步进电机的汽车仪表的设计毕业设计论文
步进电机完整毕业论文
摘要本文介绍了单片机控制步进电机的系统。
在电气时代的今天,电动机一直在现代化的生产和生活中起着十分重要的作用。
步进电机是机电控制中一种常用的执行机构,其原理是通过对它每相线圈中的电流和顺序切换来使电机作步进式旋转。
本系统的硬件组成主要有:51系列单片机、L298N驱动电路、直流电压源等。
同时对系统设计中所用到的一些软件都进行了介绍。
本系统用51系列单片机和L298N电机驱动芯片并加入了键盘来控制步进电机实现转向、转速等。
系统中使用的是永磁式二相步进电机,相应的驱动和控制电路对于其整体性能起着非常重要的作用。
经系统调试,能够很好的控制步进电机的正反转、加减速、急停,从而达到预期目的。
整个系统具有结构简单、可靠性高、成本低和实用性强等特点,具有较高的通用性和应用推广价值。
关键词:51系列单片机;L298N驱动电路;正反转;急停AbstractThis paper, we introduces a stepper motor system which controlled by SCM. In the Electrical era today, Motor has been playing a very important role in the modernization of production and life. Stepper motor is a common used implementing agency in motor control. The principle is by switching the coil current and the order in its each phase to make a step-by-step rotary motor. The hardware of the system including: 51 series SCM, L298N driving circuit, DC voltage source , etc. At the same time some of the software that used in system designing are introduced. The system used 51 SCM and L298N motor drive chip and joined the keyboard to control the stepper motor to achieve the direction and speed of rotation, etc. A Permanent Magnet two-phase stepper motor is used in the system. The corresponding drive and control circuit plays a very important role to its overall performance.Though system testing, it can be very convenient to control the stepper motor, such as acceleration , deceleration, exigency stop so as to achieve the desired objectives. The whole system is simple in structure with characteristics of high reliability, low cost and practicality which has a higher universal characteristic and the promotional and applied value.Keywords: 51 SCM; L298N driving circuit; Positive and reversal rotation; Exigency目录1 绪论 (1)1.1技术概述 (1)1.2本课题的背景和意义 (2)1.3本设计完成的工作 (3)2 单片机控制步进电机系统简介 (4)2.1单片机系统概述 (4)2.2AT89C51功能概述 (4)2.2.1引脚功能说明 (5)2.2.2时钟振荡器 (7)2.3步进电机概述 (7)3 常用软件基础知识 (9)3.1C语言程序设计概述 (9)3.1.1C语言出现的历史背景 (9)3.1.2C语言的特点 (10)3.2Keil编译器软件简介 (12)3.2.1使用Keil软件建立一个工程 (13)3.2.2使用Debug进行调试 (17)3.3STC-ISP软件介绍 (19)3.3.1程序烧写过程 (19)4 系统概述及设计 (22)4.1整体结构 (22)4.2系统作用 (22)4.3系统应用 (22)5 硬件设计 (23)5.1硬件设计原则 (23)5.2MCU最小系统电路设计 (23)5.2.1复位电路设计 (24)5.2.2时钟电路设计 (24)5.2.3上拉电阻的作用 (25)5.3L298N驱动电路设计 (25)5.3.1L298N芯片简介 (26)5.3.2MAX-232电路设计 (26)5.3.3MAX-232 芯片简介 (26)5.4 键盘的电路设计 (27)5.4.1 键盘的特性 (27)5.4.2 按键的确认 (27)5.4.3 键盘的工作方式 (28)5.5 电源电路设计 (29)6 软件设计 (30)6.1程序模块 (30)6.1.1中断模块 (30)6.1.2延时模块 (32)结论 (33)致谢 (34)参考文献 (35)附录A 资料翻译 (36)A.1英文资料 (36)A.2中文译文 (45)附录B 程序源码 (52)附录C 系统总体电路图 (57)附录D 实物图 (58)1绪论1.1技术概述在电气时代的今天,电动机一直在现代化的生产和生活中起着十分重要的作用。
步进电机毕业设计论文
引言步进电动机是一种将电脉冲信号转换成角位移或线位移的精密执行元件,由于步进电机具有控制方便、体积小等特点,所以在数控系统、自动生产线、自动化仪表、绘图机和计算机外围设备中得到广泛应用。
微电子学的迅速发展和微型计算机的普及与应用,为步进电动机的应用开辟了广阔前景,使得以往用硬件电路构成的庞大复杂的控制器得以用软件实现,既降低了硬件成本又提高了控制的灵活性,可靠性及多功能性。
在当今社会的各个领域步进电机无处不在,应用领域涉及机器人、工业电子自动化设备、医疗器件、广告器材、舞台灯光设备、印刷设备、计算机外部应用设备等等。
因此,设计出高精确度、实时监控、语音提示的步进电机具有重要的现实意义和实用价值。
基于单片机的步进电机控制系统,能够有效地对步进电机转速、方向等进行控制。
本设计采用16位单片机AT89S52对步进电机进行控制,通过I/O口输出的具有时序的方波作为步进电机的控制信号,信号经过驱动芯片驱动步进电机;同时,用按键来对电机的状态进行控制,并用数码管显示电机的转速,1 课题背景步进电机是机电一体化产品中的关键组件之一,是一种性能良好的数字执行元件,随着计算机应用技术、电子技术和自动控制技术在国民经济各个领域中的普及与深入,步进电机的需求量越练越大。
随着工业技术的不断发展,以及同类产品的不断出现,步进电机面临着前所未有的挑战。
但近30年来,数字技术、计算机技术和永磁材料的迅速发展,推动步进电机的发展,为步进电机的应用开辟了广阔的前景,近几年来,步进电机需求量一直呈现出较快的增长速度,其中扫描仪、打印机、传真、DVD-ROM/CD-ROM驱动器、空调及多功能自动化办公设备等应用对步进电机的需求增长最强。
此外由于USB2.0的日益流行促进了高分辨率扫描仪的销售,步进电机向着小型、薄型和更小的步进角度发展。
步进电机有着方方面面重要应用,如何对其进行有效控制,使其能够发挥最大的优势是各个行业技术开发人员所共同关注的,本次设计了一套简单的通用控制系统,对步进电机的转速、方向实行手动控制,并能通过数码管显示其转速。
汽车仪表步进电机技术分析
汽车仪表步进电机技术分析仪表步进电机的基本要求:仪表步进电机是用步进驱动方式替代电流驱动方式的十字线圈来作为仪表指示的微型电机,具有更高的指示精度。
目前主流的仪表步进电机有三种结构:1.Switec结构2.Sonceboz结构3.美培亚结构4.西门子VDO结构Switec结构的步进电机是最早由瑞士著名手表公司Swatch集团下的子公司Switec公司设计制造,指示精度高,驱动方式简单、易于应用。
后来有伟力电子设计的VID29产品,安装尺寸除了比Switec产品较薄以外,其他性能都一样。
以其更低的价格目前占领中国大部分市场,但是该产品的线圈可靠性较低,所以有些客户还是指定要求使用Switec产品。
无锡麦克络微电机有限公司(MCR MOTOR)设计制造的MR1107、MR1108 系列电机综合考量了Switec电机和伟力电机的优缺点,产品零部件全部由日本工厂精密制造,产品的生产装配和测试过程都是用自动装配和测试机器完成,加上更优化的设计,使得产品的综合性能,尤其是耐用性,可靠性非常高。
MR1107、MR1108的主要优点表现在一下:优势一:微电弧焊接技术带来的高可靠性麦克络公司专有技术的微电弧焊机除了环保、低成本外,更使电机中的细线线圈的焊点可靠性达到了100%,瞬间局部高温的微电弧焊接工艺保证了零虚焊可能性优势二:更大的输出扭矩和保持扭矩MR11系列产品较同行Switec电机和伟力电机,相同的尺寸条件下,能输出更高的扭矩,使得产品在振动环境下,能保持指针的稳定,不会出现丢步现象。
