基于Stm32控制器的LVDT位移测量系统设计(终稿) - 用于合并

基于STM32的远程智能测控单元设计【摘要】很多工业场所都需要远程测量与控制装备，而远程测控器具有一定的共性技术要求。

文中设计了基于STM32的远程测控单元，并采用UC/OS_II 实时操作系统。

该系统通用性好，配置灵活，易于扩展，可存储大量数据，响应速度快，适应于特殊工业现场应用。

【关键词】远程测控；STM32；UC/OS_II1.引言在电力、给水、石油、化工等诸多工业应用场合，都需要对一些设备运行状态参数进行远程测量，并根据测量结果实施相应控制，这就需要远程测控器系统。

远程测控器是一种远端测控单元装置，与普通的测控单元相比，该单元应具有良好的通讯能力和更加强大的数据存储处理功能，从而更好地对现场信号、工业设备状态等进行监测和控制。

而新架构AMR-v7 cortex-m3的处理芯片，具有处理能力强大，片内外围设备丰富，易于移植操作系统等突出优势，基于此，本文设计了基于该架构芯片STM32的远程智能测控器单元[1]。

2.总体设计一般远程智能测控单元主要应用于复杂苛刻环境下的工业控制现场，系统的智能化、可靠性、稳定性要求都比普通测控单元要高。

因此设计时，选用的CPU 不仅本身性能要高，而且片内可扩展功能要尽可能多，才能有效简化设计，提高系统整体的稳定性和可靠性。

根据远程测控单元的功能需求，系统应该具有数据采集与转换、远程通信、控制信号输出等功能。

基于此，系统选用具有新架构AMR-v7 cortex-m3内核的STM32芯片作为CPU，设计了数字量输入、数字量输出、模拟量输入单元、PWM 输出、RS232/485通信、存储单元等功能模块，系统结构如图1所示：3.系统硬件设计3.1 CPU选型系统CPU选用意法半导体的STM32F103 VCT6，该MCU芯片基于ARM Cortex-M3内核设计。

Cortex-M3是一个32位的核，采用Tail-Chaining中断技术，对中断的处理是完全基于硬件的，不仅中断反应速度快，一个中断最多可减少12个时钟周期数。

《基于STM32单片机的高精度超声波测距系统的设计》篇一一、引言随着科技的不断发展，高精度测距技术广泛应用于机器人、智能家居、无人驾驶等领域。

本文旨在设计一个基于STM32单片机的高精度超声波测距系统，该系统通过超声波测距原理，实现对目标物体的精确测距。

二、系统设计要求1. 高精度：系统应具备高精度的测距能力，误差应控制在一定范围内。

2. 稳定性：系统应具有良好的稳定性，能够在不同环境下保持稳定的测距性能。

3. 实时性：系统应具备实时测距功能，能够快速响应并输出测距结果。

4. 易于集成：系统应易于与其他设备进行集成，方便实际应用。

三、硬件设计1. 主控制器：采用STM32单片机作为主控制器，负责整个系统的控制与数据处理。

2. 超声波传感器：选用高性能的超声波传感器，实现测距功能。

3. 电源模块：为系统提供稳定的电源，保证系统的正常工作。

4. 通信接口：根据实际需求，可扩展串口、I2C、SPI等通信接口，实现与其他设备的通信。

四、软件设计1. 驱动程序设计：编写超声波传感器的驱动程序，实现对传感器的控制与数据读取。

2. 数据处理程序：对读取的超声波数据进行处理，计算目标物体的距离。

3. 实时性处理：采用中断或定时器等方式，实现实时测距功能。

4. 通信程序设计：根据实际需求，编写与其他设备进行通信的程序。

五、系统实现1. 超声波传感器的工作原理是通过发送超声波并接收其反射回来的时间来计算距离。

系统通过STM32单片机的GPIO口控制超声波传感器的发送与接收。

2. 在软件设计中，通过编写驱动程序，实现对超声波传感器的控制与数据读取。

数据处理由STM32单片机进行计算，将读取的超声波数据进行处理，得到目标物体的距离。

3. 为了保证系统的实时性，采用中断或定时器等方式，实现实时测距功能。

当超声波传感器接收到反射回来的超声波时，中断或定时器触发，STM32单片机立即进行数据处理，并输出测距结果。

4. 根据实际需求，可扩展串口、I2C、SPI等通信接口，实现与其他设备的通信。

《基于STM32单片机的高精度超声波测距系统的设计》篇一一、引言随着科技的不断进步，测量技术在众多领域中的应用日益广泛。

高精度超声波测距系统，以其非接触式、测量速度快和成本低廉的优点，被广泛应用于智能机器人、车辆导航、无人机飞行控制等场景。

本文将详细介绍基于STM32单片机的高精度超声波测距系统的设计，包括系统架构、硬件设计、软件设计以及实验结果分析等方面。

二、系统架构本系统采用STM32单片机作为主控制器，通过超声波传感器进行测距。

系统主要由STM32单片机、超声波传感器、电源模块、信号处理模块等部分组成。

其中，STM32单片机负责控制超声波传感器的发射与接收，以及处理测距数据；超声波传感器负责将超声波信号发送出去并接收反射回来的信号；电源模块为系统提供稳定的电源；信号处理模块用于对接收到的信号进行滤波、放大等处理，以提高测距精度。

