专利名称：长距离钢带精密传动试验检测器电路的制作方法
技术领域：
本发明属于检测仪器技术领域，具体涉及ー种长距离钢带精密传动试验检测器电路。
背景技术：
运动和动カ传递是机械系统的基本功能，担负运动和动カ传递的机械传动是整个机械エ业的基础。在机械传动中，人们对齿轮、链条、胶带等传动进行了长期的较为深入的分析与研究。但这三种机械传动由于其本身的局限性制约着在某些领域的应用，如齿 轮传动的明显不足之处在于其中心距不能太大，成本高且对工作环境要求较严格；链传动由于受多边形效应影响，其传动平稳性差、冲击及振动噪声较大，且速度较低，虽有高速链，但其结构复杂、造价高、不经济；带传动具有可实现长距离运动与动カ传动的特点，且具有缓冲、吸振、运动平稳、噪声小、耐油、耐潮、不需润滑等优点，但普通带由于受本身固有的弾性滑动特性的影响，其传动精度及传动效率较低，且传动能力不大，寿命较短。在研究造纸设备和精密机械检测设备的过程中发现长距离传动系统仍然存在传动精度不高、行程小、牵引力小、同步性差等致命问题，已严重制约着高精度大幅宽检测与扫描仪器的开发。为此提出开展长距离钢带摩擦传动的关键技术与理论研究，并希望通过试验在长距离传动方式上取得新方法与应用突破。就长距离钢带传动而言，传递运动和动力的形式主要有两种牵引力传动和摩擦力传动。牵引力传动的传动行程受制于带轮直径和缠绕圈数，行程越大，圈数越多，传动的线速度变化越不均匀，大中心距时张紧机构的调整量相当大，传动精度难以控制。摩擦カ传动的作用原理类似于普通平带传动，但纵观多年来众多对钢带传动机理的研究情况，发现对钢带的摩擦传动机理的理解仍然停留于普通带传动的摩擦机理，具体设计时仍然采用欧拉公式。钢带长距离精密传动的摩擦机理与绳或带的摩擦机理不完全一祥，正是这种机理上的差异影响了钢带实现长距离精密传动的工程应用。另外，对钢带的疲劳寿命的研究也是钢带传动的另ー个关键技木，但在目前进行的研究中也比较少。目前，长距离钢带精密摩擦传动仍缺乏深入的理论研究和应用开发。因此建立了专用的长距离钢带精密传动试验台，并研发了相应的检测器，对钢带的摩擦传动机理进行研究。长距离钢带精密传动试验检测器的主要功能是检测钢带主从轮毂的转速和转向，对钢带所受静态预紧カ和动态张カ进行在线检測，LCD实时显示，数据存储以及与上位机互联通信。长距离钢带精密摩擦传动试验检测器在设计中克服的主要问题是(1)主从动轮测速误差控制；(2)对空间电磁干扰屏蔽；(3)对正负模拟信号的模数转换；(4)软件操作流程简化。专用的长距离钢带精密摩擦传动试验检测器由传感器和硬件电路组成，传感器有光电编码器和称重传感器两种，分别对速度、转向和预紧カ(张力)进行检測。控制系统通过一定算法结合传感器信号进行在线检测，检测器硬件电路是系统的ー个核心部件。
发明内容
本发明针对长距离钢带精密摩擦传动试验台，提供了了一种专用的长距离钢带精密摩擦试验检测电路。为解决上述技术问题，本发明所采取的具体技术方案是
长距离钢带精密传动试验检测器电路，包括微控制器、光电编码器接ロ电路、模数转换电路、数据存储电路、电源电路、LCD显示接ロ电路、按键接ロ电路、实时时间电路和RS232串行接ロ电路。光电编码器接ロ电路与微控制器的I/O ロ信号连接，模数转换电路与微控制器的I/O 口和地址锁存信号线信号连接，数据存储电路与微控制器的I/O ロ信号连接，IXD显示接ロ电路与微控制器的I/o ロ信号连接，按键接ロ电路与微控制器的I/O ロ信号连接，实时时间电路与微控制器的I/o ロ信号连接，RS232串行接ロ电路与微控制器的串ロ信号连接，电源电路给微控制器供电。所述的微控制器米用Atmel公司的型号为AT89C52的芯片。所述的光电编码器接ロ电路包括第七滤波电容C7，主动轮毂四芯接ロ P2，从动轮毂四芯接ロ P3，第七滤波电容C7的一端、主动轮毂四芯接ロ P2的4脚和从动轮毂四芯接ロ P3的4脚与电源VCC连接，第七滤波电容C7另一端接地，主动轮毂四芯接ロ P2的I脚与微控制器的13脚连接，主动轮毂四芯接ロ P2的2脚与微控制器的15脚连接，主动轮毂四芯接ロ P2的3脚接地，从动轮毂四芯接ロ P3的I脚与微控制器的12脚连接，从动轮毂四芯接ロ P3的2脚与微控制器的14脚连接，从动轮毂四芯接ロ P3的3脚接地，从动轮毂四芯接ロ P3的4脚接电源VCC。