测控专业综合课程设计答案(精密丝杆加工工艺,精密测试数据采集,人机交互接口)

测控技术与仪器课程设计
目录
一、精密测试数据采集系统 (3)
1.绪论 (3)
1.1设计目标 (3)
1.2.设计内容概述 (3)
2.数据采集系统综述 (3)
2.1.传感器 (3)
2.2.前置放大器 (3)
2.３.滤波器 (3)
2.４.多路模拟开关 (3)
2.5.采样/保持器......................................................................................... 错误！未定义书签。

2.6.模/数转换器......................................................................................... 错误！未定义书签。

2.7.计算机系统 .......................................................................................... 错误！未定义书签。

2.8.定时与逻辑控制电路 .......................................................................... 错误！未定义书签。

3.信号调理电路的设计 ..................................................................................... 错误！未定义书签。

3.１集成运算放大电路的简介及选用 ..................................................... 错误！未定义书签。

4.信号的滤波 ..................................................................................................... 错误！未定义书签。

4.１.频率混叠和采样定理 ........................................................................ 错误！未定义书签。

4.2切比雪夫低通滤波器的设计 .............................................................. 错误！未定义书签。

4.2.1滤波器概述 ............................................................................... 错误！未定义书签。

5.数模转换......................................................................................................... 错误！未定义书签。

5.1.AD0809的简介及使用方法 ............................................................... 错误！未定义书签。

5.1.1 AD0809 的逻辑结构 ............................................................ 错误！未定义书签。

5.1.2 AD0809 的工作原理 ............................................................ 错误！未定义书签。

5.1.3 ADC0809 应用说明.............................................................. 错误！未定义书签。

5.1.4 AD0809 的应用 .................................................................... 错误！未定义书签。

5.2.AD0809数据采集的c语言程序........................................................ 错误！未定义书签。

6.PC机与单片机通信(RS232协议) ................................................................. 错误！未定义书签。

6.1 RS-232协议......................................................................................... 错误！未定义书签。

6.2单片机与上位机通讯硬件及c程序................................................... 错误！未定义书签。

二、PC机与单片机串口通信........................................................................... 错误！未定义书签。

1.绪论............................................................................................................... 错误！未定义书签。

1.1设计任务 .............................................................................................. 错误！未定义书签。

1.2设计方案 .............................................................................................. 错误！未定义书签。

2.串口通信基本原理 ......................................................................................... 错误！未定义书签。

2.1单片机组成 .......................................................................................... 错误！未定义书签。

2.1.1程序计数器PC ......................................................................... 错误！未定义书签。

2.1.2累加器ACC .............................................................................. 错误！未定义书签。

2.1.3寄存器 ....................................................................................... 错误！未定义书签。

2.2 RS-232通信协议 ............................................................................... 错误！未定义书签。

2.2.1.电气特性 ................................................................................... 错误！未定义书签。

2.2.2、RS-232C的接口信号 ............................................................ 错误！未定义书签。

2.3单片机串行通信方法 ......................................................................... 错误！未定义书签。

2.3.1与串行口有关的SFR ............................................................... 错误！未定义书签。

2.3.2. 串行口的工作方式 ................................................................. 错误！未定义书签。

2.3.3 串行口初始化 ........................................................................ 错误！未定义书签。

3器件原理及连接 ............................................................................................. 错误！未定义书签。

3.1 LED数码显示管 ................................................................................. 错误！未定义书签。

3.2 MAX232 ................................................................................................ 错误！未定义书签。

3.3 DB9串行接口 ..................................................................................... 错误！未定义书签。

4.软件设计......................................................................................................... 错误！未定义书签。

4.1 MSCOMM控件 ....................................................................................... 错误！未定义书签。

4.1.1. 事件驱动法 ............................................................................. 错误！未定义书签。

4.1.2. 查询法 ..................................................................................... 错误！未定义书签。

4.2程序设计简介 ..................................................................................... 错误！未定义书签。

4.2.1.上位机人机通信界面 ............................................................... 错误！未定义书签。

4.2.2.程序的仿真调试 ....................................................................... 错误！未定义书签。

4.3 LED显示流程图 ................................................................................. 错误！未定义书签。

三、精密丝杆加工工艺设计............................................................................ 错误！未定义书签。