三、硬件设计1. STM32单片机：选用性能稳定、功能强大的STM32系列单片机作为主控制器，负责控制整个系统的运行。

2. 超声波传感器：选用高精度的超声波传感器，具有灵敏度高、测量范围广等优点。

通过单片机的GPIO口控制传感器的发射与接收。

3. 电源模块：为系统提供稳定的电源，包括电池或外接电源两种供电方式。

4. 信号处理模块：对接收到的超声波信号进行滤波、放大等处理，以提高测距精度。

四、软件设计1. 初始化：对STM32单片机进行初始化设置，包括GPIO口、时钟等。

2. 控制超声波传感器：通过GPIO口控制超声波传感器的发射与接收，发送一定频率的超声波信号并等待接收反射回来的信号。

3. 信号处理：对接收到的信号进行滤波、放大等处理，然后通过ADC（模数转换器）将信号转换为数字信号。

4. 距离计算：根据测量的时间差（即超声波信号往返的时间），结合声速，计算出物体与传感器之间的距离。

5. 显示与输出：将测量的距离通过LCD或LED等方式显示出来，同时可通过串口或蓝牙等方式将数据传输到其他设备。

课程设计报告题目：基于STM32的LVDT位移测量系统设计姓名：余樾班级：09011301学号：2013302132西北工业大学自动化学院基于STM32的LVDT位移测量系统设计任务书1．设计目的与要求设计一个基于STM32控制器的LVDT数字测量系统设计，要求认真并准确地理解有关要求，按组完成系统设计，具体设计要求如下：（1）对流体传动管道中的压力进行，测温范围及精度：38mm，0.5%。

（2）LVDT信号的调制与解调，测量数据存储功能，掉电不丢失；（3）4位八段码实时数据显示；（4）通过RS232通信接口与上位机进行数据通信；（5）功能按键、指示灯和蜂鸣器报警。

2．设计内容（1）查阅资料，熟悉设计内容；（2）根据设计要求选择传感器，确定系统方案和主控芯片；（3）根据系统方案分别设计单元电路；确定元器件及元件参数；（4）画出电路原理图，正确使用逻辑关系。

3．编写设计报告写出设计的全过程，附上有关资料和图纸，并写出心得体会。

目录1. 引言 (1)2. 设计方案 (2)2.1. 任务分析 (2)2.2. 设计思路 (2)3. 详细设计 (3)3.1. 主控制器模块 (3)3.1.1. 微处理器电路 (3)3.1.2. 电源模块 (5)3.1.3. JTAG/SWD电路 (5)3.2. LVDT传感器的测量原理与电路设计 (6)3.2.1. LVDT传感器的测量原理 (6)3.2.2. LVDT传感器电路的设计 (6)3.3. 显示模块 (9)3.4. 串口通信模块 (10)3.5. 存储模块 (10)4. 总结与体会（不宜过长） (11)附录1 MAX7219 (14)附录2 I2C总线 (16)基于STM32的LVDT位移测量系统设计摘要: LVDT可以用来测量物体的伸长度、震动频率、振幅、物体厚薄程度和膨胀度等精确数据。

具体还可以用在机床工具和液压缸的定位，以及辊缝和阀门的控制等。

LVDT还有无摩擦测量、无限的机械寿命、坚固耐用、环境适用性等优点，这使它应用范围也非常广泛。

超声波测距采用反射原理对障碍物的距离进行检测。

测距时，超声波发射器和接收器必须正对被测物体，由发射器发出超声波并开始计时，超声波经空气传播到达障碍物后被反射回来，接收器收到反射脉冲后停止计时，根据超声波的传播速度和计时时间就可计算出与障碍物之间的距离[1]。

本文中设计的超声波测距系统采用ST 公司的STM32F407ZGT6芯片作为主运算控制器，通过串口与PC 机上设计的LabVIEW 人机交互系统进行通信，PC 机向STM32发送启停控制命令后，STM32对HC-SR04超声波测距模块执行相应的启停操作，并将检测的距离回传给PC 机进行显示。

1系统总体方案设计如图1所示，超声波测距系统主要由STM32F407ZGT6主控系统、HC-SR04超声波模块和LabVIEW 人机交互系统三部分组成。

其中，STM32F407ZGT6主控系统是核心，当接收到LabVIEW 人机交互系统通过串口发送的启动命令时，其PA1口向HC-SR04超声波模块发送一个宽度为20us 的高电平触发测距，触发后超声波模块自动发送8个40kHz 脉冲用于检测障碍物的距离，同时向STM32返回一个持续时间与检测距离成正比的高电平，STM32使用定时器5的通道1捕获到此高电平后将其转换成距离，最终通过串口上传给LabVIEW 人机交互系统进行显示。

