基于HIO-1000总线模块的数控机床高频传感器数据采集装置

发布时间：2017-07-19 23:01

  本文关键词：基于HIO-1000总线模块的数控机床高频传感器数据采集装置

  更多相关文章： 华中8型 HIO-1000总线模块 STM32 USB数据传输 FSMC总线 FPGA

【摘要】：随着数控技术不断朝着更加智能化的方向发展,要求数控系统对于加工过程的各种信号参数如:温度、振动、功率、跟踪误差以及刀具状态等能够准确的监控与处理,为数控机床的智能控制提供保障。本文以HNC-848数控系统为平台,设计和实现了一种基于HIO-1000总线模块的数控机床高频传感器数据采集装置,该装置基于STM32与FPGA实现高频信号采集,并与华中8型的总线单元HIO-1000实现了互联互通。该装置具有采集频率高,采集精度可靠,数据存储量大的特点,解决了华中8型数控系统采集高频信号精度不足的问题。本论文结合实际需求进行研究和实践,完成主要工作如下:首先,从华中8型数控系统中的实际需求入手,介绍了以HIO-1000总线单元为基础的数控系统高频传感器数据采集装置的整体方案设计,描述了从AD转换模块、数据采集存储模块到华中8型上位机数据处理模块的设计原理。完成了装置中采集存储模块的硬件设计。其次,实现了华中8型数控系统总线单元AD转换嵌入式软件模块设计。该模块通过FPGA和AD7265实现高精度AD数据采集,并实现了数据采集单元与FPGA之间基于FSMC总线的功能,保证了数据信息的有效传输。第三,实现了基于嵌入式文件系统FatFS进行SD卡数据存储功能。利用STM32自带的Mass storage固件库实现了通过USB接口与数控系统上位机数据传输的功能,最后在华中8型数控系统上位机上集成了数据采集处理的软件功能。最后,通过信号发生器产生标准波形实验对系统的性能进行了验证与标定。将基于HIO-1000总线单元的高频传感器数据采集装置应用到机床振动分析实验中,完成了实际数据采集和验证工作。
【关键词】：华中8型 HIO-1000总线模块 STM32 USB数据传输 FSMC总线 FPGA
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG659;TP274.2
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 绪论8-14
• 1.1 课题来源、背景与意义8-9
• 1.2 数据采集装置的国内外发展状况9-10
• 1.3 数控机床传感器检测系统10-12
• 1.4 论文内容安排12-14
• 第二章 系统总体方案与硬件设计14-25
• 2.1 需求分析14-15
• 2.2 数据采集主要技术指标15-16
• 2.3 系统总体方案设计16-18
• 2.4 采集存储卡硬件设计/18-21
• 2.5 HIO-1073 AD转换卡硬件设计21-24
• 2.6 本章小结24-25
• 第三章 采样数据的转换与传输25-36
• 3.1 FSMC总线概述25-26
• 3.2 FSMC数据传输的软件实现26-29
• 3.3 AD转换的及数据传输控制的软件实现29-35
• 3.4 本章小结35-36
• 第四章 数据存储与文件系统36-48
• 4.1 SDIO协议36-41
• 4.2 FatFS小型嵌入式文件系统41-45
• 4.3 乒乓缓冲存储45-47
• 4.4 本章小节47-48
• 第五章 采集卡与上位机数据传输48-63
• 5.1 USB传输48-52
• 5.2 BOT协议和SCSI协议52-54
• 5.3 数据采集模块中USB通信的软件实现54-62
• 5.4 本章小节62-63
• 第六章 高频传感器采集模块在机床振动实验中的实际应用63-75
• 6.1 数据采集系统性能测试与误差标定63-67
• 6.2 采集装置在数控机床振动实验实际应用67-74
• 6.3 本章小结74-75
• 第七章 总结与展望75-77
• 7.1 总结75-76
• 7.2 展望76-77
• 致谢77-78
• 参考文献78-79

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本文编号：565170