一種基于usb的數(shù)顯量具數(shù)據(jù)采集裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型是一種基于USB的數(shù)顯量具數(shù)據(jù)采集裝置，其特征在于：該采集裝置包括采集器(1)、上位機(jī)(6)和數(shù)顯量具(7)，采集器(1)包括微處理器(2)、信號(hào)電平轉(zhuǎn)換電路(3)、復(fù)位電路(4)、電壓轉(zhuǎn)換電路(5)，其中：微處理器(2)通過印刷電路板與信號(hào)電平轉(zhuǎn)換電路(3)、電壓轉(zhuǎn)換電路(5)、復(fù)位電路(4)連接，微處理器(2)和電壓轉(zhuǎn)換電路(5)均通過USB接口(8)與上位機(jī)(6)連接，信號(hào)電平轉(zhuǎn)換電路(3)通過RS232接口(9)與數(shù)顯量具(7)連接。該裝置的優(yōu)點(diǎn)是將數(shù)顯量具的測(cè)量數(shù)據(jù)直接傳輸?shù)街圃靾?zhí)行系統(tǒng)中，提高了制造執(zhí)行系統(tǒng)檢測(cè)環(huán)節(jié)自動(dòng)化程度，降低檢測(cè)成本，提高效率和質(zhì)量。
【專利說明】一種基于USB的數(shù)顯量具數(shù)據(jù)采集裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型是一種基于USB的數(shù)顯量具數(shù)據(jù)采集裝置，屬于計(jì)量測(cè)試【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)前，數(shù)字化設(shè)計(jì)和制造技術(shù)得到長(zhǎng)足發(fā)展，傳統(tǒng)檢測(cè)技術(shù)越來越成為限制生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量提高的瓶頸，同時(shí)，作為數(shù)字化閉環(huán)制造體系的關(guān)鍵缺失環(huán)節(jié)，數(shù)字化檢測(cè)技術(shù)已經(jīng)得到越來越多科學(xué)研究機(jī)構(gòu)的關(guān)注。然而其中檢測(cè)環(huán)節(jié)雖然部分使用數(shù)顯量具獲取測(cè)量數(shù)據(jù)，但仍然采用手動(dòng)方法錄入制造執(zhí)行系統(tǒng)，導(dǎo)致檢測(cè)過程效率低、可靠性差、成本居高不下等問題，進(jìn)而影響產(chǎn)品的生產(chǎn)成本、周期和質(zhì)量。
[0003]通用量具的自動(dòng)化數(shù)據(jù)采集是數(shù)字化檢測(cè)技術(shù)實(shí)施過程中的一個(gè)關(guān)鍵問題。為滿足廣泛的社會(huì)需求，各大計(jì)量器具廠商紛紛推出具有數(shù)字顯示和輸出功能的數(shù)顯量具、量?jī)x，然而不同廠商的數(shù)顯量具、量?jī)x具有不同的傳輸接口，這給量具的自動(dòng)化數(shù)據(jù)采集帶來不便。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型正是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺點(diǎn)而設(shè)計(jì)提供了一種基于USB的數(shù)顯量具數(shù)據(jù)采集裝置，其目的是將數(shù)顯量具的測(cè)量數(shù)據(jù)直接傳輸?shù)街圃靾?zhí)行系統(tǒng)中，提高了制造執(zhí)行系統(tǒng)檢測(cè)環(huán)節(jié)自動(dòng)化程度，降低檢測(cè)成本，提高效率和質(zhì)量。
[0005]本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的:
[0006]該種基于USB的數(shù)顯量具數(shù)據(jù)采集裝置，其特征在于:該采集裝置包括采集器
(I)、上位機(jī)(6)和數(shù)顯量具(7)，采集器(I)包括微處理器(2)、信號(hào)電平轉(zhuǎn)換電路(3)、復(fù)位電路(4)、電壓轉(zhuǎn)換電路(5)，其中:微處理器(2)通過印刷電路板與信號(hào)電平轉(zhuǎn)換電路