基于STM32和LabVIEW 的超声波测距系统设计【摘要】文章介绍了一种基于STM32的超声波测距系统。

该系统利用STM32F407ZGT6作为主控板，利用HC-RS04超声波模块感测障碍物的距离，并将感测的距离数据通过串口发送到PC 机端进行显示，实现对障碍物距离实时、高效的监测。

同时，也可通过PC 机端设计的LabVIEW 人机交互界面给STM32F407ZGT6控制板发送命令，控制整个测距系统的启动和停止，实现对系统的远程操作。

经测试发现，系统结构简单，操作方便，工作稳定，可靠性高，符合预期要求。

《基于STM32单片机的高精度超声波测距系统的设计》篇一一、引言随着科技的不断发展，测距技术在许多领域得到了广泛的应用。

为了满足高精度、高效率的测距需求，本文设计了一种基于STM32单片机的高精度超声波测距系统。

该系统利用超声波的传播特性，结合STM32单片机的强大处理能力，实现了高精度的测距功能。

二、系统设计概述本系统主要由超声波发射模块、接收模块、STM32单片机以及相关电路组成。

其中，STM32单片机作为核心处理器，负责控制超声波的发射与接收，并对接收到的数据进行处理和显示。

三、硬件设计1. 超声波发射模块：本系统采用超声波传感器作为发射模块，其工作原理是通过产生高频脉冲信号来驱动超声波发射。

通过选择合适的传感器，可确保测距的准确性和稳定性。

2. 超声波接收模块：接收模块同样采用超声波传感器，用于接收反射回来的超声波信号。

传感器将接收到的信号转换为电信号，供STM32单片机处理。

3. STM32单片机：STM32单片机作为系统的核心处理器，负责控制超声波的发射与接收，并对接收到的数据进行处理和显示。

STM32单片机具有高性能、低功耗的特点，可满足系统的实时性要求。

4. 相关电路：包括电源电路、信号处理电路等，用于为系统提供稳定的电源和信号处理能力。

四、软件设计软件设计主要包括STM32单片机的程序设计。

程序采用模块化设计，包括主程序、超声波发射程序、超声波接收程序、数据处理与显示程序等。

主程序负责控制整个系统的运行流程，发射程序和接收程序分别控制超声波的发射和接收过程，数据处理与显示程序负责对接收到的数据进行处理和显示。

五、系统实现1. 超声波发射与接收：STM32单片机通过控制超声波发射模块产生高频脉冲信号，驱动超声波发射。

当超声波遇到障碍物时，部分能量会反射回来，被超声波接收模块接收。

2. 数据处理：STM32单片机接收到反射回来的超声波信号后，通过相关算法处理，计算出障碍物与系统之间的距离。

基于STM32的微位移检测系统设计王选择;侯浩;翟中生;杨练根;刘文超【摘要】研制了一种基于STM32的微位移检测系统设计方案.通过抑制直流漂移的电路处理模块得到直流稳定的两路光电信号.根据两路光电信号的相位特点,采用STM32同步采样两路光电信号,并利用椭圆拟合、最小二乘法、相位解包裹法对采集的数据进行处理运算,计算出微位移.现场测试结果表明:该系统满足微位移测量要求.【期刊名称】《传感器与微系统》【年(卷),期】2016(035)007【总页数】4页(P83-86)【关键词】干涉;微位移;直流漂移;STM32;椭圆拟合;最小二乘法;相位解包裹法【作者】王选择;侯浩;翟中生;杨练根;刘文超【作者单位】湖北工业大学机械工程学院,湖北武汉430068;湖北省现代制造质量工程重点实验室,湖北武汉430068;湖北工业大学机械工程学院,湖北武汉430068;湖北工业大学机械工程学院,湖北武汉430068;湖北省现代制造质量工程重点实验室,湖北武汉430068;湖北工业大学机械工程学院,湖北武汉430068;湖北省现代制造质量工程重点实验室,湖北武汉430068;湖北工业大学机械工程学院,湖北武汉430068;湖北省现代制造质量工程重点实验室,湖北武汉430068【正文语种】中文【中图分类】TP216激光干涉法测量精度高，速度快，适合于微振动的测量[1]。

其信号处理方式一般为干涉条纹的计数细分辨向处理方法，但前提条件是保证干涉信号具有较小的直流漂移。

然而，在实际处理过程中，由于背景光强的影响，直接应用的光电转换干涉信号容易发生直流漂移，对测量结果影响很大。

因此，直流漂移的抑制对干涉的测量显得尤为重要。

四象限光电接收与差分处理[2]，是一种目前抑制直流漂移的常规方法。

它主要是通过光电信号的两两相减来消除直流漂移的影响。

这种方法能够很好地消除背景光强的影响，但无法消除由于激光本身光斑不均匀或光强分布发生改变的条件引起的直流漂移。

基于STM32F103的机械位移测量系统的设计摘要位移测量系统是一种集机械、光学、电子和计算机等多种技术与一体的智能化仪器。

在先进制造技术与科学研究中有着极其广泛的应用，也是现代工业检测、质量控制和制造技术中不可或缺的测量设备。

在实际的工业控制测量领域，为了提高控制精度，准确地对控制对象进行检测是十分重要的。

传统的机械测量位移装置存在精度不高，体积庞大，操作复杂等缺点，已远远不能满足现在生产的需要，而数显千分尺能将位移量转换成与之对应的数字量输出，主要用于机械位置的检测，具有精度高，体积小，操作方便等优点。

