[發(fā)明專利]一種改變外界磁傳播介質(zhì)環(huán)境的磁記憶實(shí)驗(yàn)裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810543240.4
• 申請日: 2018-05-31
• 公開（公告）號: CN108986870B
• 公開（公告）日: 2021-04-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉斌;張賀;何璐瑤;于小芮;劉子淇;任建
• 申請（專利權(quán)）人: 沈陽工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: G11C29/56
• 分類號: G11C29/56;G11C11/16
• 代理公司: 沈陽智龍專利事務(wù)所(普通合伙) 21115
• 代理人: 宋鐵軍

1.一種改變外界磁傳播介質(zhì)環(huán)境的磁記憶實(shí)驗(yàn)裝置，包括單片機(jī)、可改變磁傳播介質(zhì)環(huán)境的步進(jìn)電機(jī)信號采集系統(tǒng)、磁傳感器、力傳感器、A/D轉(zhuǎn)換器、存儲器擴(kuò)展部分、復(fù)位中斷控制部分，其結(jié)構(gòu)要點(diǎn)傳感器的檢測信號輸出端口與A/D轉(zhuǎn)換器的檢測信號輸入端口相連，A/D轉(zhuǎn)換器的檢測信號輸出端口與單片機(jī)的檢測信號輸入端口相連，單片機(jī)的信號輸出端口與可改變磁傳播介質(zhì)環(huán)境的步進(jìn)電機(jī)信號采集系統(tǒng)的信號輸入口相連，單片機(jī)的復(fù)位信號輸入端口與復(fù)位部分的復(fù)位信號輸出端口相連，單片機(jī)的中斷信號輸入端口與外部中斷部分的中斷信號輸出端口相連，單片機(jī)的存儲信號輸出端口與外接參數(shù)存儲器的存儲信號輸入端口相連；

單片機(jī)的程序包括系統(tǒng)調(diào)用主程序，及作為中斷服務(wù)程序的步進(jìn)電機(jī)雙通道數(shù)據(jù)采集子程序；

系統(tǒng)主程序采用匯編偽指令設(shè)置AUDB作為磁信號實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)存放首地址；AUDF作為力信號實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)存放首地址；

系統(tǒng)主程序首先將R0寄存器指針指向磁信號實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)存放首地址AUDB，將R1寄存器指針指向力信號實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)存放首地址AUDF，然后加入一個(gè)‘死循環(huán)’的延時(shí)等待程序，等待進(jìn)行中斷控制；

當(dāng)INT0引腳為‘0’時(shí)執(zhí)行中斷服務(wù)子程序，中斷服務(wù)程序首先保護(hù)‘程序現(xiàn)場’和‘?dāng)帱c(diǎn)’后開中斷，執(zhí)行中斷服務(wù)子程序，執(zhí)行子程序后關(guān)中斷，然后恢復(fù)‘程序現(xiàn)場’和‘?dāng)帱c(diǎn)’，繼續(xù)執(zhí)行主程序；