所述的模数转换电路包括模数转换芯片U5，双上升沿D触发器U6A，称重传感器ニ芯接ロ P4，应变电桥放大电路ニ芯接ロ P5，第八滤波电容C8，第九滤波电容C9 ;第八滤波电容C8的一端、双上升沿D触发器U6A的14脚接电源VCC，第八滤波电容C8的另一端接地，第九滤波电容C9的一端、模数转换芯片U5的11脚和12脚接电源VCC，第九滤波电容C9的另一端接地，双上升沿D触发器U6A的2脚与双上升沿D触发器U6A的6脚连接，双上升沿D触发器U6A的3脚与微控制器的30脚连接，双上升沿D触发器U6A的5脚与模数转换芯片U5的10脚连接，模数转换芯片U5的6脚、22脚与微控制器的28脚连接，模数转换芯片U5的7脚与微控制器的27脚连接，模数转换芯片U5的8脚与微控制器的36脚连接，模数转换芯片U5的9脚与微控制器的26脚连接，模数转换芯片U5的13脚、16脚、23脚和24脚接地，模数转换芯片U5的14脚与微控制器的38脚连接，模数转换芯片U5的15脚与微控制器的37脚连接，模数转换芯片U5的17脚与微控制器的39脚连接，模数转换芯片U5的18脚与微控制器的35脚连接，模数转换芯片U5的19脚与微控制器的34脚连接，模数转换芯片U5的20脚与微控制器的33脚连接，模数转换芯片U5的21脚与微控制器的32脚连接，模数转换芯片U5的25脚与微控制器的25脚连接，称重传感器ニ芯接ロ P4的I脚与模数转换芯片U5的27脚连接，应变电桥放大电路ニ芯接ロ P5的I脚与模数转换芯片U5的26脚连接，称重传感器ニ芯接ロ P4的2脚、应变电桥放大电路ニ芯接ロ P5的2脚接地，所述的模数转换芯片U5的型号为ADC0809CCN。所述的数据存储电路包括数据存储器U3，第十滤波电容C10，第四上拉电阻R4，第、五上拉电阻R5 ;数据存储器U3的I脚、2脚、3脚和4脚接地，数据存储器U3的7脚、第五上拉电阻R5的一端与微控制器的17脚连接，第五上拉电阻R5的另一端接电源VCC，数据存储器U3的8脚、第四上拉电阻R4的一端与微控制器的16脚连接，第四上拉电阻R4的另ー端接电源VCC，第十滤波电容ClO的一端、数据存储器U3的5脚接电源VCC，第十滤波电容ClO的另一端、数据存储器U3的6脚接地，所述的数据存储器U3的型号为AT24C08。所述的电源电路包括5V电源接ロ J1，第零自锁开关S0，第一滤波电解电容Cl，第ニ滤波电容C2 ；5V电源接ロ Jl的I脚与第零自锁开关SO的2脚连接，第零自锁开关SO的I脚接电源VCC，第一滤波电解电容Cl的正极、第二滤波电容C2的一端接电源VCC，第一滤波电解电容Cl的负极、第二滤波电容C2的另一端接地。所述的IXD显示接ロ电路包括IXD显示器二十芯接ロ Pl，第一上拉排阻RPl，第三电位器R3，第i^一滤波电容Cl I，第十二滤波电容C12，第十三滤波电容C13 ;IXD显示器 二十芯接ロ Pl的I脚、第十二滤波电容C12的一端接地，IXD显示器二十芯接ロ Pl的2脚、第十二滤波电容C12的另一端接电源VCC，IXD显示器二十芯接ロ Pl的3脚与第三电位器R3非调阻端的一端连接，第三电位器R3的调阻端、第三电位器R3非调阻端的另一端与IXD显示器二十芯接ロ Pl的18脚连接，IXD显示器二十芯接ロ Pl的4脚与微控制器的6脚连接，IXD显示器二十芯接ロ Pl的5脚与微控制器的7脚连接，IXD显示器二十芯接ロ Pl的
6脚与微控制器的8脚连接，IXD显示器二十芯接ロ Pl的7脚、第一上拉电阻RPl的I脚与微控制器的39脚连接，IXD显示器二十芯接ロ Pl的8脚、第一上拉电阻RPl的2脚与微控制器的38脚连接，IXD显示器二十芯接ロ Pl的9脚、第一上拉电阻RPl的3脚与微控制器的37脚连接，IXD显示器二十芯接ロ Pl的10脚、第一上拉电阻RPl的4脚与微控制器的36脚连接，IXD显示器二十芯接ロ Pl的11脚、第一上拉电阻RPl的5脚与微控制器的35脚连接，IXD显示器二十芯接ロ Pl的12脚、第一上拉电阻RPl的6脚与微控制器的34脚连接，IXD显示器二十芯接ロ Pl的13脚、第一上拉电阻RPl的7脚与微控制器的33脚连接，IXD显示器二十芯接ロ Pl的14脚、第一上拉电阻RPl的8脚与微控制器的32脚连接，IXD显示器二十芯接ロ Pl的15脚、IXD显示器二十芯接ロ Pl的19脚、第十三滤波电容C13的一端接电源VCC，第十三滤波电容C13的另一端接地，IXD显示器二十芯接ロ Pl的20脚接地，第一上拉电阻RPl的O脚、第^ 滤波电容Cll的一端接电源VCC,第^ 滤波电容Cll的另一端接地。所述的按键接ロ电路包括第一上拉电阻R1，第二上拉电阻R2，第十四滤波电容C14，第一按键开关SI，第二按键开关S2，第三按键开关S3，第四按键开关S4，第五按键开关S5,第六按键开关S6 ;第十四滤波电容C14的一端接电源VCC,第十四滤波电容C14的另ー端接地，第一上拉电阻Rl的一端接电源VCC,第一上拉电阻Rl的另一端、第一按键开关SI的一端、第三按键开关S3的一端、第五按键开关S5的一端与微控制器的4脚连接，第一按键开关SI的另一端、第二按键开关S2的一端与微控制器的I脚连接，第三按键开关S3的另一端、第四按键开关S4的一端与微控制器的2脚连接，第五按键开关S5的另一端、第六按键开关S6的一端与微控制器的3脚连接，第二按键开关S2的另一端、第四按键开关S4的另一端、第六按键开关S6的另一端、第二上拉电阻R2的一端与微控制器的5脚连接，第ニ上拉电阻R2的另一端接电源VCC。