本文介绍了一种机械位移测量系统，实现测量来自外部的不同位移值以及显示。

具体采用32位微处理器STM32F103RBT6作为主控制器，通过接收串口控制台发送的命令，对数显千分尺转化成的数字量进行实时读取和显示，进一步对机械位移量进行处理，将数据存储到EEPROM中，便于日后进行对比，最后通过指示灯判断是否超过正常位移。

论文首先提出位移测量系统的背景和意义；然后，介绍了系统的总体方案，分析了系统的优缺点；其次，介绍了系统的硬件和软件的设计，着重介绍各个硬件电路模块和软件架构；最后对结果进行分析、总结。

关键词：位移测量，数显千分尺，微处理器作者：史江云指导老师：吕建平Design of Mechanical Displacement MeasurementSystem Based on STM32AbstractDisplacement measurement system is intelligent instruments which combines mechanical, optical, electronic technology. It is widely used in advanced manufacturing technology, scientific research and modern industrial inspection, quality control and manufacturing technology. Traditional mechanical displacement measurement device has low accuracy, large volume, complex operation shortcomings, so cannot meet the needs of production now, but digital display micrometer can be used for testing the mechanical position, with high precision, small volume, convenient operation and so on.This paper introduces a kind of mechanical displacement measuring system. This system can realize the measurement of displacement and display the value. It uses STM32F103RBT6 ,a 32 bit microprocessor, by receiving the command which is send from serial console, reading and displaying digital content on the digital display micrometer in real time, storing the data into EEPROM, which is convenient for future comparison, finally judge whether the value previous is over the normal displacement through the LEDs.First ,this paper introduces the background and the significance of displacement measurement system; second ,introduces the overall scheme of the system, analyzes the advantages and disadvantages of the system; third, introduces the design of hardware and software of the system, introduces the hardware circuit and software structure; and last, make an analysis and summary to the paper.Keywords: displacement measuring digital display micrometer MCUWritten by：Shi JiangyunSupervised by：Lv Jianpin目录第一章绪论 (1)1.1引言 (1)1.2 课题主要内容 (2)1.2.1 研究目标 (2)1.2.2主要工作 (2)1.2.3 论文的结构安排 (3)1.3 本章小结 (3)第二章系统总体方案 (4)2.1 总体设计方案 (4)2.2设计难点 (5)2.3本章小结 (5)第三章系统硬件设计 (6)3.1 MCU控制电路的设计 (6)3.1.1 MCU的选取 (6)3.1.2 JTAG口的设计 (7)3.2 电源电路的设计 (8)3.2.1 线性电源的设计 (8)3.2.2 Boost升压电源的设计 (9)3.3电磁阀驱动和指示灯接口电路 (11)3.3.1 电磁阀驱动电路 (11)3.3.2 指示灯接口电路 (11)3.4 I2C总线介绍及接口设计 (13)3.4.1 I2C总线介绍 (13)3.4.2 EEPROM接口电路 (15)3.5 SPI总线介绍及接口设计 (18)3.5.1 SPI总线介绍 (18)3.5.2 数显千分尺与MCU的接口 (19)3.6 与上位机接口电路设计 (20)3.7 过流保护电路 (22)3.8 本章小结 (23)第四章系统软件设计 (24)4.1 软件整体架构 (24)4.2数显千分尺的驱动 (25)4.3 24C01的驱动 (28)4.4上位机软件设计 (30)4.1.1 LabWindows/CVI介绍 (30)4.1.2 上位机操作界面 (30)4.1.3 上位机功能设计 (30)4.5系统软件命令设计 (32)4.6配置信息存储设计 (35)4.7 过流保护软件设计 (36)4.8 本章小结 (37)第五章调试结果 (38)5.1 控制台测试结果 (38)5.2 上位机与下位机通信 (40)5.3 本章小结 (40)第六章总结与展望 (41)6.1 课题总结 (41)6.2 对未来工作的展望 (41)参考文献 (43)附录 (45)致谢 (46)基于STM32F103的机械位移测量系统的设计第一章绪论第一章绪论1.1引言在控制领域中，经常需要进行各种位移量的测量，这就需要一种位移测量系统。

基于STM32F103VCT6的微位移控制系统设计作者：陈宫王三胜张庆荣李月来源：《现代电子技术》2012年第03期摘要：为实现X-Y-Z三维工作台的精确定位，设计了一种基于STM32F103VCT6单片机和步进电机的三维微位移控制系统。

该系统可与上位机实现串口通信，接收上位机命令并把处理结果反馈给上位机；根据光栅传感嚣提供的位置反馈信息，系统可以通过对步进电机的方向、速度调节来实现精确定位；采用匀加速和匀减速方式对步进电机的速度进行调节.避免了因步进电机的突然加速和急停所带来的丢步和冲击现象。

