基于TMS320F2812的電子萬能試驗機的研制.pdf

1、電子萬能試驗機是一種配備有全數(shù)字化測量控制系統(tǒng)的新型試驗機。它主要用于橡膠、塑料、紙張、皮革、金屬絲、金屬箔、織物、線繩、膠帶和粘結(jié)劑等材料的拉伸、剝離等力學性能試驗。適用于工礦企業(yè)的質(zhì)量檢測、大專院校的教學及科研單位的材料研究設(shè)備等。 國內(nèi)的電子萬能試驗機大多采用51系列單片機進行控制，其控制精度低，數(shù)據(jù)處理能力差；或者用計算機作為控制平臺，但是設(shè)備龐大，系統(tǒng)復雜；目前，國外的電子萬能試驗機占據(jù)了試驗機的高端市場，通常價格昂貴

2、。 本課題的目的就是要使用高性能的DSP（Digital Signal Processor）芯片TMS320F2812來設(shè)計一款性價比較高的電子萬能試驗機。 本論文負責設(shè)計電子萬能試驗機的測控系統(tǒng)。該系統(tǒng)的主要模塊有：模數(shù)轉(zhuǎn)換、數(shù)字量處理、PWM信號控制、鍵盤與顯示控制、時鐘和打印機等。 模數(shù)轉(zhuǎn)換實現(xiàn)三個方面的測量：力值測量、位移測量及電流測量。在電子萬能試驗機的測量中，最重要的任務(wù)是完成對力值的測量，而位移的測

3、量主要用于引伸計和小位移的精確測量，對電流的測量則是為了實現(xiàn)電機控制的電流內(nèi)環(huán)反饋。 數(shù)字量信號的處理，主要指編碼器測量位移時提供的脈沖信號的處理。編碼器接口使用了中斷控制方式。在中斷服務(wù)程序中，根據(jù)編碼器的相位可以進一步確定當前位移的方向。 脈寬調(diào)制（PWM）信號用于直流電機的調(diào)速控制，采用了電流內(nèi)環(huán)、速度外環(huán)的控制方案，使用了PID控制理論，得到了比較平穩(wěn)的速度控制效果。 鍵盤使用了通用數(shù)字I/O（GPIO）

4、口功能，采用反轉(zhuǎn)法提供了32個按鍵的編碼。 打印機與MCU通信采用了TMS320F2812的串行通信接口A（SCI—A），并且打印機自帶緩沖區(qū)，MCU只需要把打印數(shù)據(jù)寫入緩沖區(qū)即可繼續(xù)進行其它的工作，不用等待打印的完成，提高了試驗效率。 時間及日期管理由時鐘控制芯片DS1305提供，使用TMS320F2812的串行外圍接口（SPI）與DSP接口，使用靈活、方便。 試驗機通過TMS320F2812的串行通信接口B（