一種力位移檢測(cè)裝置的曲線標(biāo)定方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種力位移檢測(cè)裝置的曲線標(biāo)定方法，是采用嵌入式控制系統(tǒng)生成檢測(cè)過程中的標(biāo)準(zhǔn)曲線，該標(biāo)準(zhǔn)曲線用來(lái)作為待檢測(cè)曲線是否合格的判斷依據(jù)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，力/位移傳感器檢測(cè)系統(tǒng)在進(jìn)行曲線標(biāo)定方法設(shè)定時(shí)，標(biāo)定次數(shù)固定、人機(jī)基面差、且標(biāo)定后的內(nèi)容在實(shí)時(shí)存儲(chǔ)、實(shí)時(shí)顯示等方面存在缺陷，使得標(biāo)定過程較為復(fù)雜、標(biāo)定方法不夠靈活。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的技術(shù)解決問題是:克服現(xiàn)有力/位移傳感器檢測(cè)系統(tǒng)曲線標(biāo)定次數(shù)固定、人機(jī)界面差、實(shí)時(shí)性差等方面的缺陷，設(shè)計(jì)了一種低成本、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靈活設(shè)置標(biāo)定次數(shù)、人機(jī)界面友好、實(shí)時(shí)存儲(chǔ)和實(shí)時(shí)顯示的曲線標(biāo)定方法。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)解決方案為:
一種力位移檢測(cè)裝置的曲線標(biāo)定方法，利用一片ARM處理器芯片生成液晶觸摸屏的顯示/控制界面，根據(jù)顯示/控制界面的設(shè)置操作信息，設(shè)定待標(biāo)定的曲線通道數(shù)(本發(fā)明中的曲線通道數(shù)可以為1-5通道)和待標(biāo)定曲線的顯示模式(本發(fā)明中的顯示模式包含力/位移模式或力/時(shí)間模式)；若按下顯示/控制界面的啟動(dòng)按鍵，啟動(dòng)一次相應(yīng)通道對(duì)應(yīng)模擬量的采樣，將采樣結(jié)果保存在片內(nèi)存儲(chǔ)空間中，并在液晶觸摸屏上顯示本次的采樣曲線；若按下顯示/控制界面的取消按鍵，則取消本次采樣數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和顯示；若再次按下啟動(dòng)按鍵，則再次啟動(dòng)數(shù)據(jù)采樣、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)顯示；若按下顯示/控制界面的結(jié)束按鍵，則將前述的采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，生成標(biāo)準(zhǔn)曲線，并在液晶觸摸屏的對(duì)應(yīng)窗口顯示標(biāo)準(zhǔn)曲線，同時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)曲線的數(shù)據(jù)自動(dòng)保存至外部FLASH芯片。
[0005]有益效果
本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低的特點(diǎn)，可靈活設(shè)置標(biāo)定次數(shù)，且具有人機(jī)界面友好、能夠?qū)崟r(shí)存儲(chǔ)和實(shí)時(shí)顯示所標(biāo)定曲線的功能。
【附圖說明】
[0006]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)組成框圖。
[0007]圖2為本發(fā)明的液晶觸摸屏顯示界面示意圖。
[0008]圖3為本發(fā)明的ARM芯片與液晶觸摸屏接口電路圖。