控制系统的测量实验结果表明，步进电机运行平稳.噪音低定位精度高，控制系统性能稳定可靠。

关键词：STM32F103VCT6；串口通信；位移反馈；速度控制中图分类号：TN71034：TM383.6文献标识码：A交童编号：1004-373X(2012)03-0144-03微位移控制系统是一种集机械、光学、电子和计算机等多种技术于一体的智能化仪器。

在先进制造技术与科学研究中有着极其广泛的应用，也是现代工业检测、质量控制和制造技术中不可或缺的测量设备。

微位移控制系统一般由微定位机构、微位移检测装置和控制器组成。

控制器是微位移系统的指挥中心，它按照一定的控制算法控制微定位平台，使其按照一定的规律运动，来实现精确定位。

传统的三维微位移控制系统一般采用步进电机驱动滚珠丝杠来实现定位。

步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元件。

在非超载的情况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，即每施加一个脉冲信号，电机就转动一个步距角，因此脉冲数与电机转动的总步进角度是呈线性关系的。

另外.步进电机只有周期性的误差而无累积误差，使得在速度、位置等控制领域用步进电机控制变得非常简单。

步进电机开环控制系统主要优点是结构简单，在控制精度要求不高的场合应用较为广泛，但是在实际应用中，若步进电机升、降速控制不合理，会造成步进电机丢步或过冲；在开环控制系统中，由于步进电机丢步现象的存在，无法获知它是否精确地到达了预定位置，也就无法实现高精度的定位。

stm32控制的电压测量监控自动化专业目录1 绪论 (1)1.1 背景 (1)1.2 现状与发展 (2)1.3 论文主要工作 (2)2 系统方案的选择与论述 (3)2.1 A/D模数转换模块 (4)2.2 显示模块 (5)2.3 通信接口 (5)3 理论分析与计算 (5)3.1 逐次逼近型ADC的理论分析与计算 (5)3.2 IIC 总线的结构及工作原理 (7)4 系统硬件设计 (11)4.1 STM最小系统 (11)4.2 电源电路 (12)4.3 ADC接口电路图 (13)4.4 显示及串行输出电路 (13)4.5 EEPROM硬件电路 (14)5 系统软件设计 (15)5.1 单片机程序开发环境 (15)5.2 主程序设计 (16)5.3 电压测量子程序 (18)5.4 存储功能子程序 (18)6 系统测试 (19)6.1 电压测量功能的测试 (19)6.2 数据误差分析 (19)6.3 串口通信功能的测试 (19)7 总结与展望 (20)参考文献 (20)附录 (21)【摘要】本设计以ADC转换为基础，采用ARMCortex-M3内核STM32F103ZET6作为主控芯片来控制，通过串行通信来传送和接收信号，并定时将数据保存到E2PROM中的数字电压测量监控系统，现已广泛地应用于雷达、通信、测控、图像、仪表、医疗、音频等领域，显示出强大的生命力和广阔的应用前景。

【关键词】stm32单片机数字电压 ADC转换监控系统Stm32 Controlled Voltage Measurement Monitoring 【Abstract】 This design is based on the ADC conversion, the ARMCortex - M3 kernel STM32F103ZET6 as main control chip to control, through serial communication to send and receive signals, and time to save the data into the E2PROM chips was introduced digital voltage measurement monitoring system, has been widely used in radar, communication, measurement and control, image, instrumentation, medical, audio, and other fields, showing strong vitality and broad application prospects.【Keywords】Stm32 SCM Digital voltage ADC conversion Monitoring system1 绪论数字电压表（DVM）一直以来都是一种运用模数转换变换成为数字量，也就是说说将连续的模拟量大小经过转换处理后，形成不能连续但是为数值的量，在通过相应的技术将数值呈现出来。

基于STM32的光栅尺速度位移检测郑忠杰;陈德传【摘要】For the problem that the traditional grating scale signal proceeding method needs hardware logic circuit to quadruple frequency and differentiate direction , a method of velocity-position detection based on the timers'built-in quadruple frequency and differentiation direction functions of STM 32F103VE is proposed, u-sing 3 timers to realize the velocity detection , using 1 timer to realize the position detection .This scheme can make the velocity-position detection more reliable and more precise without increasing hardware costs , it has practical value .%该文针对光栅尺传统信号处理方法需经硬件逻辑电路4倍频和辨向的问题，提出一种基于嵌入式微处理器STM32F103VE内置4倍频和辨向功能的光栅尺信号处理与速度位移检测方法，实现了用3个定时器检测速度，用1个定时器检测位移。

该方案在不增加硬件成本的前提下，使得速度和位移检测更加可靠，精度更高，具有实用价值。

【期刊名称】《杭州电子科技大学学报》【年(卷),期】2013(000)005【总页数】4页(P183-186)【关键词】光栅尺;嵌入式微处理器;4倍频;辨向;速度位移【作者】郑忠杰;陈德传【作者单位】杭州电子科技大学自动化学院，浙江杭州310018;杭州电子科技大学自动化学院，浙江杭州310018【正文语种】中文【中图分类】TP290 引言在精密直线伺服控制场合，一般使用光栅尺作为速度、位移检测元件，它的测量精度高，可达几微米［1］。