(3)、電壓轉(zhuǎn)換電路(5)、復(fù)位電路(4)連接，微處理器(2)和電壓轉(zhuǎn)換電路(5)均通過USB接口⑶與上位機(jī)(6)連接，信號(hào)電平轉(zhuǎn)換電路(3)通過RS232接口(9)與數(shù)顯量具(7)連接。
[0007]本實(shí)用新型所提供的數(shù)顯量具數(shù)據(jù)采集裝置能夠消除制造執(zhí)行系統(tǒng)中檢測(cè)數(shù)據(jù)的人工錄入環(huán)節(jié)，在提高數(shù)顯量具數(shù)據(jù)采集和處理自動(dòng)化程度的基礎(chǔ)上，有效降低數(shù)據(jù)采集的錯(cuò)誤率，提高數(shù)據(jù)采集的效率，為生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)快速、準(zhǔn)確數(shù)據(jù)采集提供技術(shù)基礎(chǔ)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1為采用本實(shí)用新型裝置的結(jié)構(gòu)示意圖
[0009]圖2為圖1中信號(hào)電平轉(zhuǎn)換電路(3)的電路圖
[0010]圖3為圖1中電壓轉(zhuǎn)換電路(5)的電路圖
[0011]圖4為圖1中復(fù)位電路(4)的電路圖
[0012]圖5為存貯在圖1中單片機(jī)(2)內(nèi)的軟件的流程圖，其中，圖5(a)為主程序流程，圖5(b)為中斷流程
[0013]圖6為存貯在圖1中上位機(jī)(6)內(nèi)的軟件的流程圖

【具體實(shí)施方式】
[0014]以下將結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案作進(jìn)一步地詳述:
[0015]參見附圖1所示，該種基于USB的數(shù)顯量具數(shù)據(jù)采集裝置包括采集器1、上位機(jī)6和數(shù)顯量具7，采集器I包括微處理器2、信號(hào)電平轉(zhuǎn)換電路3、復(fù)位電路4、電壓轉(zhuǎn)換電路5，其中:微處理器2通過印刷電路板與信號(hào)電平轉(zhuǎn)換電路3、電壓轉(zhuǎn)換電路5、復(fù)位電路4連接，微處理器2和電壓轉(zhuǎn)換電路5均通過USB接口 8與上位機(jī)6連接，信號(hào)電平轉(zhuǎn)換電路3通過RS232接口 9與數(shù)顯量具7連接；
[0016]信號(hào)電平轉(zhuǎn)換電路3用于采集數(shù)顯量具7的信號(hào)，并將該信號(hào)與微處理器2的信號(hào)電平進(jìn)行匹配轉(zhuǎn)換，信號(hào)電平轉(zhuǎn)換電路3的電路圖如圖2所示，圖中所選用電平轉(zhuǎn)換芯片為 MAX232D ；
[0017]電壓轉(zhuǎn)換電路5通過與上位機(jī)6連接的USB接口 8為采集器I提供電源，電壓轉(zhuǎn)換電路5的電路圖如圖3所示，圖中所選用電壓轉(zhuǎn)換芯片為REGl 17 - 3.3 ；
[0018]復(fù)位電路4用于微處理器上電復(fù)位，復(fù)位電路4的電路圖如圖4所示；
[0019]微處理器2采用Silicon Laboratories公司生產(chǎn)的芯片C8051F340 ；
[0020]對(duì)微處理器2和上位機(jī)6上進(jìn)行編程，對(duì)微處理器2的編程如圖5所示，對(duì)上位機(jī)6的編程如圖6所示，本實(shí)有用新型裝置的工作過程如下:
[0021]步驟一與數(shù)顯量具7連接的采集器I采用中斷方式接收數(shù)顯量具7的測(cè)量數(shù)據(jù)，接收流程如圖5 - b所示，步驟如下:
[0022]1.1單片機(jī)2通過信號(hào)電平轉(zhuǎn)化電路3采用中斷方式接收數(shù)顯量具7的RS232信號(hào)，檢索接收中斷標(biāo)志R1的值，I表示接收中斷，執(zhí)行步驟1.2 ；0表示非接收中斷，結(jié)束流程;