麦克络的设计使用了更强磁积能的磁石和更大导磁截面积的线圈磁芯,因此获得更大的扭力输出。
另外有MR1111产品是提供给低速激光振镜用的步进电机,使用了更特殊的线圈获得大于,2000μNm@400Hz的输出力矩。
优势三:最精确计算的齿轮齿形MR11系列产品采用数学方法精确计算出共轭曲线齿形,相对于Switec沿用的钟表齿形,提高了齿形的强度和寿命;相对于伟力VID29产品的圆弧齿形,提高了啮合的精度和降低了齿轮啮合间隙。
步进电机毕业论文
步进电机毕业论文步进电机毕业论文引言在现代工业和科技领域,步进电机作为一种重要的电动机类型,广泛应用于各种自动控制系统中。
步进电机以其精准的定位能力和可编程性而受到研究者和工程师们的青睐。
本篇论文旨在探讨步进电机的原理、应用以及未来的发展方向。
一、步进电机的原理步进电机是一种将电脉冲信号转化为机械运动的电动机。
其工作原理基于磁场的相互作用,通过电流的变化来控制转子的运动。
步进电机通常由定子、转子和驱动电路组成。
定子上的线圈通过电流激励产生磁场,而转子则由磁性材料制成。
当电流通过线圈时,磁场会引起转子的磁性材料发生磁化,从而使转子发生运动。
二、步进电机的应用领域步进电机在各个领域都有广泛的应用。
在工业自动化领域,步进电机常被用于控制机器人的运动和定位,如自动装配线上的零件搬运和组装。
步进电机还被广泛应用于医疗设备、数码相机、打印机等消费电子产品中。
此外,步进电机还被用于纺织机械、印刷机、数控机床等设备中,以实现精确的运动控制。
三、步进电机的优势和局限性步进电机具有许多优势,使其成为许多应用中的首选。
首先,步进电机可以实现非常精确的定位和控制,其转子的位置可以通过控制电流的脉冲数来精确控制。
其次,步进电机具有较高的可靠性和耐用性,由于其结构简单,没有传统电动机中的刷子和换向器,因此减少了故障的可能性。
然而,步进电机也存在一些局限性,例如其最高转速较低,无法适用于高速运动的应用。
此外,步进电机在低速运动时可能会出现共振现象,需要采取相应的措施来避免共振带来的问题。
四、步进电机的未来发展方向随着科技的不断进步,步进电机也在不断发展。
未来,步进电机的发展方向主要集中在提高性能和降低成本上。
一方面,研究者们致力于提高步进电机的转速和精度,以满足更高要求的应用。
另一方面,通过采用新的材料和制造工艺,可以降低步进电机的生产成本,使其更加普及和可接受。
结论步进电机作为一种重要的电动机类型,在各个领域都有广泛的应用。
毕业生电子设计 步进电机论文 说明书
湄洲湾职业技术学院步进电机说明书系别:自动化工程系年级:10级专业: 电气自动化姓名: 学号:1001020250导师姓名: 李清生职称: 副教授2013年05月27日目录1.前言 (1)2.系统硬件设计参数要求 (2)3.系统整体硬件结构 (3)3.1系统整图 (3)3.2电源部分 (4)3.3按键部分 (4)3.4驱动部分 (5)3.5状态指示部分 (6)3.6时钟部分 (6)参考文献 (7)致谢语参考文献 (8)附录一系统原理总图 (9)附录二系统印刷电路板 (10)附录三元件清单 (11)1.前言随着生产生活的需要,自动化控制越来越起到至关重要的作用。
步进电机作为执行元件,是机电一体化的关键产品之一,广泛应用在各种自动化控制系统中。
它是用电脉冲信号进行控制,将电脉冲信号转换成相应的角位移或线位移的微电动机,它最突出的优点是可以在宽广的频率范围内通过改变脉冲频率来实现调速,快速起停、正反转控制及制动等,并且用其组成的开环系统既简单、廉价,又非常可行,因此在打印机等办公自动化设备以及各种控制装置等众多领域有着极其广泛的应用。
随着微电子和计算机技术的发展,步进电动机的需求量与日俱增,研制步进电机驱动器及其控制系统具有十分重要的意义。
本次毕业设计选用的步进电机是四相步进电机,通过软件和硬件的结合实现步进电机的启停、正转、反转、加速、减速功能,并且步进电机所处的状态用相应的发光二极管显示。
主要通过三大块来设计,包括驱动电路的设计、状态显示部分和按键部分是设计。
可以通过控制脉冲个数来控制角位移量,从而精确地控制转动角度;同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的角度和加速度,从而达到调速的目的。
2.系统设计参数要求任务:基于单片机控制的步进电机是以单片机为主控制模块,从而实现电机的启停、正反转和调速的目的。