[0009]圖4為本發(fā)明中一個(gè)通道傳感器的調(diào)理電路圖。
[0010]圖5為本發(fā)明的主程序流程圖。
[0011]圖6為本發(fā)明的emWin回調(diào)函數(shù)程序流程圖。
[0012]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明專利作進(jìn)一步的描述。
[0013]如圖1所示:本發(fā)明中的ARM芯片I是曲線評(píng)估的控制核心，通過該芯片內(nèi)部集成的液晶驅(qū)動(dòng)模塊3與液晶觸摸屏2相連接，ARM芯片I根據(jù)液晶觸摸屏2傳來(lái)的設(shè)置指令，可以啟動(dòng)相應(yīng)通道的采樣(本發(fā)明中采樣通道數(shù)為1-5)，每次采樣結(jié)束后的數(shù)據(jù)通過DMA通道傳送至片內(nèi)存儲(chǔ)空間，并通過定時(shí)器I定時(shí)讀取片內(nèi)存儲(chǔ)空間的采樣數(shù)據(jù)，達(dá)到設(shè)定的采樣點(diǎn)數(shù)(采樣點(diǎn)數(shù)可以設(shè)置，本發(fā)明中設(shè)定的采樣點(diǎn)數(shù)為4000)后，對(duì)采樣結(jié)果進(jìn)行數(shù)字低通濾波、加權(quán)平均濾波等處理，處理完成后的數(shù)據(jù)送至液晶觸摸屏2的曲線顯示界面進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示；設(shè)置完成后，生成的標(biāo)準(zhǔn)曲線數(shù)據(jù)通過SPI接口發(fā)送至片外FLASH芯片7。
[0014]如圖2所示，本發(fā)明中液晶觸摸屏2的設(shè)置及顯示界面包含以下內(nèi)容:通道選擇設(shè)置按鍵、啟動(dòng)按鍵、取消按鍵、結(jié)束按鍵、曲線顯示界面和曲線信息界面。若按下通道選擇設(shè)置按鍵，則彈出通道選擇對(duì)話框進(jìn)行采樣通道的選擇，本發(fā)明中采樣通道選擇數(shù)為1-5 ;若按下啟動(dòng)按鍵，則啟動(dòng)對(duì)應(yīng)通道的AD采樣，當(dāng)達(dá)到預(yù)設(shè)的采樣點(diǎn)數(shù)后，本次采樣結(jié)束，標(biāo)定次數(shù)標(biāo)志位Flag加1，本次采樣數(shù)據(jù)保存，并送至液晶觸摸屏2的曲線顯示界面進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示；若多次按下啟動(dòng)按鍵，則多次重復(fù)上述過程；若按下取消按鍵，則清除本次采樣的數(shù)據(jù)，且標(biāo)定次數(shù)標(biāo)志位Flag減I ;若按下結(jié)束按鍵，則標(biāo)定過程結(jié)束，根據(jù)標(biāo)定次數(shù)標(biāo)志位Flag的數(shù)值，將前述標(biāo)定的數(shù)據(jù)進(jìn)行平均處理，生成標(biāo)準(zhǔn)曲線，曲線數(shù)據(jù)保存至外部FLASH芯片7并送至曲線顯示界面進(jìn)行顯示；同時(shí)，在曲線信息界面顯示標(biāo)準(zhǔn)曲線的通道數(shù)、標(biāo)定次數(shù)、橫坐標(biāo)最大值和縱坐標(biāo)最大值等信息。
[0015]如圖3所示，本發(fā)明的ARM芯片通過內(nèi)部集成的液晶驅(qū)動(dòng)端口與液晶觸摸屏進(jìn)行連接，本發(fā)明中采用的的ARM芯片為STM32F429，采用的液晶觸屏10寸電阻屏。其中PA8設(shè)置為定時(shí)器??Μ1的PWM輸出，根據(jù)配置定時(shí)器的初始化配置值不同，可以輸出不同占空比的方波，用來(lái)控制液晶屏的背光；PG7連接DCLK，為時(shí)鐘控制線；PFlO連接LCD_DE，用于數(shù)據(jù)輸出使能；PI9和PI10分別接VSYNV和HSYNC，用于選擇控制水平數(shù)據(jù)同步和垂直數(shù)據(jù)同步；PI7, PI6，PI5，PI4，PGll 分別接 B7，B6，B5，B4，B3 用作藍(lán)色控制接口 ；PI2, PIl, ΡΙ0,PH15, PH14, PH13 分別接 G7, G6, G5, G4, G3, G2 用作綠色控制接口 ；PG6, PH12, PHlI, PH10,PH9分別接R7，R6，R5，R4，R3用作紅色控制接口。
