基于LPC3250大型轴类工件高准确度在线测量系统

　　其他功能及接口模块

　　复位电路

本系统中，复位电路采用了专用带I2C存储器的电源监控芯片，复位门槛电压为3.0V~3.15V，极大地提高了系统可靠性。

　　系统时钟电路

本设计使用了内部PLL电路，外部晶振可为10~25MHz。在模块设计时，根据实际需要考虑，系统的外部晶振设定为13MHz，RTC的时钟频率设定为32.768KHz。

另外，由于HCLT-2032需要输入一个频率为33MHz的操作时钟源，于是设计了一个33MHz的时钟源。

　　JTAG接口

本系统中，JTAG测试电路接口采用的是ARM公司提出的标准20针脚JTAG仿真测试接口。

　　键盘模块

系统中设计一个4×3的键盘模块。每一列都有一个上拉电阻，12个按键分别为0~9数字键和J、ENTER两个符号键。

　　LCD模块

LCD模块是比较人性化的人机接口部分，在这个系统中选用了TFT3224-3.5B——带触摸屏的液晶显示模块。在本系统中设计LCD是为了实时显示采集的四路传感器数值、以及滚轮旋转的圈数N，并能实时显示各传感器测量数据曲线。

　　系统存储器电路(SRAM和FLASH)

本系统还扩展了2MB的NOR FLASH和8MB的PSRAM。为了方便程序调试以及最终代码的固化应用，使用了LPC3250外部存储器接口的地址空间。

　　外部接口(USB、I2S、MAC、SD接口)

为了完整地应用LPC3250各个模块，系统还设计了四个外设接口，它们分别是USB接口、I2S接口、MAC接口、SD接口。

　　软件设计及数据处理

　　采集与存储程序

软件是整体功能实现及各硬件协同工作的重要保障，设计软件首先针对要实现的任务进行任务划分并设计软件流程图，由于要监测测量过程中各个测量参数，防止打滑等其他因素影响测量结果，并且不同参数对应不同测量要求，测量软件流程图如图2所示。

　　数据处理程序

圆度误差测量过程中，工件或旋转测头支承的径向跳动对测量结果有很大影响，采用三点法将被测工件圆度误差信息与旋转支承的径向跳动分离。另外一项重要测量参数直径，需要综合考虑压力、打滑和温度对测量结果的影响，直径测量程序处理流程图如图3所示。

　　结语

本系统根据测量要求，利用了LPC3250微处理器丰富的芯片资源，极大程度地节省了开发成本，缩短了研发周期，具有友好的人机交互操作和丰富的接口资源，具有可扩展性和协同工作性，便携式设计容易安装测量。可以在被测工件直径D=1m~5m范围内实现连续自动化测量，动态了解加工零件状态，为下一步加工提供参考，减少废品率，直径测量不确定度可以达到U=10Dmm，k=2，圆度测量不确定达到U=4mm，k=2。本系统可以提高我国水轮机工业制造水平，并可以推广到航天、造船等工件制造业，提高我国大型工件制造能力，具有广阔市场前景。