基于fpga的秒表检定仪的设计

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4、位论文摘要计时器，是时间计量专业常用的计量器具，可用来产生、记录、测量和校准时间信号。其中秒表不仅在国民经济各部门各领域、体育赛事等广泛应用，而且与人们的日常生活密不可分。因此，时间测量是否准确、测量质量如何评定就显得尤为重要。目前市场上的秒表检定仪大多仍采用手动控制，工作量大，效率较低，在检定过程中机械信号与电信号相互转换所用的设备也没有统一的标准规范，各个部门以及厂家都是根据具体情境选择适合自己的设备。本文提出并设计了基于FPGA的秒表检定仪。设计中以机/电转换电路和撞表机构的设计为创新点，选用Cyclone器件EPM1C3T100C8N

5、作为核心控制芯片，采用verilog编程语言，在QuartusII9.0软件开发环境下进行数字电路的设计。时间基准选取了50M的高稳定度石英晶体振荡器，四个数字伺服舵机MG995组成撞表机构，完成对四个秒表自动撞击动作，旋转编码器、8档波段开关以及带灯按键等共同完成系统整体控制，并以9位LED七段显示器和三个LED指示灯作为显示部分，共同实现秒表检定。检定仪测量范围为10s~24h，最小分辨率为1ms。论文的创新点：1.检定仪机械夹具及撞表机构的设计；2.机电转换电路设计及算法研究。主要工作如下：1.确定秒表检定仪检定依据，通过整体需求分析制

6、定方案。包括整体需求分析、器件选择、软硬件设计方案制定等方面。2.设计检定仪面板外壳、安装电子秒表卡槽、撞表机构，连接各个功能器件。3.完成系统硬件设计及软件编程。设计各模块硬件电路，制作并实现高精度机/电转换电路，绘制PCB电路板；基于FPGA进行各模块电路编程，主要包括旋转编码器多倍频算法实现、多路伺服舵机角度控制、高精度计时器设计等模块。4.系统整体测试及数据分析计算，并进一步完善系统，使其检定达到了误差范围。该秒表检定仪操作简单、测量精度高、实现了自动撞表测试，具有良好的视觉效果。关键词：秒表检定仪；撞表机构；舵机；FPGAI基于FP

7、GA的秒表检定仪的设计AbstractThetimerisusedformeasurementoftimeprofessionalmeasuringinstrumentscanbeusedtogenerate,record,measurement,andcalibrationtimesignal.Stopwatchrecordsanddisplaysthetimeinwhichnotonlywidelyusedinvarioussectorsofthenationaleconomyinvariousfields,suchassportinge

8、vents,butalsowithpeople'sdailylifeareinseparable.Therefore,thetimemeasurementisacc