1.设计任务书 ..................................................................................................... 错误！未定义书签。

1.1设计目的 .............................................................................................. 错误！未定义书签。

1.2设计要求 .............................................................................................. 错误！未定义书签。

1.3题目 ...................................................................................................... 错误！未定义书签。

1.4设计要求 .............................................................................................. 错误！未定义书签。

1.5原始数据 .............................................................................................. 错误！未定义书签。

1.6设计简图 .............................................................................................. 错误！未定义书签。

1.7提交材料 .............................................................................................. 错误！未定义书签。

2、总体方案设计 .............................................................................................. 错误！未定义书签。

2.1丝杆牙型设计 ...................................................................................... 错误！未定义书签。

2．2丝杆加工工艺过程设计 ................................................................... 错误！未定义书签。

3、工装设计 ...................................................................................................... 错误！未定义书签。

3.1夹具设计 .............................................................................................. 错误！未定义书签。

2.1.1铣键槽专用夹具 ....................................................................... 错误！未定义书签。

3.1.2车/磨专用夹具 .......................................................................... 错误！未定义书签。

3.2工装方案设计 ...................................................................................... 错误！未定义书签。

3.2.1工艺基准设计 ........................................................................... 错误！未定义书签。

3.2.2精车工装设计 ........................................................................... 错误！未定义书签。

4、工艺路线设计 .............................................................................................. 错误！未定义书签。

4.1下料及校直 .......................................................................................... 错误！未定义书签。

4.2球化退火 .............................................................................................. 错误！未定义书签。

工艺参数 ............................................................................................ 错误！未定义书签。

4．3切端面 ............................................................................................... 错误！未定义书签。

4.4打顶尖孔 .............................................................................................. 错误！未定义书签。

工艺参数 ............................................................................................ 错误！未定义书签。

4.5粗车外圆、小轴肩及倒两端倒角 ...................................................... 错误！未定义书签。

工艺参数 ............................................................................................ 错误！未定义书签。

4.6粗车螺纹 .............................................................................................. 错误！未定义书签。

4.7去应力退火 .......................................................................................... 错误！未定义书签。

4.8粗磨外圆及轴肩 .................................................................................. 错误！未定义书签。

4.8.1外圆磨削的形式 ....................................................................... 错误！未定义书签。

4.8.2外圆磨削的方法 ....................................................................... 错误！未定义书签。

4.8.3工艺参数 ................................................................................... 错误！未定义书签。

4.9半精车螺纹 .......................................................................................... 错误！未定义书签。

4.9.1精车刀具 ................................................................................... 错误！未定义书签。

4.9.2丝杆车床 ................................................................................... 错误！未定义书签。

4.9.3工艺参数 ................................................................................... 错误！未定义书签。

4.10铣键槽 ................................................................................................ 错误！未定义书签。

工艺参数 ............................................................................................ 错误！未定义书签。

4.11淬火 .................................................................................................... 错误！未定义书签。

工艺参数： ........................................................................................ 错误！未定义书签。

4.12回火 .................................................................................................... 错误！未定义书签。

工艺参数 ............................................................................................ 错误！未定义书签。

4.13粗磨外圆 ............................................................................................ 错误！未定义书签。

外圆磨削的方法 ................................................................................ 错误！未定义书签。

工艺参数 ............................................................................................ 错误！未定义书签。

4.14粗磨螺纹 ............................................................................................ 错误！未定义书签。

4.15低温时效 ............................................................................................ 错误！未定义书签。

工艺参数 ............................................................................................ 错误！未定义书签。

4.16研磨两顶尖孔 .................................................................................... 错误！未定义书签。

4.17精磨外圆 ............................................................................................ 错误！未定义书签。

高精度、小粗糙度磨削 .................................................................... 错误！未定义书签。

工艺参数 ............................................................................................ 错误！未定义书签。

4.18精磨螺纹 ............................................................................................ 错误！未定义书签。

4.19丝杆的检验、储存 ............................................................................ 错误！未定义书签。

5、精密丝杆的加工精度分析 .......................................................................... 错误！未定义书签。

5、1车削螺纹精度分析 ........................................................................... 错误！未定义书签。

5.1.1螺距误差 ................................................................................... 错误！未定义书签。

5.1.2牙型误差 ................................................................................... 错误！未定义书签。