所述的实时时间电路包括时钟芯片U2，电源BT1，第十五滤波电容C15，第七上拉电阻R7，第八上拉电阻R8，第九上拉电阻R9，第二石英晶体Y2 ;时钟芯片U2的I脚、第九滤波电容C9的一端接电源VCC，第九滤波电容C9的另一端接地，时钟芯片U2的2脚与第二石英晶体Y2的一端连接，时钟芯片U2的3脚与第二石英晶体Y2的另一端连接，时钟芯片U2的4脚接地，时钟芯片U2的5脚、第九上拉电阻R9的一端与微控制器的21脚连接，第九上拉电阻R9的另一端接电源VCC，时钟芯片U2的6脚、第八上拉电阻R8的一端与微控制器的22脚连接，第八上拉电阻R8的另一端接电源VCC，时钟芯片U2的7脚、第七上拉电阻R7的一端与微控制器的23脚连接，第七上拉电阻R7的另一端接电源VCC，时钟芯片U2的8脚接电源BTl的正极，电源BTl的负极接地，所述的时钟芯片U2的型号为DS1302。所述的RS232串行接ロ电路包括物理层芯片RS-232收发器U4，第十六滤波电容C16，第十七倍压电荷泵电容C17，第十八倍压电荷泵电容C18，第十九滤波电容C19，第二十滤波电容C20，RS232接ロ电路9针接ロ J2 ;第十七倍压电荷泵电容C17的正极与物理层芯片RS-232收发器U4的I脚连接，第十七倍压电荷泵电容C17的负极与物理层芯片RS-232收发器U4的3脚连接，第十六滤波电容C16的正极与物理层芯片RS-232收发器U4的2脚 连接，第十六滤波电容C16的负极接电源VCC，第十八倍压电荷泵电容C18的正极与物理层芯片RS-232收发器U4的4脚连接，第十八倍压电荷泵电容C18的负极与物理层芯片RS-232收发器U4的5脚连接，第十九滤波电容C19的负极与物理层芯片RS-232收发器U4的6脚连接，第十九滤波电容C19的正极接地，物理层芯片RS-232收发器U4的11脚与微控制器的11脚连接，物理层芯片RS-232收发器U4的12脚与微控制器的10脚连接，物理层芯片RS-232收发器U4的13脚与RS232接ロ电路九针接ロ J2的3脚连接，物理层芯片RS-232收发器U4的14脚与RS232接ロ电路九针接ロ J2的2脚连接，物理层芯片RS-232收发器U4的15脚接地，物理层芯片RS-232收发器U4的16脚、第二十滤波电容C20的一端接电源VCC，第二十滤波电容C20的另一端接地，RS232接ロ电路针接ロ J2的5脚接地，所述的物理层芯片RS-232收发器U4的型号为MAX232CPE。本发明的有益效果
(1)针对性强，专门用于长距离钢带精密摩擦传动试验中主从轮毂转速、转向及预紧カ的測量；
(2)采用8位51内核单片机，成本低，性能好；
(3 )可自动记录数据，井上传至上位机做数据分析。
图I为本发明使用场合的结构示意图2为本发明电路模块示意 图3为微控制器模块示意 图4为光电编码器接ロ电路模块示意图5为模数转换电路模块示意图6为数据存储电路模块示意图7为电源电路模块示意图8为IXD显示接ロ电路模块示意 图9为按键接ロ电路模块示意图；图10为实时时间电路模块示意 图11为RS232串ロ接ロ电路模块示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进ー步说明。如图I所示，完整的长距离钢带精密传动试验检测器电路包括外围设备系统I和微控制器硬件电路2。外围设备系统I包括光电编码器1-1，称重传感器1-2，IXD显示屏
1-3。微控制器硬件电路2包括微控制器2-1，光电编码器接ロ电路2-2，模数转换电路2-3，数据存储电路2-4，电源电路2-5，IXD显示接ロ电路2-6，按键接ロ电路2_7，实时时间电路
2-8，RS232串ロ接ロ电路2-9，用来对传感器的输入信号进行处理，当长距离钢带精密传动试验检测器工作时，微控制器通过对传感器输入信号进行不同的处理来对钢带运行状况进行检测。如图2所示，微控制器硬件电路2包括微控制器2-1，光电编码器接ロ电路2-2，模数转换电路2-3，数据存储电路2-4，电源电路2-5，IXD显示接ロ电路2_6，按键接ロ电路
