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随着USB(通用串行总线)技术的发展,USB接口优越的传输特性和USB设备的易用性极大地促进了USB技术在各种外设中的应用,USB接口已经成为PC机的标准配置。在传输距离允许的情况下,USB接口以其优越的性能得到了广泛的应用。 光栅尺是精密测量领域普遍采用的一种传感器。本文介绍的光栅表以光栅尺为测量传感器。本文根据目前实际的使用需要,设计并实现了一款带有USB通信接口的多功能测长光栅表。 光栅表的硬件部分以89C51为控制核心,包括采用PDIUSBD12接口芯片的USB接口电路、光栅尺输出信号处理电路、以ispLSI1016为主的计数和信号细分电路、采用BC7281A芯片的数值显示和键盘控制电路、采用X25045芯片的看门狗电路等。 光栅表的软件部分主要包括两部分:一是控制光栅表的固件程序,这部分包括USB接口控制、显示和键盘控制、看门狗控制等;二是在PC机Windows2000工作环境下的USB设备驱动程序,为光栅表和PC机进行通讯提供保证,同时编制了测试程序来测试固件和驱动程序之间的配合情况。 本文采用了软硬件相结合的方法对光栅尺的输出信号进行细分:采用传统的四细分方法和时钟脉沖细分技术,同时对时钟脉冲细分技术进行了改进,用曲线拟合的方法对信号的脉宽进行估计,从而可以动态地测量信号的周期,提高信号的细分精度。 本文设计的光栅表采用USB通信接口具有良好的应用前景;细分技术很实用;具有良好的用户使用交互界面和实用功能。