基于ARM的机构运动综合实验仪的研制

各种新技术的引入促进了仪器仪表领域的大力发展，但是其中的一个重要分支一科教仪器领域，由于诸多因素的限制，许多教学实验仪器还没有能跟上时代的节奏。本文即是在这样的背景下，利用与企业合作项目的机会，研制了一款高性价比的新型机构运动综合实验仪，以探索最新的嵌入式技术在科教仪器中的应用前景。 通过大量的资料查询以及对同类产品进行性能分析的基础上，本文提出了利用ARM芯片替代51芯片，使用液晶显示替代传统的数码管显示，来开发新型机构运动实验仪的设计思路，从而大大提高了产品的性价比，对同类产品的开发具有理论意义和实际意义。 根据机构实验仪的结构原理，提出了实验仪控制器的设计要求，并对其软硬件开发平台进行了选型。最终方案选用了PHILIPS公司的LPC2210芯片以及源代码公开的μC/OS-Ⅱ实时操作系统，并完成了实验仪控制器系统总体方案设计。 在硬件系统设计中，按照ARM芯片的特点设计了各个功能模块，完成了各模块的硬件电路设计和制作。在软件系统设计中，依据μC/OS-Ⅱ提供的系统服务进行了软件任务的划分，采用基于消息处理的机制设计了各个软件功能模块，完成了系统软件的开发。在控制器的核心模块--数据采集处理部分，完成了原理方案设计、硬件配置、软件开发、综合调试。 在系统的核心传感器件-光电编码器的使用中，采用了软件鉴相和软件消抖相结合的办法，降低了硬件成本并简化了电路调试。在液晶显示编程中，使用在数据结构中包含函数指针的方法，大大提高了液晶显示模块的集成度。 最后进行了机构运动综合实验仪的测试，验证了实验仪的各项功能指标达到了设计要求，证明了控制器方案的可行性和实用性。

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