2-7，实时时间电路2-8，RS232串ロ接ロ电路2_9。如图3所示，所述的微控制器采用Atmel公司的型号为AT89C52的单片机芯片，微控制器1、2、3、4、5脚连接行列式键盘，进行功能选择、确认和取消，微控制器6、7、8、30、32、33、34、35、36、37、38、39脚连接IXD显示接ロ电路，用来控制IXD显示屏的数据和功能显示，微控制器25、26、27、28、32、33、34、35、36、37、38、39脚连接模数转换电路，用来控制称重传感器输入模拟信号的转换以及数字量的输入，微控制器12、13、14、15脚连接光电编码器接ロ电路，利用外部中断对光电编码器输入脉冲进行计数，计算主从轮毂的转速以及转向，微控制器16、17脚连接数据存储电路，对所测数据进行存储，微控制器10、11脚连接RS232串ロ接ロ电路，用干与上位机通信，把所测数据传送到上位机中进行数据处理，微控制器21、22、23脚连接实时时间电路，获取实时时间，显示到LCD显示屏上，并隔一段时间存储到数据芯片中，标记数据测量时间。如图4所示，光电编码器接ロ电路包括第七滤波电容C7，主动轮毂4芯接ロ P2，从动轮毂4芯接ロ P3 ;第七滤波电容C7的一端、主动轮毂4芯接ロ P2的4脚和从动轮毂4芯接ロ P3的4脚与电源VCC连接，第七滤波电容C7另一端接地，主动轮毂4芯接ロ P2的I脚与微控制器的13脚连接，主动轮毂4芯接ロ P2的2脚与微控制器的15脚连接，主动轮毂4芯接ロ P2的3脚接地，主动轮毂4芯接ロ P2的4脚接电源VCC，从动轮毂4芯接ロ P3的I脚与微控制器的12脚连接，从动轮毂4芯接ロ P3的2脚与微控制器的14脚连接，从动轮毂4芯接ロ P3的3脚接地，从动轮毂4芯接ロ P3的4脚接电源VCC，第七滤波电容C7采用O. I μ F/50V的X7R电容，第七滤波电容C7用来为光电编码器的电源进行滤波处理，光电编码器接ロ电路用来进行光电编码器与微控制器之间的脉冲信号传输。如图5所示，模数转换电路包括模数转换芯片U5，双上升沿D触发器U6A，称重传感器2芯接ロ Ρ4，应变电桥放大电路2芯接ロ Ρ5，第八滤波电容C8，第九滤波电容C9 ;第八滤波电容C8的一端、双上升沿D触发器的14脚接电源VCC，第八滤波电容C8的另一端接地，第九滤波电容C9的一端、模数转换芯片U5的11脚和12脚接电源VCC，第九滤波电容C9的另一端接地，双上升沿D触发器U6A的2脚与双上升沿D触发器U6A的6脚连接，双上升沿D触发器U6A的3脚与微控制器的30脚连接，双上升沿D触发器U6A的5脚与模数转换芯片U5的10脚连接，模数转换芯片U5的6脚、22脚与微控制器的28脚连接，模数转换芯片U5的7脚与微控制器的27脚连接，模数转换芯片U5的8脚与微控制器的36脚连接，模数转换芯片U5的9脚与微控制器的26脚连接，模数转换芯片U5的13脚、16脚、23脚和24脚接地，模数转换芯片U5的14脚与微控制器的38脚连接，模数转换芯片U5的15脚与微控制器的37脚连接，模数转换芯片U5的17脚与微控制器的39脚连接，模数转换芯片U5的18脚与微控制器的35脚连接，模数转换芯片U5的19脚与微控制器的34脚连接，模数转换芯片U5的20脚与微控制器的33脚连接，模数转换芯片U5的21脚与微控制器的32脚连接，模数转换芯片U5的25脚与微控制器的25脚连接，称重传感器2芯接ロ P4的
I脚与模数转换芯片U5的27脚连接，应变电桥放大电路2芯接ロ P5的I脚与模数转换芯片U5的26脚连接，称重传感器2芯接ロ P4的2脚和应变电桥放大电路2芯接ロ P5的2脚接地，模数转换芯片U5采用TEXAS INSTRUMENTS公司的ADC0809芯片，双上升沿D触发器U6A采用TEXAS INSTRUMENTS公司的SN74ALS74芯片，第八滤波电容C8采用O. I μ F/50V的X7R电容，第九滤波电容C9采用O. I μ F/50V的X7R电容，第八滤波电容C8用来为双上升 沿D触发器U6A的电源进行滤波处理，第九滤波电容C9用来为模数转换芯片U5的电源进行滤波处理，双上升沿D触发器U6A用于对微控制器输出ALE信号进行二分频，模数转换电路用来对称重传感器传输的模拟信号和应变电桥放大电路传输的模拟信号进行模数转换。如图6所示，数据存储电路包括数据存储器U3，第十滤波电容C10，第四上拉电阻R4，第五上拉电阻R5 ;数据存储器U3的I脚、2脚、3脚和4脚接地，数据存储器U3的7脚、第五上拉电阻R5的一端与微控制器的17脚连接，第五上拉电阻R5的另一端接电源VCC，数据存储器U3的8脚、第四上拉电阻R4的一端与微控制器的16脚连接，第四上拉电阻R4的另一端接电源VCC，第十滤波电容ClO的一端、数据存储器U3的5脚接电源VCC，第十滤波电容ClO的另一端、数据存储器U3的6脚接地，数据存储器U3采用Atmel公司的AT24C08芯片，第十滤波电容ClO采用O. 1レ？/5(^的乂71 电容，第四上拉电阻R4采用4. 7ΚΩ电阻，第五上拉电阻R5采用4. 7Κ Ω电阻，第十滤波电容ClO用来为AT24C08芯片的电源进行滤波处理，第四上拉电阻R4和第五上拉电阻R5作为AT24C08芯片I2C协议通讯时的上拉电阻，数据存储电路采用I2C协议，用来存储长距离钢带精密摩擦检测器在工作过程中所检测到的数据。