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基于单片机的矿用电机车弯道自动减速装置的设计(附keil程序)

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资料介绍

基于单片机的矿用电机车弯道自动减速装置的设计(附keil程序)(论文8000字,keil程序)
摘 要
本次设计是针对矿用电机车弯道自动减速装置的设计, 整个系统包括单片机,超声波测距模块,电机调速模块,报警电路等等,其可以实现矿用电机车在过弯道时与墙壁的距离,通过距离来自动调节车速,以保证安全行驶。在过在本次系统设计中,硬件上采用Altium Designer进行原理图的绘制,根据查询的资料文献建议,整个原理图分模块,分层次的进行绘制,简单的采用直接连线的方式进行连接,对于线路复杂的则采用网络标号的形式进行电气连接。在软件上则整个系统基于KEIL平台进行软件程序的开发,使用C语言进行编程,通过C语言对各个模块进行反复调试,直到最终达到目标。
关键词:单片机,矿用电机车,自动减速装置
1系统方案
在本次设计中,其系统整个框图如下图3.1所示,其主要的核心控制模块由电源供电模块,晶振电路,驱动电路模块,霍尔传感器,按键模块,复位电路,LCD液晶显示,直流电机,超声波测距等组成。主要工作是利用单片机来按键的指令,根据相应的指令然后输出相应的控制信号给驱动电路,既而控制直流电机的旋转,接着通过霍尔传感器检测当前的转速是否达到设定值,然后控制电机转动都指定速度为止,同时其还可以通过超声波进行测距功能,如果距离小于设定值就会进行报警,并通过LCD液晶进行相关信息的显示。 [毕业设计网 https://Doc163.com]
2.2 主控制器方案设计
方案一:采用可编程逻辑器件FPGA或者CPLD作为本次课题的主控制器,对于可编程逻辑器件,其运算速度快,最大的特点就是其特有的并行运算能力,相较于其他MCU等微控制器,其综合运行速度远远高于其他非可编程逻辑器件,其被广泛应用于航天,通信等对速度要求高的场合。在软件编程方面,其编程语言主要是VHDL和VHERILOG两种,相较于C语言来说,其编程难度会更大一点,尤其在涉及到浮点运算,乘法除法运算时其操作难度尤为明显。由于其本质上是纯硬件的特性,因此对于底层位的操作需要较高的知识储备和了解,同时其特有的并行运算方式,注定了其高性能高功耗的特性。在芯片使用上,其通常需要+3.3V电源给其IO管脚,+1.8V电源和1V电源给其内核供电,因此在电源的供电上相较于MCU的单一供电要求也较为复杂,对纹波的要求,电源芯片的要求也更高。这也就要求需要更好的电路的设计能力,但鉴于其快速的运算能力,因此被广泛应用于各种高速场合。
方案二:选择经典的8位 STC89系列单片机,其是宏晶公司生产的我国自主研发的高性能51系列单片机,采用了MCS-51的指令集,内部集成了FLASH,ROM等存储器,用户可以在软件编程时将数据直接存储到单片机的内部FLASH中以保证数据掉电不丢失。其开发平台支持KEIL,IAR等多种平台,开发语言则为C语言,开发过程难度较低,上手速度较快,主要有3个定时器和2个中断,支持ISP下载,串口下载等多种方式。同时不同的厂家还对其进行了加密的处理,以保证数据的安全性。通常外部采用12M晶振,由于其自带12分频功能,因此其最快速度为1微秒执行一条指令,完全可以满足大部分低速产品的使用需求。同时由于其成本低,稳定性好的特点,被大量应用于小家电,玩具等场合,带来了具体的经济效益。

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方案三:选择STM32F103,它是ST公司的32位MCU控制器,其内部为32位宽的总线,数据处理能力强,最高时钟可以达到72M赫兹,其内核采用了主流的ARM系列。ST公司为其配套开发了STM32CUBEMX工具,通过该工具,用户可以自主的对相关定时器,中断,ADC等外设进行图形化的配置,节约用户大量的时间,其特有的HAL库函数极大的简化了整个开发流程,目前已经逐渐替代了过去的固件库。其自带的ADC模数转换功能,USART串口通信功能等等都使得用户不需要在去进行另外的电路设计,加快了开发速度。在汽车,机器人等多种场合,STM32系列芯片被广泛应用,可靠性强,性能稳定。
通过对上述三种主控制方案的分析,考虑到本次设计的实际情况,在此选择方案二来作为本次课题的主控制器。
 
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基于单片机的矿用电机车弯道自动减速装置的设计(附keil程序)
基于单片机的矿用电机车弯道自动减速装置的设计(附keil程序)



目录
第一章绪论    3
第二章系统设计    4
2.1系统方案    4
2.2 主控制器方案设计    4
第三章硬件电路设计    6
3.1 主控制器电路设计    6
3.2显示模块电路设计    7
3.3霍尔测速电路设计    7
3.4电机驱动电路设计    9
3.5 按键电路    9
3.6超声波模块    10
3.7 报警电路    12

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第四章软件设计    13
4.1 KEIL UVISION介绍    13
4.2 LCD显示程序    14
4.3 按键程序    15
第五章系统调试    16
5.1 硬件检测    16
5.2软件调试    16
总结    19
参考文献    20
致谢    21
 
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