當(dāng)INT0引腳為‘0’時(shí)執(zhí)行步進(jìn)電機(jī)雙通道數(shù)據(jù)采集子程序?qū)⒉竭M(jìn)電機(jī)正轉(zhuǎn)表首地址TABLE放入數(shù)據(jù)指針DPTR中，將R2寄存器內(nèi)容置‘0’，將R2寄存器內(nèi)容放入A寄存器其中作為指針偏移量，將指針DPTR+A指向內(nèi)容取出放入A寄存器，即為步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動第一步所需輸出值，將寄存器A中的值由與步進(jìn)電機(jī)連接的單片機(jī)上的P1口輸出，則步進(jìn)電機(jī)就轉(zhuǎn)動了一步，然后將R2指向下一存儲單元，啟動IN0通道進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，延時(shí)等待一段時(shí)間，將轉(zhuǎn)換后的數(shù)值放入R0指向區(qū)，R0指針指向下一存儲單元，啟動IN1通道進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，延時(shí)等待一段時(shí)間，將轉(zhuǎn)換后的數(shù)值放入R1指向區(qū)，R1指針指向下一存儲單元，判斷@R2值是否為‘4’，不為‘4’將R2寄存器內(nèi)容放入A寄存器其中作為指針偏移量，進(jìn)行一個(gè)小循環(huán)，為‘4’，判斷是否大循環(huán)10次，沒有到10次，將R2寄存器內(nèi)容置‘0’，進(jìn)行一個(gè)大循環(huán)，到了10次，則將步進(jìn)電機(jī)停止轉(zhuǎn)動，即將@R2內(nèi)容加一，將R2寄存器內(nèi)容放入A寄存器其中作為指針偏移量，將指針DPTR+A指向內(nèi)容取出放入A寄存器，將寄存器A中的值由與步進(jìn)電機(jī)連接的P1口輸出；這樣經(jīng)過4次小循環(huán)，10次大循環(huán)，步進(jìn)電機(jī)就向前走了40步，并同時(shí)采集了40次磁、力數(shù)據(jù)存入對應(yīng)的存儲區(qū)，本程序可多次重復(fù)采集。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種改變外界磁傳播介質(zhì)環(huán)境的磁記憶實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于：所述單片機(jī)采用80C51芯片。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種改變外界磁傳播介質(zhì)環(huán)境的磁記憶實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于：所述力傳感器采用箔式應(yīng)變片，將箔式應(yīng)變片接入電橋中，經(jīng)過一個(gè)放送器整形，作為力傳感器。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種改變外界磁傳播介質(zhì)環(huán)境的磁記憶實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于：步進(jìn)電機(jī)數(shù)據(jù)采集部分采用LUN2003芯片，LUN2003芯片的1C、2C、3C、4C引腳分別對應(yīng)連接20BY20H01型步進(jìn)電機(jī)的橙色、棕色、黃色、黑色引腳，LUN2003芯片的1B、2B、3B、4B四個(gè)引腳分別對應(yīng)連接80C51芯片的P1.0、P1.1、P1.2、P1.3四個(gè)引腳；在步進(jìn)電機(jī)小車上放上一種實(shí)驗(yàn)介質(zhì)，在實(shí)驗(yàn)介質(zhì)上放上霍爾傳感器，利用步進(jìn)電機(jī)在金屬鋼條上走上一段距離，并同時(shí)掃描記錄磁信號，就可以同時(shí)記錄一段改變外界介質(zhì)環(huán)境的磁信號數(shù)據(jù)了；掃描的同時(shí)單片機(jī)通過貼在金屬鋼條上的箔式應(yīng)變片同時(shí)將得到的力信號實(shí)驗(yàn)信息記錄在存儲器相應(yīng)位置，這樣本系統(tǒng)就可以通過控制步進(jìn)電機(jī)、傳感器掃描，并同時(shí)記錄一段改變了外界介質(zhì)環(huán)境的磁、力對比數(shù)據(jù)值了。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種改變外界磁傳播介質(zhì)環(huán)境的磁記憶實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于：設(shè)置兩個(gè)開關(guān)K1、K2，分別控制系統(tǒng)的復(fù)位、步進(jìn)電機(jī)數(shù)據(jù)采集；復(fù)位系統(tǒng)采用開關(guān)K1外接一個(gè)電容和一個(gè)電阻組成外接復(fù)位系統(tǒng)，其中將開關(guān)與一個(gè)10uF電容并聯(lián)后分別與80C51單片機(jī)RES口、經(jīng)過一個(gè)10K電阻與地分別相連，從而組成復(fù)位系統(tǒng)，即當(dāng)K1鍵被按下時(shí)，系統(tǒng)復(fù)位從新工作；中斷系統(tǒng)采用開關(guān)K2外接一個(gè)電容和一個(gè)電阻組成外接中斷系統(tǒng)，K2開關(guān)與一個(gè)10uF電容并聯(lián)后經(jīng)過一個(gè)非門分別與80C51單片機(jī)的INT0口相連，再經(jīng)過一個(gè)10K電阻與地分別相連，從而組成中斷系統(tǒng)，即當(dāng)K2被按下時(shí)系統(tǒng)采集磁、力信號。