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我们跑步或骑自行车时,手臂的振动让我们手中的电子设备所显示的图像看起来有些模糊不清,长时间观看容易造成视觉疲劳。汽车轮船的显示设备(如车载GPS),强振动机床的数控系统以及一些工程机械也会发生类似的问题。可见,由于振动而导致显示效果模糊不清的现象是普遍存在的。因此研究基于ARM的实时振动补偿的显示系统具有重要意义。
论文首先介绍了振动检测技术的发展现状和发展趋势,然后介绍了加速度传感器的发展史与论文研究的主要内容,进而分析了整个系统的功能需求。在此深入分析和研究的基础上,提出了“微处理器S3C2410+加速度传感器MMA7260QT+LCD显示系统”的总体设计方案并详述了各元件的选型与功能。
其次,文章阐述了振动补偿显示系统各部分的硬件与软件设计。整个模块的工作原理是利用加速度传感器MMA7260QT来测量机械振动带来的移动加速度,然后通过信号放大、滤波后进入微处理器S3C2410,在微处理器S3C2410内通过AD转换、数字积分算法将加速度数据转换为位移数据,最后利用所测位移数据通过振动补偿算法进行矫正,达到使图像由模糊变得清晰的目的。硬件方面主要实现了信号采集模块设计、LCD液晶显示接口模块设计、串行通信接口设计以及存储模块设计。在完成设计硬件电路的基础上,引出了各部分软件设计方案。软件设计方面则主要实现了加速度传感器数据采集模块的设计、振动补偿算法设计与LCD显示控制驱动模块的设计,给出了系统功能软件的流程图和部分程序。
最后,对系统的加速度传感器进行了调试,各项性能指标基本满足要求;通过对数字积分算法的仿真验证了它的有效性与精确性;对各个功能模块的程序设计也进行了测试。整个实验过程验证了软件设计思路的正确性和合理性。