数字化电动机控制技术的发展使电机这个古老的机电能量转换装置得到新的发展和广泛运用,极大的改善了工农业的生产效率,改善了人民的生活水平。
毕业设计论文基于单片机的步进电机控制器的设计
毕业设计论文基于单片机的步进电机控制器的设计摘要:本论文针对步进电机控制系统的需求,提出了一种基于单片机的步进电机控制器的设计方案。
该方案在硬件设计上选用了适用于步进电机驱动的控制芯片,并通过电路连接实现电机控制信号的输出。
在软件设计上,通过单片机编程实现步进电机的运动控制,包括步进角度、转速以及方向等参数的调节和控制。
通过测试实验证明,该设计方案能够有效地实现步进电机的精确控制,具有较好的稳定性和可靠性。
关键词:单片机;步进电机;控制器;硬件设计;软件设计;运动控制第一章引言1.1研究背景目前,步进电机作为一种常用的电机类型,在自动控制领域和精密仪器中得到了广泛应用。
步进电机具有结构简单、运行平稳、精度高等优点,因此在许多行业中被广泛采用。
为了实现步进电机的精确控制,需要一种高效、稳定的步进电机控制器。
1.2研究目的本论文的主要目的是设计一种基于单片机的步进电机控制器,通过硬件和软件的完美结合,实现对步进电机的精确控制。
同时,通过测试和分析,验证该控制器的有效性和可靠性。
第二章方案设计2.1硬件设计在硬件设计方面,本文选用了适用于步进电机驱动的控制芯片,并通过电路连接实现电机控制信号的输出。
通过调节电源、电阻和电容等元件,实现对步进电机驱动电压和电流的调节,以满足步进电机运行的需求。
2.2软件设计在软件设计方面,本文采用单片机进行编程,实现对步进电机的运动控制。
通过编写程序,实现对步进角度、转速以及方向等参数的调节和控制。
通过采集和处理步进电机的反馈信号,实现闭环控制,提高步进电机的运动精度和稳定性。
第三章实验与结果通过搭建实验系统,并进行测试和分析,验证了本文设计的基于单片机的步进电机控制器的有效性和可靠性。
实验结果表明,该控制器能够实现步进电机的精确控制,具有较好的稳定性和可靠性。
第四章论文总结本论文设计了一种基于单片机的步进电机控制器,并通过实验验证了该控制器的有效性和可靠性。
该控制器在硬件设计上选用适用于步进电机的控制芯片,并通过电路连接实现电机控制信号的输出。
毕业设计(论文)-步进电机的驱动及控制
(学校名称)毕业设计(论文)( *****届 )题目:步进电机的驱动及控制系别********分院专业班级*****班学生姓名* * *学号导师姓名成绩年月日目录摘要 (2)一、引言 (3)(一)论文的研究意义 (2)(二)论文的主要内容 (2)(三)设计要求 (2)(四)设计目的 (2)二、步进电机介绍 (4)(一)种类 (4)(二)工作原理 (4)(三)驱动方法 (5)1、单电压功率驱动接口 (5)2、双电压功率驱动接口 (6)3、高低压功率驱动接口 (6)4、斩波恒流功率驱动接口 (7)5、升频升压功率驱动接口 (7)6、集成功率驱动接口 (7)(四)步进电机优缺点 (9)三、步进电机的速度控制 (9)(一)工作原理 (9)(二)硬件原理框图 (9)(三)硬件原理图(见附录一) (10)(四)硬件原理介绍 (10)四、软件设计流程和描述 (12)(一)主程序流程图 (12)(二)延时程序流程图 (14)(三)源程序代码(见附录二) (14)五、总结 (15)附录 (17)参考文献 (23)致谢 (24)步进电机的驱动及控制***** ********班姓名指导教师:****摘要:步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元步进电机件。
在非超载的情况下,电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数,而不受负载变化的影响,当步进驱动器接收到一个脉冲信号,它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度,称为“步距角”,它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。
可以通过控制脉冲个数来控制角位移量,从而达到准确定位的目的;同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度,从而达到调速的目的。
关键词:电机脉冲频率脉冲频率一、引言步进电机是一种将脉冲信号转化为机械角位移或者线位移的控制电机, 它能够在不涉及复杂反馈环路的情况下实现良好的定位精度,并由于具有价格低廉、易于控制、无积累误差等优点,在民用、工业用的经济型数控定位系统中获得了广泛的应用,具有较高的实用价值。
毕业设计(论文)-基于单片机的电动汽车仪表控制系统的设计[管理资料]
2.
