光电鼠标传感器的精密测量与控制系统

3 上位机监测设计

通过单片机的串口发送端，在LabVIEW中编写程序来完成PC机与数据通信设备的数据交换，直接通过串口接收外部数据并进行图形显示，并可将数据存放在txt文件当中。在LabVIEW中主要是使用VISA控件实现串行口直接数据通信，通过RS一232串行接口和LabVIEW实现数据的通信。

使用read string控件对数据进行接收，并通过Waveform graph控件就可以显示实时波形。在LabVIEW中自带的范例中，数据的接收并非是连续不断的，而要通过一定的延时；因此，为了不间断地接收单片机发送的串口数据包，须将前面的写和延时都去掉。因串口接收到的数据是字符型的，而我们所需要的是整型数据，因此可通过强制转换将数据转换为单精度整型。创建数组，将数据和数组初始化相结合得到一个完整的数组，通过Waveform graph控件以及移位寄存器即可实现上位机的实时显示与记录。

4 检测控制性能评价

PS／2接口最大的使用频率是33 kHz。本实验单片机使用12 MHz的晶振，可轻松实现接口功能。但受其芯片特性的影响，尽管OM02的鼠标芯片最高可使用的分辨率为400DPI，但在使用较高分辨率的情况下。鼠标传输的误码率将有所上升，其位移精度也将受到质疑。为保证位移量的准确性，采用200DPI的分辨率，配合看门狗，精度误差和程序稳定性将大为好转。

测试结果如图5所示，图中纵坐标为位移增量点，每一点为0．125 mm。带在较低速的运行中尽管存在速度的上下跳动变化，但跳动量较小。图中带速度的设定值为32点，即40．00 mm／s(灵敏度为0．125 mm／s)，速度平均值为39．987mm／s(测量数据引自速度曲线刚开始稳定时的前1000个时间点)。因其光电鼠标传感器在正常工作环境中使用，系统呈线性变化，对此可引入速度修正系数k，以提高检测精确度。



结语

使用光电鼠标作为检测带运动的速度传感器，其价格低廉、准确性高且使用方便，配合单片机的数字式PID编程控制以及LabVIEW虚拟仪器的图形检测显示，可以很好地对速度要求较低、精度要求不太高的设备进行改装，使其输出速度稳定。又因为光电鼠标技术已趋于成熟，一般情况下对检测表面的粗糙度要求不高，在比较恶劣的工况下仍可保证运行无障碍。近些年所推出的激光鼠标，其分辨率可达到O．01 mm，效果甚佳。该实验在某企业的生产部门进行了现场测试，效果理想。

参考文献

   1. OM02 Optical Mouse sensor Data Sheet 2004
   2. 赵玉昆 PS/2 鼠标和单片机的接口 [期刊论文] -上海应用技术学院学报(自然科学版)2004(1)
   3. 林邓伟.邢文生 光电鼠标芯片组在无接触检测运动物体中的应用 [期刊论文] -微计算机信息2006(20)
   4. 宋健 数字PID 算法在喷雾机器人导航系统中的应用 [期刊论文] -潍坊学院学报2003(6)
      
作者：华侨大学 陈智博  林永忠  蔡钟山  刘聃  肖威威
来源：单片机与嵌入式系统应用 2009 (2)