基于USB总线的材料拉伸变形量测量系统的设计-光学工程专业论文.docxVIP

摘要基于USB2．0总线接口方式非接触同步测量弹性材料在两个方向上的拉伸变 摘要 基于USB2．0总线接口方式非接触同步测量弹性材料在两个方向上的拉伸变 形量是当今材料科学对提高材料弹性特性的重要测量手段。系统采用两个独立的 线阵CCD光电传感器为测量头，同步测量材料从拉伸交形到断裂全过程中的水 平和竖直两个方向变形量与拉力的关系，得到“应力一变形量”关系曲线。利用 二值化处理电路对CCD输出信号进行边界信息的提取，实现两个方向变形量的 同步快速测量。与此同时，采用同步A／D转换电路实现拉力的同步快速测量。 利用CPLD和专用USB接口芯片设计数据采集计算机接口电路，使现场调试、 数据采集、显示和处理工作更为方便、快捷。 本课题主要完成以下工作： l、设计了基于可编程逻辑器件的线阵CCD的驱动电路、CCD视频信号的 二值化处理和采集电路、CCD视频信号的A／D处理和采集电路。 2、设计了基于CYPRESS公司USB2．0总线控制器CY7C68013的USB总线 计算机数据采集电路。 3、编制Keil uVision2下的C51固件程序。 4、用GPIF Designer实用程序设计了GPIF波形，实现测量系统数据到USB 控制器片内存储器的快速传输。 5、编制WIN2000操作系统下的WDM设备驱动程序。利用VC6．0开发了 基于USB总线的材料拉伸变形量检测系统的客户端程序，并使用改程序完成了 对胶皮样品的测试实验，得到了满意的结果。 关键词：变形量检测，线阵CCD，USB总线，可编程逻辑器件，同步数据采 集 ABSTRACTAs ABSTRACT As we know,it is all impo咖t measuring way to detect the蜘sion deformation of elastic material without contact with the samples in two directions simultaneously by the way of USB2．0 bus interface．This way provides a convenient way to improve materials’elasticity．This system Bses two independent liner CCD sensors as photoelectric detectors．which撇used to get the relation between material’S amount of deformation and tension force in both horizontal direction and vertical direction simultaneously from deformation to break．Binarization processing circuit is applied to extract boundary’s information from outputs of CCD，which realizes rapid measurement of deformation amount in two directions simultaneously．At the same time，A／D converting circuit is used to get synchronolls stress on material．Therefore we get ctlrves of the stress and the deformation in the whole distortion coo,rge．The USB．bus interface circuit is designed with CPLD and USB Microcontroller CY7C68013． The main work includes： 1．Designing CCD’S drive circuit，A／D processing circuit and two-valued data acquisition circulm ofthe Measurement System based on CPLD． 2．Designing the data acquisition circults based on USB bus with USB Microcontroller CY7C68013． 3．Programming the USB fmnware under the utility ofKeil uVision2． 4．Designing GPIF wav