基于LVDT的微小位置测量系统设计作者：郭敏李月贞来源：《现代电子技术》2010年第07期摘要:给出一种基于线性可调差动变压器(LVDT)的微小位移测量系统。

系统以DSP为核心处理器完成对差动变压器输出数据的采集,并对数据进行数字滤波处理和分析得到待测微小位移。

测试结果表明本设计的测量精度达到0.1 mm,满足测量铜钢复合钢板国标标准的要求。

系统适当修改便可应用于旋转式小型、线形、薄片形精密零件的非接触式无损位移测量。

关键词:线性可调差动变压器; 传感器; 数字信号处理器; 微小位移测量中图分类号:TP274 文献标识码:A文章编号:1004-373X(2010)07-0151-03Design of Micro-displacement Measurement System Based on LVDTGUO Min, LI Yue-zhen(South-Central University for Nationalities, Wuhan 430073, China)Abstract: A micro-displacement measurement system based on Linear Variable Differential Transformer (LVDT) is proposed, which takes DSP as a core processor, performs output data acquisition of the differential transformer, and processes data with digital filtering and analyses to get the micro-displacement.The measured results indicate that the measurement precision reaches 0.1 mm, which meets GB standard of copper-steel composite plates.The modified system is suitable for the non-contact non-destructive displacement measurement of rotary and small, linear, thin or precise parts.Keywords: linear variable differential transformer; sensor; digital signal processor; micro-displacement measurement微小位移测量系统广泛应用于化工、石油、制药、制盐等行业,以铜钢复合钢板为例物料厚度标准必须满足GB13238尺寸标准的规定[1]。

第一章绪论1.1概述1.1.1研究现状在地质勘探或是油田勘探的过程中，常会用到地震勘探。

爆炸震源是地震勘探中广泛采用的非人工震源。

虽然目前已发展了重锤、连续震动源、气动震源等一系列地面震源，但陆地地震勘探经常采用的重要震源仍为炸药。

炸药安放的过程中需要测量起爆电缆的长度，准确的测定线路的长度是勘探顺利进行的前提和保证。

但是由于炸药安放在地面下的竖井中，难以直接测量线缆的长度。

目前勘测中常使用的方法是利用电阻表测量电缆的电阻值，再通过换算得出导线的长度。

测量过程中需要人工对测量结果进行换算和记录，不仅增加了勘探的工作量，在换算和记录过程中还容易产生错误。

在地址勘测中，勘测地点往往都在野外，缺乏固定的标记物和指示。

尤其在密林和荒漠等环境中，必须借助仪器来定位。

目前最常用定位仪器通常都要使用到GPS。

GPS是Global Positioning System（全球定位系统）的缩写，是美国从本世纪70年代开始研制，历时20年，耗资200亿美元，于1994年全面建成，具有在海、陆、空进行全方位实时三维导航与定位能力的新一代卫星导航与定位系统。

该系统的建立从根本上解决了人类在陆地、海洋、航空、航天等各个方面的导航和定位问题, 具有很高的实用价值。

在电力系统通信和电力系统自动化等领域也有广泛的应用。

当初，设计GPS系统的主要目的是用于导航，收集情报等军事目的。

但是，后来的应用开发表明，GPS系统不仅能够达到上述目的，而且用GPS卫星发来的导航定位信号能够进行厘米级甚至毫米级精度的静态相对定位，米级至亚米级精度的动态定位，亚米级至厘米级精度的速度测量和毫微秒级精度的时间测量。

因此，GPS系统展现了极其广泛的用途。

用GPS信号可以进行海、空和陆地的导航，导弹的制导，大地测量和工程测量的精密定位，时间的传递和速度的测量等。

对于测绘领域，GPS卫星定位技术已经用于建立高精度的全国性的大地测量控制网，测定全球性的地球动态参数；用于建立陆地海洋大地测量基准，进行高精度的海岛陆地联测以及海洋测绘；用于监测地球板块运动状态和地壳形变；用于工程测量，成为建立城市与工程控制网的主要手段。

第32卷第5期2011年5月微　计　算　机　应　用M I CROCOMP UTER APP L I CATI O NSVol132No15M ay12011基于ST M32的裂缝位移监测系统3张晓飞　郝文杰　张　青　史彦新　孟宪玮　韩永温(中国地质调查局水文地质环境地质调查中心　河北　071051)摘要:介绍了一种基于ST M32微控制器并能够进行远程、实时监测的多通道裂缝位移监测系统。

系统包括采集节点和监测中心两部分,采集节点以ST M32微控制器为核心,采用线性位移传感器获取裂缝位移信息,经过多通道选择电路、信号调理电路后被ST M32微控制器采集、存储进本地U盘,并通过无线传输模块将采集到的数据发送到监控中心;通过采集软件接收采集节点发送的数据,并存储进本地硬盘中。

