基于ARM的数显量具数据处理量仪设计

宿文玲

doi:10.12338/j.issn.2096-9015.2021.0263

基于ARM的数显量具数据处理量仪设计

doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2021.0263

宿文玲

黑龙江财经学院, 哈尔滨150025

基金项目: 黑龙江省教育科学“十四五”规划2021年度重点基金项目（GJB1421557）。

详细信息

作者简介:
宿文玲（1983-），黑龙江财经学院副教授，研究方向：信息与信号处理的教辅工作及研究，邮箱：814877765@163.com

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出版历程
- 网络出版日期: 2022-01-26

Design of ARM-Based Data Processing Measuring Instrument with Data Display

SU Wenling

Heilongjiang University of Finance and Economics, Harbin, 150025, China

摘要

摘要: 介绍一种基于ARM芯片的无线量具数据采集及分析处理仪的设计方案。搭配FPGA作为数据处理单元，配合无线模块、AD转换模块、人机交互等功能模块电路实现整台仪器的研发。从使用功能看，研发的仪器样机可与多台不同种类、不同距离的无线量具建立通讯，且性能稳定，基本达到了设计预期。
- 数据采集 /
- 数据处理 /
- ARM /
- FPGA /
- 无线传输
Abstract: This paper introduces a design scheme for wireless measuring instrument data acquisition and analysis instrument based on the ARM processor. The whole instrument is developed with FPGA as the data processing unit, together with the wireless module, AD conversion module, human-machine interaction, and other functional module circuits. In terms of function, the developed instrument prototype can establish communication with multiple wireless measuring tools of different types and distances, and the performance is stable, which basically meets the design expectation.
- data acquisition /
- data processing /
- ARM /
- FPGA /
- wireless transmission

HTML全文

图 1 系统方案框图

Figure 1. System schematic diagram

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图 2 ARM处理器模块框图

Figure 2. Schematic diagram of ARM processor module

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图 3 无线收发器原理框图

Figure 3. Schematic diagram of wireless transceiver

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图 4 A/D转换模块原理框图

Figure 4. Schematic diagram of A/D conversion module

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图 5 人机交互原理框图

Figure 5. Schematic diagram of human-computer interaction

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图 6 电源模块系统框图

Figure 6. Schematic diagram of power module

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图 7 ARM程序框图

Figure 7. Flowchart of ARM program

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图 8 带有噪声的正弦信号

Figure 8. Sinusoidal signal with noise

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图 9 滤波后的正弦信号

Figure 9. The filtered sinusoidal signal

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图 10 编译码的FPGA时序图

Figure 10. FPGA sequence diagram for encoding and decoding

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图 11 误码率仿真曲线

Figure 11. Error rate simulation curve

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参考文献(15)

[1]	燕国欣, 王建华, 孙彬, 等. 基于ARM的新型磨削加工主动测量控制仪的设计[J]. 工具技术, 2020(7): 89-92.
[2]	武博, 黄惟公．一种基于ARM & Windows CE测控仪器的开发模式[J]．计量技术, 2006(12): 30-32.
[3]	黄土琛, 宫辉, 邵贝贝. 基于 USB 和 FPGA 的多功能数据采集系统[J]. 原子能科学技术, 2013(1): 2172-2176.
[4]	宿文玲．测控仪器用基于FPGA的多路光栅信号采集卡的设计[J]．计量技术, 2018(1): 27-29.
[5]	贾英锋, 郑鹏, 张琳娜. 磨加工主动测量仪中的数字滤波设计[J]. 机械设计与制造, 2018(5): 120-123.
[6]	段檀烁. 数字式磨加工主动测量仪的研制[J]. 机床与液压, 2016(16): 146-148,154. doi: 10.3969/j.issn.1001-3881.2016.16.042
[7]	职占新. 基于统计学习的磨削加工尺寸精度智能预测控制[D]. 郑州: 郑州大学, 2019.
[8]	祁继超. 嵌入式磨加工主动测量控制仪的研发--Z3000B型磨加工主动测量控制仪关键技术研究[D]. 郑州: 郑州大学, 2014.
[9]	Xinhua Yao, Yong He, Hongyao Shen, et al. On-line Asynchronous Compensation Methods for static/quasi-static error implemented on CNC machine tools[J]. International Journal of Machine Tools & Manufacture:Design, research & application, 2012(60): 14-26.
[10]	郑鹏, 张琳娜, 刘武发, 等. 新型磨加工主动测量控制仪的研究[J]. 仪器仪表学报, 2013(10): 2365-2372.
[11]	王颖, 金志军. 常用数字滤波算法[J]. 中国计量, 2012(3): 99-100. doi: 10.3969/j.issn.1006-9364.2012.03.070
[12]	贾英锋. 嵌入式多功能磨加工主动量仪控制器关键技术研究[D]. 郑州: 郑州大学, 2017.
[13]	田雪豪, 张琳娜, 郑鹏. 磨加工主动测量控制仪尺寸预报功能研究[J]. 机械设计与制造, 2019(5): 151-154.
[14]	周润景, 姜攀. 基于QuartusⅡ的数字系统VerilogHDL设计实例详解 [M]. 北京: 电子工业出版社, 2014: 168-202.
[15]	沈会祥. 磨加工主动量仪的屏机分离与测量通道扩展研究[D]. 郑州: 郑州大学, 2016.