[0023]1.2單片機(jī)2設(shè)置中斷標(biāo)志R1的值為0，從寄存器SBUFO中取出當(dāng)前接收到的字符，檢索字符值，若為’ +’或符號(hào)位，則執(zhí)行步驟1.3;若為0x13，則執(zhí)行步驟1.4;若為其他字符，則執(zhí)行步驟1.5 ;
[0024]1.3單片機(jī)2設(shè)置接收緩沖區(qū)指針I(yè)nd至BUF[8]的首地址，將’ +’或’ _ ’符號(hào)位放入接收緩沖區(qū)指針I(yè)nd所指位置，接收緩沖區(qū)指針I(yè)nd后移一個(gè)位置；
[0025]1.4單片機(jī)2設(shè)置接收完成標(biāo)志Tx_Ready為1，設(shè)置測(cè)量單位UNIT [8]；
[0026]1.5單片機(jī)2將字符放入接收緩沖區(qū)指針I(yè)nd所指位置，接收緩沖區(qū)指針I(yè)nd后移一個(gè)位置；
[0027]步驟二單片機(jī)2將步驟一得到的存儲(chǔ)在BUF[8]中的測(cè)量結(jié)果填入通信結(jié)構(gòu)中第39至第46八個(gè)字節(jié)處，將步驟一得到的存儲(chǔ)在UNIT [8]中的測(cè)量單位填入通信結(jié)構(gòu)中第55至第62八個(gè)字節(jié)處，其流程如圖5 - a所示，步驟如下:
[0028]2.1清空接收緩沖區(qū)BUF [8]；
[0029]2.2檢索接收完成標(biāo)志TX_Ready的值，I表示接收完成，執(zhí)行2.3 ；0表示接收未完成，執(zhí)行2.4 ；
[0030]2.3將接收緩沖區(qū)BUF[8]中的測(cè)量結(jié)果填入通信結(jié)構(gòu)第39至第46八個(gè)字節(jié)處，將測(cè)量單位填入通信結(jié)構(gòu)第55至第62八個(gè)字節(jié)處；
[0031]2.4 轉(zhuǎn)至 2.2
[0032]所用通信結(jié)構(gòu)的格式如以下表I所示，
[0033]表I
[0034]
I 字段名稱字段含義起始字節(jié)字段大小數(shù)據(jù)包大小以字節(jié)為單位的數(shù)據(jù)包大小o' ?
數(shù)據(jù)包類型預(yù)定義的數(shù)據(jù)包類型代碼F Γ
量具標(biāo)識(shí)^駆5量具子系統(tǒng)定義的量具唯一標(biāo)識(shí)^ ^...量具類型^...預(yù)定義的量具類型;........如卡尺等IT 16"
量具^量具測(cè)量精度2f
^ 量程上限量具測(cè)量范圍上隱3Γ Γ
I MfITPI —量具測(cè)量《圍下隱35^ 4^
I '----^....39" F
f.....檢||日期^___量具質(zhì)檢日期的筒單表示，_________如_____130512^^
^ 量具狀態(tài)^預(yù)定義的量具狀態(tài)，可用或f+可爾μΓ
有效曰期量具有效日期的簡(jiǎn)單表示，如140512δΓ^
檢驗(yàn)級(jí)別^預(yù)定義的質(zhì)檢級(jí)別代碼MΓ
測(cè)量單位^量具測(cè)量數(shù)據(jù)的計(jì)量單位K8~
I預(yù)留字節(jié)預(yù)留系統(tǒng)擴(kuò)慶使用，系統(tǒng)外部不可見63
[0035]表I中的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)如下:
[0036]第O至第I兩個(gè)字節(jié)存放表示數(shù)據(jù)包所占字節(jié)數(shù)目的短整數(shù)；
[0037]第2個(gè)字節(jié)存放表示數(shù)據(jù)包類型的ASCII字符；
[0038]第3至第10八個(gè)字節(jié)存放表示量具標(biāo)識(shí)的ASCII字符串；
[0039]第11至第26十六個(gè)字節(jié)存放表示數(shù)顯量具類型的ASCII字符串；
[0040]第27至第30四個(gè)字節(jié)存放表示數(shù)顯量具測(cè)量精度的浮點(diǎn)數(shù)；
[0041]第31至第34四個(gè)字節(jié)存放表示數(shù)顯量具測(cè)量范圍上限的浮點(diǎn)數(shù)；
[0042]第35至第38四個(gè)字節(jié)存放表示數(shù)顯量具測(cè)量范圍下限的浮點(diǎn)數(shù)；
