本文關(guān)鍵詞：基于HIO-1000總線模塊的數(shù)控機床高頻傳感器數(shù)據(jù)采集裝置

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【摘要】：隨著數(shù)控技術(shù)不斷朝著更加智能化的方向發(fā)展,要求數(shù)控系統(tǒng)對于加工過程的各種信號參數(shù)如:溫度、振動、功率、跟蹤誤差以及刀具狀態(tài)等能夠準確的監(jiān)控與處理,為數(shù)控機床的智能控制提供保障。本文以HNC-848數(shù)控系統(tǒng)為平臺,設(shè)計和實現(xiàn)了一種基于HIO-1000總線模塊的數(shù)控機床高頻傳感器數(shù)據(jù)采集裝置,該裝置基于STM32與FPGA實現(xiàn)高頻信號采集,并與華中8型的總線單元HIO-1000實現(xiàn)了互聯(lián)互通。該裝置具有采集頻率高,采集精度可靠,數(shù)據(jù)存儲量大的特點,解決了華中8型數(shù)控系統(tǒng)采集高頻信號精度不足的問題。本論文結(jié)合實際需求進行研究和實踐,完成主要工作如下:首先,從華中8型數(shù)控系統(tǒng)中的實際需求入手,介紹了以HIO-1000總線單元為基礎(chǔ)的數(shù)控系統(tǒng)高頻傳感器數(shù)據(jù)采集裝置的整體方案設(shè)計,描述了從AD轉(zhuǎn)換模塊、數(shù)據(jù)采集存儲模塊到華中8型上位機數(shù)據(jù)處理模塊的設(shè)計原理。完成了裝置中采集存儲模塊的硬件設(shè)計。其次,實現(xiàn)了華中8型數(shù)控系統(tǒng)總線單元AD轉(zhuǎn)換嵌入式軟件模塊設(shè)計。該模塊通過FPGA和AD7265實現(xiàn)高精度AD數(shù)據(jù)采集,并實現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集單元與FPGA之間基于FSMC總線的功能,保證了數(shù)據(jù)信息的有效傳輸。第三,實現(xiàn)了基于嵌入式文件系統(tǒng)FatFS進行SD卡數(shù)據(jù)存儲功能。利用STM32自帶的Mass storage固件庫實現(xiàn)了通過USB接口與數(shù)控系統(tǒng)上位機數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓δ?最后在華中8型數(shù)控系統(tǒng)上位機上集成了數(shù)據(jù)采集處理的軟件功能。最后,通過信號發(fā)生器產(chǎn)生標準波形實驗對系統(tǒng)的性能進行了驗證與標定。將基于HIO-1000總線單元的高頻傳感器數(shù)據(jù)采集裝置應(yīng)用到機床振動分析實驗中,完成了實際數(shù)據(jù)采集和驗證工作。
【關(guān)鍵詞】：華中8型 HIO-1000總線模塊 STM32 USB數(shù)據(jù)傳輸 FSMC總線 FPGA
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TG659;TP274.2
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 緒論8-14
• 1.1 課題來源、背景與意義8-9
• 1.2 數(shù)據(jù)采集裝置的國內(nèi)外發(fā)展狀況9-10
• 1.3 數(shù)控機床傳感器檢測系統(tǒng)10-12
• 1.4 論文內(nèi)容安排12-14
• 第二章 系統(tǒng)總體方案與硬件設(shè)計14-25
• 2.1 需求分析14-15
• 2.2 數(shù)據(jù)采集主要技術(shù)指標15-16
• 2.3 系統(tǒng)總體方案設(shè)計16-18
• 2.4 采集存儲卡硬件設(shè)計/18-21
• 2.5 HIO-1073 AD轉(zhuǎn)換卡硬件設(shè)計21-24
• 2.6 本章小結(jié)24-25
• 第三章 采樣數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換與傳輸25-36
• 3.1 FSMC總線概述25-26
• 3.2 FSMC數(shù)據(jù)傳輸?shù)能浖䦟崿F(xiàn)26-29
• 3.3 AD轉(zhuǎn)換的及數(shù)據(jù)傳輸控制的軟件實現(xiàn)29-35
• 3.4 本章小結(jié)35-36
• 第四章 數(shù)據(jù)存儲與文件系統(tǒng)36-48
• 4.1 SDIO協(xié)議36-41
• 4.2 FatFS小型嵌入式文件系統(tǒng)41-45
• 4.3 乒乓緩沖存儲45-47
• 4.4 本章小節(jié)47-48
• 第五章 采集卡與上位機數(shù)據(jù)傳輸48-63
• 5.1 USB傳輸48-52
• 5.2 BOT協(xié)議和SCSI協(xié)議52-54
• 5.3 數(shù)據(jù)采集模塊中USB通信的軟件實現(xiàn)54-62
• 5.4 本章小節(jié)62-63
• 第六章 高頻傳感器采集模塊在機床振動實驗中的實際應(yīng)用63-75
• 6.1 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)性能測試與誤差標定63-67
• 6.2 采集裝置在數(shù)控機床振動實驗實際應(yīng)用67-74
• 6.3 本章小結(jié)74-75
• 第七章 總結(jié)與展望75-77
• 7.1 總結(jié)75-76
• 7.2 展望76-77
• 致謝77-78
• 參考文獻78-79

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本文編號：565170