如图7所示，电源电路包括5V电源接ロ Jl，第零自锁开关S0，第一滤波电解电容Cl，第二滤波电容C2 ;+5V电源接ロ Jl的I脚与第零自锁开关SO的2脚连接，第零自锁开关SO的I脚接电源VCC，第一滤波电解电容Cl的正极、第二滤波电容C2的一端接电源VCC，第一滤波电解电容Cl的负极、第二滤波电容C2的另一端接地，第一滤波电容Cl采用O. I μ F/50V的X7R电容，第二滤波电容C2采用10 μ F/50V的X7R电容，第一滤波电容Cl和第二滤波电容C2用来为5V电源进行滤波处理。如图8所示，IXD显示接ロ电路包括IXD显示器20芯接ロ Pl，第一上拉排阻RPl，第三电位器R3，第i^一滤波电容Cl I，第十二滤波电容C12，第十三滤波电容C13 ;IXD显示器20芯接ロ Pl的I脚、第十二滤波电容C12的一端接地，IXD显示器20芯接ロ Pl的2脚、第十二滤波电容C12的另一端接电源VCC，IXD显示器20芯接ロ Pl的3脚与第三电位器R3非调阻端的一端连接，第三电位器R3的调阻端、第三电位器R3非调阻端的另一端与IXD显示器20芯接ロ Pl的18脚连接，IXD显示器20芯接ロ Pl的4脚与微控制器的6脚连接，IXD显示器20芯接ロ Pl的5脚与微控制器的7脚连接，IXD显示器20芯接ロ Pl的6脚与微控制器的8脚连接，IXD显示器20芯接ロ Pl的7脚、第一上拉电阻RPl的I脚与微控制器的39脚连接，IXD显示器20芯接ロ Pl的8脚、第一上拉电阻RPl的2脚与微控制器的38脚连接，IXD显示器20芯接ロ Pl的9脚、第一上拉电阻RPl的3脚与微控制器的37脚连接，IXD显示器20芯接ロ Pl的10脚、第一上拉电阻RPl的4脚与微控制器的36脚连接，IXD显示器20芯接ロ Pl的11脚、第一上拉电阻RPl的5脚与微控制器的35脚连接，IXD显示器20芯接ロ Pl的12脚、第一上拉电阻RPl的6脚与微控制器的34脚连接，IXD显示器20芯接ロ Pl的13脚、第一上拉电阻RPl的7脚与微控制器的33脚连接，IXD显示器20芯接ロ Pl的14脚、第一上拉电阻RPl的8脚与微控制器的32脚连接，IXD显示器20芯接ロ Pl的15脚、IXD显示器20芯接ロ Pl的19脚、第十三滤波电容C13的一端接电源VCC，第十三滤波电容C13的另一端接地，IXD显示器20芯接ロ Pl的20脚接地，第一上拉电阻RPl的O脚、第^^一滤波电容Cll的一端接电源VCC，第^^一滤波电容Cll的另一端接地，第一上拉排阻RPl采用8*4. 7ΚΩ的9脚排阻，用来提高微控制器的PO ロ的驱动能力，第三电位器R3采用IOK Ω电位器，用来调节IXD屏幕亮度，第i^一滤波电容Cll采用O. lyF/^OV的X7R电容，用于对第一上拉排阻RPl的电源进行滤波处理，使微控制器PO ロ高电平能够稳定输出，第十二滤波电容C12采用O. lyF/50V的X7R电容，用来对IXD显示模块电源进行滤波处理，第十三滤波电容C13采用O. I μ F/50V的X7R电容，用于对IXD显示模块串并ロ方式选择端进行滤波，防止接ロ方式意外变换，IXD显示接ロ电路用于连接IXD显示屏和微控制器，显示长距离钢带精密摩擦传动检测器功能表以及实时数据。如图9所示，按键接ロ电路包括第一上拉电阻R1，第二上拉电阻R2，第十四滤波电容C14，第一按键开关SI，第二按键开关S2，第三按键开关S3，第四按键开关S4，第五按键开关S5，第六按键开关S6 ;第十四滤波电容C14的一端接电源VCC，第十四滤波电容C14的另一端接地，第一上拉电阻Rl的一端接电源VCC,第一上拉电阻Rl的另一端、第一按键开关SI的一端、第三按键开关S3的一端、第五按键开关S5的一端与微控制器的4脚连接，第一按键开关SI的另一端、第二按键开关S2的一端与微控制器的I脚连接，第三按键开关S3的另一端、第四按键开关S4的一端与微控制器的2脚连接，第五按键开关S5的另一端、第六按键开关S6的一端与微控制器的3脚连接，第二按键开关S2的另一端、第四按键开关S4的另一端、第六按键开关S6的另一端、第二上拉电阻R2的一端与微控制器的5脚连接，第ニ上拉电阻R2的另一端接电源VCC，第十四滤波电容C14采用O. lyF/50V的X7R电容，第一上拉电阻Rl采用10ΚΩ电阻，第二上拉电阻采用10ΚΩ电阻，第一上拉电阻Rl和第二上拉电阻R2用于提供按键电压并限制端ロ电流，第十四滤波电容C14用来对按键接ロ电路电源进行滤波，按键接ロ电路用于产生按键信号。