的角度测量方法。
二、项目的研究内容、预计突破或解决哪些技术难题研究内容：
系统中的处理器负责采集、处理数据，同时显示结果。在设计过程中要涉及到处理器的硬件资源了解。首先是接口技术，一般的I/O、总线、控制线。通过地址总线和控制总线控制外围芯片的工作，处理器从数据总线输入转换后的数据。为了能够完成系统的工作，处理器的内部资源要合理的管理，在系统工作时能够保证数据的保存及相关的运算、及显示。基于处理器的语言也是研究内容之一，数据的传送、数据保存、芯片的工作、显示的内容等，都要依靠计算机语言。有效的组织和利用计算机语言也是项目的一个重要方面。
模数转换是系统能够得到角度信息的关键，处理器处理的对象都是数字量，传感器转换后的角度是模拟量，需要通过模数转换器才能够变成数字量。在系统选用模数转换器时，相应的转换精度、转换时间、工作的基准电压等都是要考虑到的。角度传感器在系统中是直接测量角度，在选择上有很多类型，系统设计中选择的类型需要考虑到实际的分辨率，环境温度等信息，而且重要的是其输出的电量，如果不在模数转换器的工作范围内，需要外接相应的转换电路，这是选择传感器时需要注意到的。由于项目主要是探讨电子测量在角度中的应用，对精度要求不是很高，只要选择性价比适中的就可以应用于系统中。显示数据是系统的重要内容之一，如何能够通过显示的方式，使得测量的信息直接明了，也是设计中需要考虑的因素，这里首选能够直接和处理器相接的显示，显示器的控制单元内容能够容易操作，减少系统软件店饿开发难度。输入装置是为了系统作必要的设置，操作人员能够简单的对系统进行必要的设置，因此按键设计和识别按键是系统软件设计中需要考虑到的。根据系统输入要求，可以选择矩阵式键盘或开关信号输入方式。这根据实际使用中的要求做相应的开发。
一般的系统都可以有电源模