一种CCD微米级圆钢光电测径仪的研究设计

件成像的两个边界内的标准脉冲个数。找出标准脉冲与实测工件标准尺寸之间的关系进行标定校准，即可得出工件的实际尺寸。可暂时将测量值通过由74LS373和DS1225扩展的片外RAM存储下来,然后通过RS232串口发送给显示模块。

　　2.2.2 软件设计

　　MCU中计数与通信程序框图如图8所示。

　　图8 MCU中计数与通信程序流程

　　程序中存在串口中断和外部中断0，设置串口中断为高优先级中断，由串口的收中断接收来自显示模块中ARM微处理器的控制指令，以确定是否开始测量、存储或查询；由串口的发中断将测量值发送给ARM微处理器进行显示。以行同步脉冲FC的下降沿作为外部中断0触发信号，FC的下降沿到来产生中断后即开始对标准脉冲计数。当查询到二值化信号Q由高电平变为低电平时记录此时标准脉冲个数N1，当查询到二值化信号Q由高电平变为低电平时停止计数，记录此时标准脉冲个数N2；N=N2-N1，按标定校准得系数计算测量值，并转化为ASCII码暂存于外部RAM中，以备直接显示或查询。

　　2.3 显示模块

　　由ARM微处理器接收触摸键操作信息并分析要进行何种操作，然后通过串口发送指令给计数通信模块，并从串口接收来自计数通信模块的测量信息。通过LCD触摸屏显示测量信息，也可以通过Flash/RAM存储测量信息和操作界面。

　　显示模块软件设计流程如图9所示。

　　图9 显示模块程序流程

　　程序中不断扫描触摸键盘并等待串口中断。若扫描到某个键被按下，则发送相应指令到串口控制计数模块测量；若有串口中断判断相应字头，则控制LCD显示或更新系统设置。

　　3 系统实现效果

　　系统实现效果如图10所示。

　　图10 系统实现效果

　　系统总体效果良好，体积小且是非接触式测量。测量精度和速度基本满足微米级测量要求，误差在±0.005 mm之间，高于国家生产测量精度标准；人机界面友好，可以很好地满足生产过程中静态或动态测量圆钢的要求。

　　结语

　　本文提出了线阵CCD微米级非接触式圆钢光电测径仪的设计方案，以ARM微处理器和单片机为核心，解决了传统圆钢测径方法中系统的接触式测量的局限，具有结构简单、小型化、非接触、精度高等特点。实验结果表明，该系统实现了CCD非接触式圆钢光电测径，测量结果准确，精度高、稳定性好，且可直接方便地显示测量结果。该系统已经应用于钢厂圆钢生产高标准检测，有较高的实际应用价值。