基于ARM的多通道试验数据采集系统——数据采集部分开题报告.doc

毕业设计 (论文)开题报告 机电与信息工程 学院 电气工程与自动化专业 课题名称： 基于ARM的多通道试验数据 采集系统——数据采集部分 毕业设计(论文)起止时间： 　2008　年　2 月　16 日～　6 月　14 日(共　18　周) 学生姓名： 学号： 指导教师： 报告日期： 2008年3月16日 1、本课题所涉及的问题在国内(外)的研究现状综述 我的毕业设计所涉及的问题是基于ARM的实验材料机中的数据采集。材料试验机是检测材料及其制品在各种环境和模拟状态下的机械性能、工艺性能、结构抗振强度以及材料与构件内外表面缺陷的重要科学测试仪器与设备。它广泛应用于交通运输、冶金建筑、汽车、宇航与造船以及国防科技、高等院校等国民经济的各个领域和部门。材料试验机作为一种精密测试设备，对于材料科学的快速发展、工业产品和工程结构的合理设计、有效地使用材料、改进工艺、减小产品的体积和重量、提高产品质量，以及保证安全可靠和提高使用寿命等，都具有极其重要的作用[]ll2]。第一台材料试验机诞生在Sl世纪的法国，经过几个世纪的发展，特别是进入上个世纪70年代，随着电子与信息技术的发展，试验机的面貌发生了翻天覆地的变化。目前国际上普遍认可的英国NISTRON公司和日本岛津公司的产品体现着试验机行业的先进技术水平。[10] 以往国外生产的万能试验机主要包括机械式、液压式和电子式三种。七十年代初期又发展了电液伺服万能试验机。机械式万能试验机的生产，己处于停滞状态。液压式万能试验机，仍在成批生产，其控制系统主要分电液伺服式和电液比例式两种类型。而电子万能试验机是近年来发展较快的一种万能试验机。其发展初期，主要采用电子测力装置以及控制横梁作等速运动。目前国外生产的电子万能试验机，大多可以控制横梁移动的速度、加荷率和应变率。后两项是现代材料试验所需要的，也是机械式、液压式和旧式电子万能试验机所不具备的两种非常有用的测试功能。国外电子万能试验机经过四十多年的发展，先后推出了四代产品，即第一代为电子管与晶体管时代，第二代为集成电路模拟时代，第三代为数字时代，第四代为计算机时代[13]。比较有代表性的厂家有英国的英斯特朗公司和日本的岛津制作所。英斯特朗公司的第一代产品是1110系列，第二代产品为1190系列，第三代产品为noo、6000系列，第四代产品是4500系列(精密型)和40以)(4200、4300)系列(标准型)。岛津制作所的第一代产品是SI系列，第二代产品是DSS系列，第三代产品是AG一A、B、C系列，第四代是AG一E系列。国外电子万能试验机的发展也推动着我国电子万能试验机的发展，在六十年代，我国最早开发的电子万能试验机是由长春试验机研究所开发的定型产品WD系列，先后移植给宁夏青山试验机厂、广州试验仪器厂。但是由于我国在工艺设备手段、元器件品种质量、开发设计的技术水平等多方面条件制约，我国在这种技术复杂、质量要求高的高科技产品的开发与研制方面与国外有较大差距。 目前，电子万能试验机是一种先进的用户极易操作的精密万能试验机，它利用计算机经调速系统控制伺服电机转动，经减速系统减速后通过滚珠丝杠副带动移动横梁上升、下降，完成试样的拉伸、压缩、弯曲等力学性能试验。在试验过程中，材料的力学指标是通过计算机显示出来的，由于试验机系统的惯性很小，基本上可以忽略不计，所以测出来的力学指标和材料的实际指标要更接近一些。此外，与传统的液压万能材料试验机相比，电子万能试验机具有体积小，示值精确度高、使用微机操作、试验速度控制准确可靠、自动记录绘图及打印试验数据等优点，因此这种试验机普遍受到用户的好评，而且也必将成为今后试验机发展的一个总的趋势。电子万能试验机惯性小，精度高，加载力范围大。[10] 大部分都是采用定制的专用集成电路或者用DSP的方式来进行系统硬件的配置，以专用集成电路的控制器，通过各生产厂家另配计算机及试验软件与其通讯的疲劳试验机。使控制器有着较高的控制精度，稳定性及智能性，但其结构复杂，价格昂贵，对国内用户还存在着维护，维修等售后服务的困难，虽然目前还有大部分厂家在控制器上用DSP，因为DSP有着之前出现的处理器所不具备的优点，其在数据处理和高运行速度上的优势具有很大的优势，但随着嵌入式处理器的发展，这些优势完全被ARM，MIPS，或者PowerPC等目前比较流行的处理器所取代。[8] 目前比较常用的嵌入式微处理器有 :ARM，PowerPC，MIPS等。其中ARM处理器成本低，功耗低，功能强，在中低端便携式设备应用领域得到了广泛的使用。ARM是对一类微处理器的通称，还可以认为是一种技术的名字。ARM微处理器有三大特点:小体积、低功耗、低成本而高性能;16和32位双指令集;全球众多的合