[0043]第39至第46八個(gè)字節(jié)存放表示數(shù)顯量具測(cè)量結(jié)果的ASCII字符串；
[0044]第47至第49三個(gè)字節(jié)存放表示數(shù)顯量具檢驗(yàn)日期的ASCII字符串；
[0045]第50個(gè)字節(jié)存放表示數(shù)顯量具可用狀態(tài)的ASCII字符；
[0046]第51至第53三個(gè)字節(jié)存放表示數(shù)顯量具有效日期的ASCII字符串；
[0047]第54個(gè)字節(jié)存放表示數(shù)顯量具的檢驗(yàn)級(jí)別的ASCII字符；
[0048]第55至第62八個(gè)字節(jié)存放表示數(shù)顯量具測(cè)量單位的ASCII字符串；
[0049]第63個(gè)字節(jié)是保留字節(jié)，用于擴(kuò)展用途；
[0050]其中，第2個(gè)字節(jié)存放的表示數(shù)據(jù)包類型的ASCII字符具體含義如下:
[0051]O表示信息請(qǐng)求代碼，I表示信息返回代碼,2表示接收反饋代碼,3表示驗(yàn)證反饋代碼；
[0052]步驟三將步驟二得到的包含測(cè)量結(jié)果的通信結(jié)構(gòu)上傳給上位機(jī)6，上傳的通信流程如圖6所示，步驟如下:
[0053]3.1上位機(jī)6發(fā)送通信結(jié)構(gòu)至微處理器2，其中數(shù)據(jù)包類型字段為信息請(qǐng)求代碼0，若發(fā)送成功，則執(zhí)行3.2 ;否則，執(zhí)行3.1 ；
[0054]3.2上位機(jī)6接收來自微處理器2的數(shù)據(jù)包類型字段為信息返回代碼I的通信結(jié)構(gòu)，其中包含數(shù)顯量具7的測(cè)量結(jié)果和測(cè)量單位，若接收成功，則執(zhí)行3.3 ;否則，執(zhí)行3.1 ；
[0055]3.3上位機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)包類型字段為接受反饋代碼2的通信結(jié)構(gòu)至微處理器2，若發(fā)送成功，則執(zhí)行3.4 ;否則，執(zhí)行3.1 ；
[0056]3.4上位機(jī)6接受來自微處理器2的數(shù)據(jù)包類型字段為驗(yàn)證反饋代碼3的通信結(jié)構(gòu)，若接收成功，則執(zhí)行3.5 ;否則執(zhí)行3.1 ；
[0057]3.5上位機(jī)解析在3.2中得到的通信結(jié)構(gòu)，將第39至第46字節(jié)的ASCII字符串代表的測(cè)量結(jié)果、第55至第62字節(jié)的ASCII字符串代表的測(cè)量單位和第3至第10字節(jié)的ASCII字符串代表的量具標(biāo)識(shí)裝入上位機(jī)的制造執(zhí)行系統(tǒng)的檢測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)中。
【權(quán)利要求】
1.一種基于USB的數(shù)顯量具數(shù)據(jù)采集裝置，其特征在于:該采集裝置包括采集器(I)、上位機(jī)(6)和數(shù)顯量具(7)，采集器(I)包括微處理器(2)、信號(hào)電平轉(zhuǎn)換電路(3)、復(fù)位電路(4)、電壓轉(zhuǎn)換電路(5)，其中:微處理器(2)通過印刷電路板與信號(hào)電平轉(zhuǎn)換電路(3)、電壓轉(zhuǎn)換電路(5)、復(fù)位電路(4)連接，微處理器⑵和電壓轉(zhuǎn)換電路(5)均通過USB接口(8)與上位機(jī)(6)連接，信號(hào)電平轉(zhuǎn)換電路(3)通過RS232接口(9)與數(shù)顯量具(7)連接。
【文檔編號(hào)】G05B19/042GK203930417SQ201420303201
【公開日】2014年11月5日 申請(qǐng)日期:2014年6月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月9日
【發(fā)明者】鄭會(huì)龍, 李志 , 趙世遷, 馬藝航, 鞠長(zhǎng)濱 申請(qǐng)人:中國(guó)航空工業(yè)集團(tuán)公司北京航空精密機(jī)械研究所