在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中,使用者對機械設(shè)備的可靠性提出了更高的要求。機械設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷儀器可以對機械運行過程中的工況進行在線監(jiān)測或離線檢測,以便發(fā)現(xiàn)故障或?qū)ζ涔收习l(fā)展趨勢進行早期預測,然后可以采取措施進行維護保養(yǎng),以免造成更大的損失。 機械設(shè)備的故障診斷儀器朝著便攜式、模塊化、低功耗方向發(fā)展。采用高度集成的片上系統(tǒng)芯片(C8051F124)作為CPU,開發(fā)了具有數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)存儲、人機交互、串口傳輸?shù)裙δ艿谋銛y式數(shù)采儀器,并在此基礎(chǔ)擴展了一片DSP芯片,使之具有較強的信號處理功能。為了對信號進行更詳盡的分析,在PC機上使用LabVIEW軟件開發(fā)了一套故障診斷軟件,作為故障診斷的上位機,可以對下位機進行控制,并且對下位機采集到的數(shù)據(jù)進行管理和分析。 論文首先綜述了用于故障診斷的智能儀器的發(fā)展現(xiàn)狀以及虛擬儀器的發(fā)展,建立了整個系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu),確立了便攜式數(shù)采分析儀器下位機模塊化的設(shè)計方法。 其次,論文分模塊介紹了下位機的軟硬件配置情況。其中介紹了C8051F124中用到的硬件資源,包括CIP-51微控制器內(nèi)核、片內(nèi)存儲器等。根據(jù)本系統(tǒng)需要,對這些部分進行了配置。數(shù)/模轉(zhuǎn)換模塊(ADC)是本系統(tǒng)的核心,論文對它進行了詳細的闡述。論文還介紹了系統(tǒng)的存儲模塊、人機交互模塊以及傳輸模塊等部分的設(shè)計。 然后,設(shè)計了系統(tǒng)擴展的用來實現(xiàn)數(shù)字信號處理的DSP模塊,對其開發(fā)環(huán)境和開發(fā)工具進行了介紹。給出了DSP和C8051F124的接口設(shè)計方案,并且對DSP的軟件開發(fā)過程中所涉及到的一些技術(shù)問題給出了解決辦法。在DSP模塊的基礎(chǔ)上,實現(xiàn)了一些簡單且常用的信號處理算法,如FIR濾波器以及FFT等。 最后,簡要介紹了故障診斷儀器的上位機中基于LabVIEW開發(fā)的軟件,闡述了軟件功能,并解決了一些和下位機數(shù)據(jù)傳輸相關(guān)的技術(shù)細節(jié)問題。
【學位單位】：天津大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2009
【中圖分類】：TH165.3
【部分圖文】：

即 XRAM。圖 2-4 C8051F124 系統(tǒng)資源從圖 2-4 看，C8051F124 的片內(nèi)資源主要包括[30]：（1）高速、流水線結(jié)構(gòu)的 8051 兼容的 CIP-51 內(nèi)核。（2）全速、非侵入式的在系統(tǒng)調(diào)試接口。（3）真正 12 位、100ksps 的 8 信道 SARADC，帶 PGA 和模擬多路開關(guān)。（4）兩個 12 位 DAC，可同步輸出，用于產(chǎn)生無抖動波形。（5）128K 字節(jié)可在系統(tǒng)編程的 FLASH 內(nèi)存。（6）8448（8K XRAM+256 RAM）字節(jié)的片內(nèi) RAM。（7）可尋址 64K 字節(jié)地址空間的外部數(shù)據(jù)存儲器接口。（8）硬件實現(xiàn)的 SPI、SMBus/I2C 和兩個 UART 串行接口。（9）5 個通用的 16 位定時器。

F124的片內(nèi)存儲器組織

圖 2-6 12 位 ADC0 功能框圖ADC0 的轉(zhuǎn)換電壓基準可以選擇內(nèi)部基準和外部基準兩種來源。F124 內(nèi)部有一個 1.2V 的帶隙電壓基準發(fā)生器和一個兩倍增益的輸出緩沖放大器，基準發(fā)生器產(chǎn)生的電壓經(jīng)過增益輸出緩沖放大器放大后，產(chǎn)生的 2.4V 電壓作為 ADC0的轉(zhuǎn)換基準電壓。模擬多路開關(guān)中的 8 個通道用于外部輸入信號的測量，第 9 通道在內(nèi)部被連
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本文編號：2870330