最后通过室内模拟实验和野外应用试验,验证了研制的多通道裂缝位移监测系统工作稳定、可以应用于野外裂缝的实际监测中。

关键词:数据采集　ST M32微控制器　无线传输Crack D ispl acem en t M on itor i n g Syste m Ba sed on ST M32ZHANG Xiaofei,HAO W enjie,Z HANG Q ing,SH I Yanxin,MENG Xianwei,HAN Yong wen(Centre for Hydr ogeol ogy and Envir on mental Geol ogy,CGS,Baoding,Hebei071051,China)Abstract:A multi-channel crack dis p lace ment monit oring syste m based on ST M32is p r oposed in this paper,and the syste m can a2 chieve the ai m of re mote,real-ti m e monit oring for crack dis p lacement1The syste m includes t w o parts:the acquisiti on node is using ST M32m icr o-contr oller as its core,uses the linear positi on sens ors t o get the crack dis p lace ment,and then the dis p lace ment signal passes t o the multi-channel choose circuit and the signal p r ocessing circuit,finally ST M32m icr o-contr oller collects the signal and st ores it int o l ocal U disk,and als o trans m its the data t o the monit oring center thr ough the wireless trans m issi on module at the same ti m e1The monit oring center receives the data which come fr om the acquisiti on node thr ough the acquisiti on s oft w are and then st ores the data int o l ocal hard disk1A t last,this paper p resents a si m ulati on experi m ent and field app licati on experi m ent,and the result indicates that the instru ment can stable work and can be app lied t o the actual monit oring of field cracks1Keywords:data acquisiti on,ST M32m icr o-contr oller,wireless trans m issi on中国是地质灾害最为严重的国家之一,滑坡、崩塌、泥石流在汛期频繁发生,造成巨大的人员和经济损失。

基于STM32的裂缝位移监测系统张晓飞;郝文杰;张青;史彦新;孟宪玮;韩永温【期刊名称】《网络新媒体技术》【年(卷),期】2011(032)005【摘要】介绍了一种基于STM32微控制器并能够进行远程、实时监测的多通道裂缝位移监测系统.系统包括采集节点和监测中心两部分,采集节点以STM32微控制器为核心,采用线性位移传感器获取裂缝位移信息,经过多通道选择电路、信号调理电路后被STM32微控制器采集、存储进本地U盘,并通过无线传输模块将采集到的数据发送到监控中心;通过采集软件接收采集节点发送的数据,并存储进本地硬盘中.最后通过室内模拟实验和野外应用试验,验证了研制的多通道裂缝位移监测系统工作稳定、可以应用于野外裂缝的实际监测中.【总页数】8页(P52-59)【作者】张晓飞;郝文杰;张青;史彦新;孟宪玮;韩永温【作者单位】中国地质调查局水文地质环境地质调查中心,河北,071051;中国地质调查局水文地质环境地质调查中心,河北,071051;中国地质调查局水文地质环境地质调查中心,河北,071051;中国地质调查局水文地质环境地质调查中心,河北,071051;中国地质调查局水文地质环境地质调查中心,河北,071051;中国地质调查局水文地质环境地质调查中心,河北,071051【正文语种】中文【相关文献】1.宝日希勒露天矿边坡裂缝位移自动监测系统 [J], 钟志波;张东风;田志伟2.混凝土断裂韧度及临界裂缝尖端张开位移--基于虚拟裂缝模型的分析 [J], 吴智敏;徐世烺;王金来3.一种基于光电位移传感器\r位移实时监测系统 [J], 杨帆4.基于STM32的高精度位移自动测试仪研发 [J], 王玉珍;贺小军;张磊5.基于STM32的全方位移动平台控制系统设计 [J], 肖进;赵锦芝;王伟;朱春义因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

目录第一章总体方案设计 (3)1.1设计目的 (4)1.2总体方案设计 (4)第二章硬件电路设计 (5)2.1传感器的选择 (5)2.2差动变压器传感器安装 (6)2.3放大电路的设计 (7)2.4采集电路的设计 (7)2.5输入通道设计 (8)2.6显示电路的设计 (9)第三章软件的设计 (10)3.1数据处理子程序的设计 (10)3.2数据采集子程序的设计 (10)3.3数据显示子程序的设计 (11)3.4地址空间的分配的设计 (11)第四章设计总结 (12)参考文献 (13)附总电路图 (13)附总程序 (13)随着时代科技的迅猛发展，微电子学和计算机等现代电子技术的成就给传统的电子测量与仪器带来了巨大的冲击和革命性的影响。

常规的测试仪器仪表和控制装置被更先进的智能仪器所取代，使得传统的电子测量仪器在远离、功能、精度及自动化水平定方面发生了巨大变化，并相应的出现了各种各样的智能仪器控制系统，使得科学实验和应用工程的自动化程度得以显著提高。