如图10所示，实时时间电路包括时钟芯片U2，电源BTl，第十五滤波电容C15，第七上拉电阻R7，第八上拉电阻R8，第九上拉电阻R9，第二石英晶体Y2 ;时钟芯片U2的I脚、第九滤波电容C9的一端接电源VCC，第九滤波电容C9的另一端接地，时钟芯片U2的2脚与第ニ石英晶体Y2的一端连接，时钟芯片U2的3脚与第二石英晶体Y2的另一端连接，时钟芯片U2的4脚接地，时钟芯片U2的5脚、第九上拉电阻R9的一端与微控制器的21脚连接，第九上拉电阻R9的另一端接电源VCC，时钟芯片U2的6脚、第八上拉电阻R8的一端与微控制器、的22脚连接，第八上拉电阻R8的另一端接电源VCC，时钟芯片U2的7脚、第七上拉电阻R7的一端与微控制器的23脚连接，第七上拉电阻R7的另一端接电源VCC，时钟芯片U2的8脚接电源BTl的正极，电源BTl的负极接地，时钟芯片U2采用DALLAS公司的DS1302芯片，电源BTl使用3. 6V充电干电池，第十五滤波电容C15采用O. lyF/50V的X7R电容，第七上拉电阻R7、八上拉电阻R8、第九上拉电阻R9采用4. 7ΚΩ电阻，第二石英晶体采用32. 768KHz的石英晶体，电源BTl用来在检测器断电时给时钟芯片U2供电，第十五滤波电容C15用来对时钟芯片U2的电源VCC和BTl进行滤波处理，第七上拉电阻R7、第八上拉电阻R8和第九上拉电阻R9作为时钟芯片数据传输时的上拉电阻，第二石英晶体Y2用于产生时钟芯片U2的外部时钟脉冲信号，实时时间电路用于产生实时时间，提供检测数据的实时时间。如图11所示，RS232串行接ロ电路包括物理层芯片RS-232收发器U4，第十六滤波电容C16，第十七倍压电荷泵电容C17，第十八倍压电荷泵电容C18，第十九滤波电容C19，第二十滤波电容C20，RS232接ロ电路9针接ロ J2 ;第十七倍压电荷泵电容C17的正极与物理层芯片RS-232收发器U4的I脚连接，第十七倍压电荷泵电容C17的负极与物理层芯片RS-232收发器U4的3脚连接，第十六滤波电容C16的正极与物理层芯片RS-232收发器U4 的2脚连接，第十六滤波电容C16的负极接电源VCC，第十八倍压电荷泵电容C18的正极与物理层芯片RS-232收发器U4的4脚连接，第十八倍压电荷泵电容C18的负极与物理层芯片RS-232收发器U4的5脚连接，第十九滤波电容C19的负极与物理层芯片RS-232收发器U4的6脚连接，第十九滤波电容C19的正极接地，物理层芯片RS-232收发器U4的11脚与微控制器的11脚连接，物理层芯片RS-232收发器U4的12脚与微控制器的10脚连接，物理层芯片RS-232收发器U4的13脚与RS232接ロ电路9针接ロ J2的3脚连接，物理层芯片RS-232收发器U4的14脚与RS232接ロ电路9针接ロ J2的2脚连接，物理层芯片RS-232收发器U4的15脚接地，物理层芯片RS-232收发器U4的16脚、第二十滤波电容C20的一端接电源VCC，第二十滤波电容C20的另一端接地，RS232接ロ电路针接ロ J2的5脚接地，第十七倍压电荷泵电容C17采用I μ F/50V的X7R电容，第十六滤波电容C16采用O. I μ F/50V的X7R电容，用于对ΜΑΧ232芯片电源进行滤波，第十八倍压电荷泵电容C18采用I μ F/50V的X7R电容，第十九滤波电容C19采用O. lyF/50V的X7R电容，用于对MAX232芯片电源进行滤波，RS-232收发器采用Maxim公司的MAX232芯片，来进行串行信号的发送和接收，第二十滤波电容C20采用O. I μ F/50V的X7R电容，用来对RS232接ロ电源部分进行滤波，RS232接ロ电路用于微控制器与上位机进行数据传输。本发明的工作过程为第零自锁开关SO被按下之后，5V电源VCC开始给微控制器、光电编码器、IXD显示屏、实时时钟芯片、双上升沿D触发器、存储芯片、RS-232收发器和模数转换芯片供电。微控制器AT89C52上电，程序开始运行，微控制器内部模块初始化完成后，光电编码器输出的脉冲信号被微控制器进行计数处理，通过定时器中断计算转速，根据脉冲信号的相位差进行转向判断。模数转换电路对输入的预紧カ模拟信号进行数模转换。微控制器从实时时钟芯片读取測量时间。数据存储芯片对转速、转向、预紧力、应力、时间数据进行存储。通过RS232接ロ传输到上位机进行数据分析。通过IXD显示接ロ所接的IXD通过菜单选项，显示实时数据或与上位机通信。
权利要求