5.2磨削螺纹精度分析 .............................................................................. 错误！未定义书签。

设计小结............................................................................................................ 错误！未定义书签。

参考文献............................................................................................................ 错误！未定义书签。

一、精密测试数据采集系统
1.绪论
1.1设计目标
针对国际电工电压标准（+、-）5v的规定。

要求能根据信号源电压的范围进行调理和计算，并能根据采样定理设计满足要求的滤波器，然后针对处理后的电压值进行A/D转换、数据标定以及数码显示。

1.2.设计内容概述
1利用运算电路把不同电压范围的信号处理到+5v至-5v之间
2根据采样定理，利用有源滤波器对信号进行抗混滤波
3利用ADC0809等器件对数据进行A/D转换，采用c语言编写A/D转换过程。

4编写c语言上位机通讯程序（采用rs232协议）实现对底层数据的采集与处理。

5已知数据信号电压范围：-0.5v—4.5v；频率成分：信号频率50—300Hz，干扰频率650—750Hz；滤波器类型:切比雪夫有源滤波器，通带增益Kp=1。

2.数据采集系统综述
数据采集（Data Acquisition）就是将要获取的信息通过传感器转换为信号，并经过信号调理、采样、量化、编码和传输等步骤，最后送到计算机系统中进行处理、分析、存储和显示。

相应的系统称为数据采集系统。

一个数据采集系统通常是由传感器（sensor）、信号调理电路（signal conditioning circuit）、A/D 转换器（analog-digital converter，ADC）及微型计算机等4个主要部分组成。

信号调理电路包括信号放大、隔离、模拟滤波、多路转换等。

数据采集系统的任务，就是采集传感器输出的模拟信号并转换成计算机能识别的数字信号，然后送入计算机进行相应的计算和处理，得到所需的数据。

同时，将计算机得到的数据进行显示或打印，以便实现对某些物理量的见识，其中一部分数据还将被生产过程中的计算机控制系统用来控制某些物理量。

数据采集系统性能的好坏，主要取决于它的精度和速度。

在保证精度的条件下，应有尽可能高的采样速度，以满足实时采集、实时处理和实时控制对速度的要求。

数据采集系统主要有硬件和软件两部分组成，其中硬件部分又可分为模拟部分和数字部分。

计算机数据采集系统的硬件基本组成如下图1所示。

图1 计算机数据采集系统的硬件基本组成
从图1可以看出，计算机数据采集系统一般有传感器、前置放大器、滤波器、多路模拟开关、采样/保持（Ｓ/Ｈ）器、模数（Ａ/Ｄ）转换器和计算机系统组成。

以下介绍各个组成部分的功能。

2.1.传感器
传感器的作用是把非电的物理量（如速度、温度、压力等）转变成模拟电量（如电压、电流、电阻或频率）。

2.2.前置放大器
前置放大器用来放大和缓冲输入信号。

由于传感器输出的信号较小（如：常用热电偶的输出变化往往在几毫伏到几十毫伏之间，电阻应变片输出电压的变化只有几个毫伏），因此需要加以放大以满足大多数Ａ/Ｄ转换器的慢量程输入５～１０Ｖ的要求。

此外，某些传感器内阻比较大，输出功率较小，这样放大器还起到阻抗变换器的作用来缓冲输入信号。

由于各类传感器输出信号的情况各不相同，因此放大器的种类也较多。

例如，为了减少输入信号的共模分量，就产生了各种差分放大器、仪用放大器和隔离放大器；为了减少放大器输出的漂移，就产生了斩波稳零和激光修正的精密放大器。

2.３.滤波器
传感器以及后续处理电路中的器件常会产生噪声，人为的发射源也可以通过各种耦合渠道使信号通道感染上噪声。

例如，工频信号可以成为一种人为的干扰源。

为了提高模拟输入信号的信噪比，常常需要使用滤波器对噪声信号进行一定的衰减。

2.４.多路模拟开关
在数据采集系统中，往往要对多个物理量进行采集，即所谓多路巡回检测，这
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测控技术与仪器专业综合课程设计论文，说明书，CAD图纸，C语言源程序及protues仿真等，一整套。

包含：精密测试数据采集系统设计，人机交互接口，精密丝杆加工工艺设计。

保证质量。