本次设计的是车用仪表控制系统的解决方案。此仪表系统要求显示直观、准确,使用方便、可靠,同时展现车用仪表系统未来的发展趋势和广阔开发空间。单片机是整个系统的核心,与汽车仪表密切相关的一些汽车基本行驶信息(车速、温度)是单片机所需要处理的信息,系统的整个CAN通信也由单片机来控制。系统软件是实现系统功能最根本的手段,系统的抗干扰能力是系统能否稳定可靠工作的基本保证。通过对它们的一些理论分析和研究,最终对系统方案做出一个总体的设计。
毕业设计说明书
电动汽车仪表控制系
统的设计
专业
电气工程及其自动化
学生姓名
班级
学号
指导教师
完成日期
2011年6月5日
电动汽车仪表控制系统的设计
摘要:设计了一款基于CAN总线的汽车仪表控制系统。该汽车仪表控制系统主要由专用电源芯片、单片机STC89C52、CAN独立控制器SJA1000、CAN收发器PCA82C250、光耦芯片6N137、MAX232电平转换芯片等元器件组成。专用电源芯片用于为整个系统提供稳定电源,汽车各个目标电气节点可以通过CAN总线将参数传输给单片机STC89C52,单片机STC89C52主要负责分析处理数据,并通过液晶显示相关信息。系统还可通过RS232把单片机系统的相关数据上传给PC机来进一步对数据的分析或对数据的存储。系统使用CAN总线实现显示信息的传送,共享车上其它模块处理的信息,使车内布线简单、传输及显示信息可靠、仪表体积小、系统扩展能力强、实时性好、精确度高、显示信息全面直观。
目前汽车仪表正在经历由第3代向第4代转型时期。第4代汽车用仪表工作原理与电气式仪表基本相同,只是用电子器件取代原来的电气器件。由于现代汽车仪表所要显示的内容和信息种类越来越多,精度越来越高,传统电气式仪表难以满足更高层次要求,因而汽车仪表的电子化和数字化将成为必然趋势。同时为了满足各子系统的实时性要求,有必要对汽车公共数据实行共享,如发动机转速、车轮转速、油门踏板位置等。但每个控制单元对实时性的要求是因数据的更新速率和控制周期不同而不同的。这就要求其数据交换网是基于优先权竞争的模式,且本身具有较高的通信速率,CAN总线正是为满足这些要求而设计的。
步进电机式汽车电子仪表的装针过程设计与控制
步进电机式汽车电子仪表的装针过程设计与控制步进电机式汽车电子仪表的装针过程设计与控制随着汽车技术的不断发展,汽车电子仪表已经逐渐取代了传统的机械式仪表。
其中,步进电机式汽车电子仪表具有精度高、可靠性强、反应速度快等优点,因此被广泛应用于汽车中。
本文将介绍步进电机式汽车电子仪表的装针过程设计及其控制原理。
步进电机式汽车电子仪表的装针过程步进电机是一种将输入的脉冲转换成旋转运动的电动机,由于其精度高,输出角度与输入脉冲数成线性关系。
因此步进电机在汽车电子仪表上的应用越来越广泛。
汽车仪表中的表针实际上就是安装在步进电机上的机械转盘,在电机运转的情况下,表针会沿着转盘旋转,从而显示车辆速度、油量、水温等信息。
在步进电机式汽车电子仪表的装针过程中,首先需要将机械转盘与步进电机连接起来。
连接方式通常采用螺丝固定,确保机械转盘与电机轴线一致并且不会相互摩擦。
接下来,需要通过控制器向步进电机发送脉冲信号,从而控制机械转盘的旋转。
控制器可以是单片机、PLC或其他可编程控制器,根据仪表的实际需求选择合适的控制器。
在控制器的控制下,步进电机会根据脉冲信号进行旋转,从而带动机械转盘旋转。
此时,通过调节脉冲信号的频率和脉冲数,可以实现不同角度的旋转,从而使表针指向不同的刻度。
例如,若脉冲数为1000,即使步进电机旋转1圈,表针也只会转动1000/360 = 2.78°,从而实现精准的指针控制。
步进电机式汽车电子仪表的控制原理步进电机的控制原理是将控制信号转换成相应的脉冲信号,根据电机的脉冲信号进行位置控制。
步进电机可以分为两种类型:单相步进电机和两相步进电机。
单相步进电机控制原理单相步进电机只需一个控制信号,将信号分配给电机的两个线圈,使电机按照一定顺序进行转动。
两相步进电机控制原理两相步进电机需要两个控制信号,由于只有电机线圈中的一个感应脉冲信号,所以马达只会向一个方向前进,控制器需将两个信号频率交错发送。
这种方式可以控制两方向的旋转,装针时只需射频对应传感器即可。
步进电机控制系统设计 (毕业设计论文)
附一:封面**********学院毕业设计(论文)题目:步进电机控制系统设计专业:班级:姓名:学号:指导教师:2055 年 5 月 5 日附二:成绩评议表*************学院毕业设计(论文)成绩评议专业班级姓名学号题目步进电机控制系统设计指导教师评阅成绩评定:指导教师:年月日评阅教师意见评阅教师:年月日答辩小组意见答辩小组负责人:年月日中文摘要1、步进电机概述列出了步进电机的特点、技术参数和分类,并阐述了详细调速原理。
2、方案的论证确定了步进电机的控制方法、驱动方式、驱动电路以及基本方案。
3、硬件电路的设计对单片机、步进电机、驱动电路、显示电路与键盘、反馈电路进行了选择,并设计了电源电路、抗干扰及看门狗电路。
4、软件的设计对显示子程序、键盘子程序、驱动程序流程进行了设计,并绘制了正反转程序流程图。