1.长距离钢带精密传动试验检测器电路，包括微控制器、光电编码器接ロ电路、模数转换电路、数据存储电路、电源电路、LCD显示接ロ电路、按键接ロ电路、实时时间电路和RS232串行接ロ电路，其特征在于 光电编码器接ロ电路与微控制器的I/O ロ信号连接，模数转换电路与微控制器的I/O口和地址锁存信号线信号连接，数据存储电路与微控制器的I/O ロ信号连接，IXD显示接ロ电路与微控制器的I/O ロ信号连接，按键接ロ电路与微控制器的I/O ロ信号连接，实时时间电路与微控制器的I/O ロ信号连接，RS232串行接ロ电路与微控制器的串ロ信号连接，电源电路给微控制器供电； 所述的微控制器采用Atmel公司的型号为AT89C52的芯片； 所述的光电编码器接ロ电路包括第七滤波电容C7，主动轮毂四芯接ロ P2，从动轮毂四芯接ロ P3，第七滤波电容C7的一端、主动轮毂四芯接ロ P2的4脚和从动轮毂四芯接ロ P3的4脚与电源VCC连接，第七滤波电容C7另ー端接地，主动轮毂四芯接ロ P2的I脚与微控制器的13脚连接，主动轮毂四芯接ロ P2的2脚与微控制器的15脚连接，主动轮毂四芯接ロ P2的3脚接地，从动轮毂四芯接ロ P3的I脚与微控制器的12脚连接，从动轮毂四芯接ロ P3的2脚与微控制器的14脚连接，从动轮毂四芯接ロ P3的3脚接地，从动轮毂四芯接ロ P3的4脚接电源VCC ； 所述的模数转换电路包括模数转换芯片U5，双上升沿D触发器U6A，称重传感器ニ芯接ロ P4，应变电桥放大电路ニ芯接ロ P5，第八滤波电容C8，第九滤波电容C9 ;第八滤波电容C8的一端、双上升沿D触发器U6A的14脚接电源VCC，第八滤波电容C8的另一端接地，第九滤波电容C9的一端、模数转换芯片U5的11脚和12脚接电源VCC，第九滤波电容C9的另一端接地，双上升沿D触发器U6A的2脚与双上升沿D触发器U6A的6脚连接，双上升沿D触发器U6A的3脚与微控制器的30脚连接，双上升沿D触发器U6A的5脚与模数转换芯片U5的10脚连接，模数转换芯片U5的6脚、22脚与微控制器的28脚连接，模数转换芯片U5的7脚与微控制器的27脚连接，模数转换芯片U5的8脚与微控制器的36脚连接，模数转换芯片U5的9脚与微控制器的26脚连接，模数转换芯片U5的13脚、16脚、23脚和24脚接地，模数转换芯片U5的14脚与微控制器的38脚连接，模数转换芯片U5的15脚与微控制器的37脚连接，模数转换芯片U5的17脚与微控制器的39脚连接，模数转换芯片U5的18脚与微控制器的35脚连接，模数转换芯片U5的19脚与微控制器的34脚连接，模数转换芯片U5的20脚与微控制器的33脚连接，模数转换芯片U5的21脚与微控制器的32脚连接，模数转换芯片U5的25脚与微控制器的25脚连接，称重传感器ニ芯接ロ P4的I脚与模数转换芯片U5的27脚连接，应变电桥放大电路ニ芯接ロ P5的I脚与模数转换芯片U5的26脚连接，称重传感器ニ芯接ロ P4的2脚、应变电桥放大电路ニ芯接ロ P5的2脚接地，所述的模数转换芯片U5的型号为ADC0809CCN，双上升沿D触发器U6A的型号为SN74ALS74 ；所述的数据存储电路包括数据存储器U3，第十滤波电容C10，第四上拉电阻R4，第五上拉电阻R5 ;数据存储器U3的I脚、2脚、3脚和4脚接地，数据存储器U3的7脚、第五上拉电阻R5的一端与微控制器的17脚连接，第五上拉电阻R5的另一端接电源VCC，数据存储器U3的8脚、第四上拉电阻R4的一端与微控制器的16脚连接，第四上拉电阻R4的另一端接电源VCC，第十滤波电容ClO的一端、数据存储器U3的5脚接电源VCC，第十滤波电容ClO的另一端、数据存储器U3的6脚接地，所述的数据存储器U3的型号为AT24C08 ；、所述的电源电路包括5V电源接ロ J1，第零自锁开关S0，第一滤波电解电容Cl，第二滤波电容C2 ；5V电源接ロ Jl的I脚与第零自锁开关SO的2脚连接，第零自锁开关SO的I脚接电源VCC，第一滤波电解电容Cl的正极、第二滤波电容C2的一端接电源VCC，第一滤波电解电容Cl的负极、第二滤波电容C2的另一端接地； 所述的IXD显示接ロ电路包括IXD显示器二十芯接ロ Pl，第一上拉排阻RPl，第三电位器R3，第i^一滤波电容Cl I，第十二滤波电容C12，第十三滤波电容C13 ;IXD显示器二十芯接ロ Pl的I脚、第十二滤波电容C12的一端接地，IXD显示器二十芯接ロ Pl的2脚、第十二滤波电容C12的另一端接电源VCC，IXD显示器二十芯接ロ Pl的3脚与第三电位器R3非调阻端的一端连接，第三电位器R3的调阻端、第三电位器R3非调阻端的另一端与IXD显示器二十芯接ロ Pl的18脚连接，IXD显示器二十芯接ロ Pl的4脚与微控制器的6脚连接，IXD显示器二十芯接ロ Pl的5脚与微控制器的7脚连接，IXD显示器二十芯接ロ Pl的6脚与微控制器的8脚连接，IXD显示器二十芯接ロ Pl的7脚、第一上拉电阻RPl的I脚与微控制器的39脚连接，IXD显示器二十芯接ロ Pl的8脚、第一上拉电阻RPl的2脚与微控制器的38脚连接，IXD显示器二十芯接ロ Pl的9脚、第一上拉电阻RPl的3脚与微控制器的37脚连接，IXD显示器二十芯接ロ Pl的10脚、第一上拉电阻RPl的4脚与微控制器的36脚连接，IXD显示器二十芯接ロ Pl的11脚、第一上拉电阻RPl的5脚与微控制器的35脚连接，IXD显示器二十芯接ロ Pl的12脚、第一上拉电阻RPl的6脚与微控制器的34脚连接，IXD显示器二十芯接ロ Pl的13脚、第一上拉电阻RPl的7脚与微控制器的33脚连接，IXD显示器二十芯接ロ Pl的14脚、第一上拉电阻RPl的8脚与微控制器的32脚连接，IXD显示器二十芯接ロ Pl的15脚、IXD显示器二十芯接ロ Pl的19脚、第十三滤波电容C13的一端接电源VCC，第十三滤波电容C13的另一端接地，IXD显示器二十芯接ロ Pl的20脚接地，第一上拉电阻RPl的O脚、第^ 滤波电容Cll的一端接电源VCC,第^ 滤波电容Cll的另一端接地； 所述的按键接ロ电路包括第一上拉电阻R1，第二上拉电阻R2，第十四滤波电容C14，第ー按键开关SI，第二按键开关S2，第三按键开关S3，第四按键开关S4，第五按键开关S5，第六按键开关S6 ;第十四滤波电容C14的一端接电源VCC，第十四滤波电容C14的另一端接地，第一上拉电阻Rl的一端接电源VCC,第一上拉电阻Rl的另一端、第一按键开关SI的一端、第三按键开关S3的一端、第五按键开关S5的一端与微控制器的4脚连接，第一按键开关SI的另一端、第二按键开关S2的一端与微控制器的I脚连接，第三按键开关S3的另ー端、第四按键开关S4的一端与微控制器的2脚连接，第五按键开关S5的另一端、第六按键开关S6的一端与微控制器的3脚连接，第二按键开关S2的另一端、第四按键开关S4的另一端、第六按键开关S6的另一端、第二上拉电阻R2的一端与微控制器的5脚连接，第二上拉电阻R2的另一端接电源VCC ； 所述的实时时间电路包括时钟芯片U2，电源BT1，第十五滤波电容C15，第七上拉电阻R7，第八上拉电阻R8，第九上拉电阻R9，第二石英晶体Y2 ;时钟芯片U2的I脚、第九滤波电容C9的一端接电源VCC，第九滤波电容C9的另一端接地，时钟芯片U2的2脚与第二石英晶体Y2的一端连接，时钟芯片U2的3脚与第二石英晶体Y2的另一端连接，时钟芯片U2的4 脚接地，时钟芯片U2的5脚、第九上拉电阻R9的一端与微控制器的21脚连接，第九上拉电阻R9的另一端接电源VCC，时钟芯片U2的6脚、第八上拉电阻R8的一端与微控制器的22脚连接，第八上拉电阻R8的另一端接电源VCC，时钟芯片U2的7脚、第七上拉电阻R7的一端与微控制器的23脚连接，第七上拉电阻R7的另一端接电源VCC，时钟芯片U2的8脚接电源BTl的正极，电源BTl的负极接地，所述的时钟芯片U2的型号为DS1302 ； 所述的RS232串行接ロ电路包括物理层芯片RS-232收发器U4，第十六滤波电容C16，第十七倍压电荷泵电容C17，第十八倍压电荷泵电容C18，第十九滤波电容C19，第二十滤波电容C20，RS232接ロ电路9针接ロ J2 ;第十七倍压电荷泵电容C17的正极与物理层芯片RS-232收发器U4的I脚连接，第十七倍压电荷泵电容C17的负极与物理层芯片RS-232收发器U4的3脚连接，第十六滤波电容C16的正极与物理层芯片RS-232收发器U4的2脚连接，第十六滤波电容C16的负极接电源VCC，第十八倍压电荷泵电容C18的正极与物理层芯片RS-232收发器U4的4脚连接，第十八倍压电荷泵电容C18的负极与 物理层芯片RS-232收发器U4的5脚连接，第十九滤波电容C19的负极与物理层芯片RS-232收发器U4的6脚连接，第十九滤波电容C19的正极接地，物理层芯片RS-232收发器U4的11脚与微控制器的11脚连接，物理层芯片RS-232收发器U4的12脚与微控制器的10脚连接，物理层芯片RS-232收发器U4的13脚与RS232接ロ电路九针接ロ J2的3脚连接，物理层芯片RS-232收发器U4的14脚与RS232接ロ电路九针接ロ J2的2脚连接，物理层芯片RS-232收发器U4的15脚接地，物理层芯片RS-232收发器U4的16脚、第二十滤波电容C20的一端接电源VCC，第二十滤波电容C20的另一端接地，RS232接ロ电路针接ロ J2的5脚接地，所述的物理层芯片RS-232收发器U4的型号为MAX232CPE。
全文摘要
本发明涉及一种长距离钢带精密传动试验检测器电路。本发明中的光电编码器接口电路与微控制器的I/O口信号连接，模数转换电路与微控制器的I/O口和地址锁存信号线信号连接，数据存储电路与微控制器的I/O口信号连接，LCD显示接口电路与微控制器的I/O口信号连接，按键接口电路与微控制器的I/O口信号连接，实时时间电路与微控制器的I/O口信号连接，RS232串行接口电路与微控制器的串口信号连接，电源电路给微控制器供电。本发明针对性强，专门用于长距离钢带精密摩擦传动试验中主从轮毂转速、转向及预紧力的测量。
文档编号G01M13/02GK102680230SQ20121019389
公开日2012年9月19日 申请日期2012年6月11日 优先权日2012年6月11日
发明者刘洋, 张巨勇, 曹频, 童静, 陈志平, 陈辉 申请人:杭州电子科技大学