本文设计的电子秤以单片机为主要部件，用汇编语言进行软件设计，硬件则以差动变压器式(LVDT)位移传感器为主,测量0～10mm。

传感器输出的电量是模拟量，数值比较小达不到A/D转换接收的电压范围。

所以送A/D转换之前要对其进行前端放大、整形滤波等处理。

然后，A/D转换的结果才能送单片机进行数据处理并显示。

第一章总体方案设计1.1设计目的差动变压器式(LVDT)位移传感器广泛应用于工业现场和测试领域，如过程检测和自动控制、形变测量等，适用于油污、光照等恶劣环境。

这种传感器可靠而耐用，但选用它监控机械位移量，还需设计与传感器配套的测量装置研制开发的位移测量装置适用于工业现场和多种测试领域。

按照使用的要求，系统可实现:有效量程10mm，精度0.0lmm; LED同时显示1-4路测量值;零点值重置等功能。

通过本次课程设计，达到以下三点：（1）.通过本次课程设计加深对差动变压器电感传感器在工程实践中的应用的了解；（2）.掌握用这种传感器组成位移测量系统的原理和方法；（3）.进一步掌握这种传感器的性能特点和工程应用。

授课学期2014 学年至2015 学年第一学期学院电子工程学院专业电子信息工程罗春华何振华李智灵吴诗凤凌琼娜任课教师秦兴盛成绩阅读教师签名日期广西师范大学学工部（处）制基于stm32的低频相位测量仪设计摘要：本设计提出了一种基于stm32f103rbt6单片机开发的低频数字相位测量仪的方案。

主要包括相位测量模块、单片机最小系统、显示模块的设计。

可以对低频率范围的信号进行相位等参数的精确测量，测相绝对误差不大于4°。

相位测量模块采用对输入的两路信号（同频率、不同相位）通过比较器整形、鉴相器异或之后得到的相位差，输入到单片机的中断口进行数据采集处理；采用LCD1602显示被测信号的相位差。

硬件结构简单，软件采用汇编语言实现，程序简单可读写性强、效率高。

与传统的电路系统相比，其有处理速度快、稳定性高、性价比高的优点。

关键词相位差单片机低频误差THE DESIGN OF LOW-FREQUENCYPHASE-MEASURING INSTRUMENTHARDWARE CIRCUITABSTRACTThe design of this low-frequency digital phase measurement program based on stm32f103rbt6.It include phase measurement modules, the smallest single-chip systems, display module, power module design. It can make precision measurement of low-frequency range phase of the signal parameters, measurement of absolute error no greater than 1.Phase measurement modules use two input signals(The same frequency and different phase)Through the comparator shaping XOR phase detector of the phase, To the microcontroller interrupt input port for data acquisition and processing. We choose LCD to display the measured phase difference signal. The is shown by assembly language. The program can be read and written simply and strongly and = psc; 时钟分割TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;模式TIM_TimeBaseInit(TIM5, &TIM_TimeBaseStructure);基本初始化}结束语本次课程设计让我们懂得了如何去设计一个电路，如何排解遇到的困难，解决遇到的问题，在老师的带领下，我们一步步走向课程设计的尾声，做出了我们的作品，有很大的收获。

基于STM32的数显轨距尺图像数据采集系统设计秦伟;余朝刚【摘要】为了实现数显轨距尺测量数据的采集、存储功能,设计了一种结构简单、性能稳定的数显轨距尺图像数据采集系统,实现了轨距尺图像数据的实时采集、显示、存储功能;系统能够获取数显轨距尺测量数据图像,并将图像显示在LCD屏上,图像信息存储于SD卡中,既完成了测量数据的实时传输,又实现了对测量数据的保存;系统以Cortex-M4为内核的STM32F407ZGT6作为控制核心,利用OV2640作为图像传感器采集彩色图像,采用TFTLCD真彩液晶显示屏显示图像,利用FATFS 文件系统实现SD卡的读写,从而使系统能够存储图像数据;实验结果表明,图像的采集系统稳定可靠,采集图像清晰,满足设计要求,对轨距尺读数的自动识别以及轨道测量数据的存储具有重要意义.%In order to achieve the digital track gauge measurement data acquisition,storage function,a simple data acquisition system with simple structure and stable performance is designed to realize the real-time acquisition,display and storage of the gauge data features.The system can obtain the digital track gauge measurement data,and the image displayed on the LCD screen,the image information stored in the SD card,not only completed the real-time transmission of measurement data,but also to achieve the preservation of measurement data.The system uses Cortex-M4 as the core of the STM32F407ZGT6 as the control core,the use of OV2640 as an image sensor to collect color images,TFTLCD true color LCD display images,the use of FATFS file system to achieve SD card read and write,so that the system can store image data.The experimental results show that the image acquisition system isstable and reliable,the image is clear,the design requirements are met,the automatic recognition of the gauge reading and the storage of the track measurement data are of great significance.【期刊名称】《计算机测量与控制》【年(卷),期】2018(026)001【总页数】4页(P173-176)【关键词】STM32F4;OV2640;图像采集;数显轨距尺【作者】秦伟;余朝刚【作者单位】上海工程技术大学城市轨道交通学院,上海 201620;上海工程技术大学城市轨道交通学院,上海 201620【正文语种】中文【中图分类】TP30 引言目前传统的轨距调整通常是人工撬棍模式，在轨距调整中首先需要测量轨道的几何参数，一般就是轨距和水平，再与标准轨距、水平相比较从而得出调整距离和水平。