5、总结关键词:步进电机 单片机 调速系统目录前言-----------------------------------------------05第一章步进电机概述---------------------------------061.1 步进电机的特点-----------------------------061.2 步进电机的技术参数-------------------------071.2.1步进电机的基本参数---------------------071.2.2步进电机动态指标及术语-----------------081.3步进电机的分类------------------------------101.4步进电机详细调速原理------------------------12第二章方案的论证-----------------------------------142.1控制方式的确定------------------------------142.2驱动方式的确定------------------------------162.3驱动电路的选择------------------------------172.4基本方案的确定------------------------------18第三章硬件电路的设计-------------------------------203.1单片机的选择--------------------------------203.1.1单片机的选择---------------------------203.1.2主要特性-------------------------------223.2步进电机的选择------------------------------233.2.1三相单三拍通电方式---------------------243.2.2三相双三拍通电方式---------------------253.3驱动电路的选择------------------------------293.4显示电路与键盘的选择------------------------313.5反馈电路的选择------------------------------34第四章软件的设计-----------------------------------374.1显示子程序的设计----------------------------374.2键盘子程序的设计----------------------------374.3驱动程序流程的设计--------------------------384.4正反转程序流程图----------------------------394.4.1正反转程序流程图----------------------394.4.2转速快慢程序流程图--------------------404.4.3定时中断流程图------------------------41五总结-------------------------------------------42前言第一章步进电机概述1.1步进电机的特点:1)一般步进电机的精度为步进角的3-5%,且不累积。
步进电机毕业设计
步进电机毕业设计步进电机毕业设计引言:在现代工业自动化领域,步进电机作为一种常见的执行器,广泛应用于各种机械设备中。
其特点是控制精度高、运动平稳、结构简单等,因此在毕业设计中选择步进电机作为研究对象是一种不错的选择。
本文将介绍步进电机的原理、设计要点以及实验过程和结果。
1. 步进电机的原理步进电机是一种将电脉冲信号转化为角位移的电动机,其工作原理基于磁场和电流的相互作用。
步进电机通常由定子和转子两部分组成,定子上布有相互平行的线圈,而转子上则有磁极。
当线圈通电时,产生的磁场与转子上的磁极相互作用,从而使得转子发生旋转。
2. 步进电机的设计要点在进行步进电机的毕业设计时,需要考虑以下几个重要的设计要点:2.1 选型和参数确定步进电机的选型和参数确定是设计的第一步。
需要根据实际需求确定电机的转矩、步距角、额定电流等参数。
同时,还要考虑电机的尺寸和重量等因素,以便与实际应用场景相匹配。
2.2 驱动电路设计步进电机的驱动电路设计是关键之一。
通常采用的是双H桥驱动电路,其作用是将控制信号转化为合适的电流输出,从而驱动步进电机旋转。
在设计过程中,需要考虑电流的控制方式、保护电路的设计以及电源的选择等因素。
2.3 控制算法设计步进电机的控制算法设计是保证电机正常运行的关键。
常用的控制算法包括开环控制、闭环控制以及微步控制等。
在设计过程中,需要根据实际需求选择合适的控制算法,并进行相应的编程实现。
3. 步进电机毕业设计的实验过程和结果在步进电机毕业设计的实验过程中,首先需要进行电机的装配和接线工作。
然后,根据设计要点进行驱动电路和控制算法的设计与搭建。
接下来,通过编写相应的程序代码,实现步进电机的控制和运动。
最后,通过实际测试和数据分析,验证设计的可行性和性能指标。
实验结果显示,设计的步进电机能够按照预定的控制信号进行准确的旋转运动。
其转矩和步距角等参数符合设计要求,并且具有较高的控制精度和运动平稳性。
同时,实验还验证了所设计的驱动电路和控制算法的可靠性和有效性。
步进电机式汽车仪表控制技术
汽 车 仪 表 是 用 来 显 示 车 辆 的 各 种 运 行 参 数 、 故
12 .