[0016]如圖4所示，為本發(fā)明中第一通道傳感器的調(diào)理電路(其余四通道的調(diào)理電路相同)。在本發(fā)明中，每通道傳感器信號(hào)包含一路力傳感器信號(hào)和一路位移傳感器信號(hào)。由于本發(fā)明中使用的力傳感器輸出的差分信號(hào)Yl+、Yl-強(qiáng)度較弱，需要進(jìn)行高增益的信號(hào)放大，故本發(fā)明中采用高精度、高增益的差分輸入儀表放大器AD620對(duì)力傳感器輸出的差分信號(hào)進(jìn)行放大，放大增益為=Gl= (49.4K /R) +1，其中，R為電位器W2的阻值；本發(fā)明中力傳感器輸出的差分電壓信號(hào)為正值或負(fù)值，所以Yl+、Yl-經(jīng)過AD620后輸出的電壓值為正值或負(fù)值，故本電路采用了一個(gè)正向偏置電壓BIAS_Y1，經(jīng)過TL084反向跟隨后與AD620輸出的電壓相疊加，形成一個(gè)小于零的電壓值，然后再經(jīng)過TL084的反向放大，輸出一個(gè)0-3.3V的電壓，并通過TL084組成的二階有源低通濾波環(huán)節(jié)，輸出調(diào)理后的力傳感器信號(hào)ADC_Y1，接入至ARM芯片的AD模塊等待采樣。由于本發(fā)明中使用的位移傳感器輸出的信號(hào)Xl幅值較高，故采用通用運(yùn)算放大器TL084對(duì)位移傳感器信號(hào)進(jìn)行放大，放大增益為:G2=-RW1/R，其中，Rwi為反饋電位器Wl的阻值，R為輸入端電阻Rl的阻值；放大后的信號(hào)經(jīng)過TL084反向跟隨后輸出一個(gè)0-3.3V的電壓，并通過TL084組成的二階有源低通濾波環(huán)節(jié)，輸出調(diào)理后的位移傳感器信號(hào)ADC_X1，接入至ARM芯片的AD模塊等待采樣。
[0017]如圖5所示，給出了本發(fā)明中ARM控制器的曲線評(píng)估方法設(shè)計(jì)主程序流程圖，在該主程序中，分別初始化1端口、初始化液晶顯示、初始化觸摸設(shè)置、分別初始化AD、初始化定時(shí)器、初始化emWin、界面設(shè)計(jì)、開定時(shí)器中斷、界面顯示。在本發(fā)明中，定時(shí)器中斷服務(wù)程序調(diào)用emWin內(nèi)部的觸摸掃描接口函數(shù)GUI_T0UCH_EXec O，不斷的對(duì)觸摸過程進(jìn)行掃描，而主函數(shù)則一直刷新顯示界面，直到有觸摸信息時(shí)，馬上進(jìn)入emWin的回調(diào)函數(shù)中處理對(duì)應(yīng)的觸摸信息，由于emWin的每一個(gè)控件都分配不同的ID，所以就可以在回調(diào)函數(shù)中根據(jù)不同的ID分辨出哪個(gè)控件被按下，然后做相應(yīng)的處理，完成后函數(shù)又開始刷新顯示界面。
[0018]如圖6所示，給出了本發(fā)明的emWin回調(diào)函數(shù)程序流程圖，若有按鍵按下，則進(jìn)入emffin的回調(diào)函數(shù)，在回調(diào)函數(shù)中處理觸摸信息。若按下通道選擇按鍵，則選擇相應(yīng)的采樣通道后返回；若按下啟動(dòng)按鍵，則啟動(dòng)上述通道進(jìn)行采樣，并讀取采樣結(jié)果，如果達(dá)到設(shè)定的采樣點(diǎn)數(shù)(本發(fā)明中最大采樣點(diǎn)數(shù)為4000個(gè)點(diǎn)，實(shí)際應(yīng)用中該最大采樣點(diǎn)數(shù)可以根據(jù)采樣速度和屏幕像素?cái)?shù)靈活調(diào)整)，生成一組曲線數(shù)據(jù)，該組數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)在液晶觸摸屏的曲線顯示界面進(jìn)行顯示，并保存在片內(nèi)存儲(chǔ)空間中，啟動(dòng)按鍵按下標(biāo)志位Flag加I ;若再次按下啟動(dòng)按鍵，則重復(fù)上次過程，并將該組采樣數(shù)據(jù)與前述的采樣數(shù)據(jù)累加；若按下取消按鍵，則清除本組采樣數(shù)據(jù)，啟動(dòng)按鍵按下標(biāo)志位Flag減I ;若按下結(jié)束按鍵，則停止采樣，將前述過程生成的累加后的有效數(shù)據(jù)組除以啟動(dòng)次數(shù)Flag后得到最終的標(biāo)定曲線，清除Flag標(biāo)志位，曲線數(shù)據(jù)保存至外部FLASH芯片并送至曲線顯示界面進(jìn)行顯示，同時(shí)，在曲線信息界面顯示標(biāo)準(zhǔn)曲線的通道數(shù)、標(biāo)定次數(shù)、橫坐標(biāo)最大值和縱坐標(biāo)最大值等信息。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種力位移檢測(cè)裝置的曲線標(biāo)定方法，其特征在于包括:ARM芯片(I)作為曲線標(biāo)定過程實(shí)現(xiàn)的核心處理單元，ARM芯片(I)通過內(nèi)部集成的液晶驅(qū)動(dòng)模塊(3)與液晶觸摸屏(2)相連接，根據(jù)液晶屏的觸發(fā)指令進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)置和操作，采樣的曲線在液晶觸摸屏(2)上實(shí)時(shí)顯示；ARM芯片(I)通過內(nèi)部集成的AD模塊(4)與調(diào)理電路(5)相連接，接收傳感器(6)的信號(hào)；ARM芯片(I)通過SPI通信方式與外部FLASH芯片(7)相連接，用于保存設(shè)置完成后的數(shù)據(jù)。
2.一種力位移檢測(cè)裝置的曲線標(biāo)定方法，其特征在于包括:ARM芯片(I)采用嵌入式圖形用戶界面工具emWin進(jìn)行曲線評(píng)估界面的設(shè)計(jì)并在液晶觸摸屏(2)上進(jìn)行顯示，其中，液晶觸摸屏(2)的顯示/控制界面包含:通道選擇設(shè)置按鍵、啟動(dòng)按鍵、取消按鍵、結(jié)束按鍵、曲線顯示界面和曲線信息界面，其中，通道選擇、啟動(dòng)、取消、結(jié)束等命令參數(shù)可以通過液晶屏(2)進(jìn)行人機(jī)交互界面的設(shè)置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種力位移檢測(cè)裝置的曲線標(biāo)定方法，其特征在于:所述的ARM芯片(6)采用TMS32F429系列ARM作為算法的處理器。
【專利摘要】一種力位移檢測(cè)裝置的曲線標(biāo)定方法，利用一片ARM芯片作為控制器，采用嵌入式圖形用戶界面工具emWin進(jìn)行曲線標(biāo)定界面的設(shè)計(jì)并在液晶觸摸屏上進(jìn)行顯示，根據(jù)顯示/控制界面的設(shè)置信息，設(shè)定待標(biāo)定的曲線通道數(shù)和待標(biāo)定曲線的顯示模式，并根據(jù)觸摸按下的相應(yīng)按鍵進(jìn)行啟動(dòng)采樣、停止采樣、數(shù)據(jù)處理等功能，處理完成的曲線在液晶觸摸屏的對(duì)應(yīng)窗口進(jìn)行顯示，同時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)曲線的數(shù)據(jù)自動(dòng)保存至外部FLASH芯片。
【IPC分類】G01L25-00, G01L27-00, G01B21-02
【公開號(hào)】CN104567772
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510007443
【發(fā)明人】韓輔君, 楊洪勇, 劉慧霞
【申請(qǐng)人】魯東大學(xué)
【公開日】2015年4月29日
【申請(qǐng)日】2015年1月8日