一种具有柱式显示方式的智能化测微仪

　　0　引　言

　　传统数显测微仪的基本原理是将精密传感器的信号用适当的二次仪表电路进行放大,并直接送数字显示器显示测量结果.这种测微仪不具备智能化功能,存在如下缺点:

　　1)功能单一,不具备打印输出、超差报警、数据存储、统计运算等功能,使用不便;

　　2)只能用于相对法比对测量,不能直接给出被测件的绝对尺寸,一般只适用于计量室或实验室使用,不适用于生产现场;

　　3)显示方式单一,不直观形象,影响测量效率.

　　基于以上情况,根据现代化生产对测量高精度、高效率及示值形象性、直观性的要求,研究设计了一种既适合于计量室、实验室使用,又可满足生产现场使用的高精度、高效率并且内置微处理器(单片机)的具有柱式显示方式的智能化测微仪.

　　1　总体设计和仪器的基本组成

　　1·1　总体设计

　　仪器的总体设计是利用微处理器技术,实现仪器的智能化和柱式显示方式.

　　1)利用单片机的运算能力,直接完成被测件绝对尺寸的显示以及实现仪器的快速精确标定;

　　2)充分发挥单片机软件优势,实现测量数据的数显、打印、均值计算、统计分析、输入上下偏差并超差声音报警等智能化功能;

　　3)运用单片机数据处理和误差补偿的特长,采用数字滤波和非线性误差修正等手段,提高测微仪的精度指标,改善仪器的使用性能;

　　4)用LED列排组成LED显示光标(也称电子柱)实现测微仪的柱式显示.

　　1·2　硬件组成

　　A/D转换采用412位芯片7135实现,转换结果直接送4位半LED数码相对显示屏,同时通过光耦和8155接口芯片送入单片机内存,经运算处理后,分别送LED数码绝对显示屏和LED光柱显示,其硬件组成如图1所示.

　　1·3　软件设计

　　测微仪系统软件由主程序和10余个子模块组成.主程序是一个键盘查询管理和调用各子模块的闭环程序.主程序流程图如图2所示.

　　整个系统软件设计为分页形式.第1页是系统开始起动时的系统初始页,此时显示仪器型号并查询8个键盘按键中的上、下翻页键是否按下,其它键不响应.各页对应仪器的相应工作状态;第2页和第3页是输入状态,分别输入系统操作日期和被测件型号及操作者编号,这些数据在打印测量数据时一同打印输出;第4页是软件标定页,在此状态,可以对仪器进行软件标定;第5页用于输入电子光柱显示范围,如不输入则按第4页标定件数值自动设置;第6页是仪器的主工作状态—测量工作状态,此页中完成从相对显示通道读取数据并处理计算,然后送绝对显示.在此状态中,还可按所定义的键盘功能分别进行数据输出打印、数据存储、取平均值运算等一系列功能.各状态中,上、下两个翻页功能键是相同的,其第6个功能键按不同状态各有不同定义.下翻页键的动作顺序按第1, 2, 3, 4, 5, 6, 1页的顺序,上翻页键则按相反的顺序转换.