步进 电机 工作 原理 反 应 式 步 进 电机 是ห้องสมุดไป่ตู้由相 控 绕 组 通 电 使 对 应 的 磁
永 磁 式 步 进 电 机 的 转 子 上 有 磁 极 , 依 靠 电 磁 转 矩工作 。 反 应 式 步 进 电 机 的 转 子 由 软 磁 材 料 制 成 ,定 子 上 有 多 相 励 磁 绕 组 ,利 用 磁 导 的 变 化 产 生 转 矩 。 反
应 式 步 进 电 机 的 应 用 最 为 广 泛 , 它 有 两 相 、三 相 、
U A0 i — i Jan b n
( e h ia e tr o a g h u T OT C . t . T c n c l C n e f Gu n z o OY A o ,L d ,Gu n z o 1 4 5 C i a a g h u 5 5 , hn ) 1
A bsr t: T}e ut r nr u e t e tucur t ac l a ho i tod c s h sr t e, wo ki prncp e a d ar r ng i il n p amee s f t p r tr o se pe m oo . ea r ts tr lbo ae c n rl de in o he o to sg ft me e n wi t r ha d t h a e amp e o p ed me e . n x l fs e o tr
毕业设计步进电机
毕业设计步进电机毕业设计步进电机引言:步进电机是一种常用的电动机类型,其特点是精度高、可控性强、适用范围广。
在各种自动化设备中,步进电机常被用于控制精确的位置和运动。
本文将介绍步进电机的原理、应用以及在毕业设计中的一些可能的应用场景。
一、步进电机的原理步进电机是一种将电脉冲信号转换为机械转动的电动机。
其工作原理是通过控制电流的大小和方向,使得电机的转子按照一定的步进角度进行旋转。
步进电机通常由定子和转子两部分组成,其中定子上有多个线圈,通过控制线圈的通断,可以控制电机的运动。
二、步进电机的应用步进电机在各个领域中都有广泛的应用。
在工业自动化领域,步进电机常被用于控制机械臂、印刷机、纺织机等设备的运动。
在家用电器中,步进电机常被用于控制洗衣机、冰箱、空调等设备的转动。
此外,步进电机还常被用于医疗设备、航空航天等领域。
三、步进电机在毕业设计中的应用在毕业设计中,步进电机可以应用于各种控制系统的设计中。
例如,可以将步进电机用于设计自动门系统,通过控制电机的转动,实现门的开关。
另外,步进电机还可以用于设计智能车辆的导航系统,通过控制电机的转动,实现车辆的方向控制。
此外,步进电机还可以用于设计机械臂的运动控制系统,通过控制电机的转动,实现机械臂的精确位置控制。
四、步进电机的优势和挑战步进电机相比其他电机类型具有一些独特的优势。
首先,步进电机具有高精度的位置控制能力,可以实现精确的运动控制。
其次,步进电机具有良好的可控性,可以通过控制电流和脉冲信号实现精确的运动控制。
然而,步进电机也存在一些挑战。
例如,步进电机在高速运动时容易产生振动和噪音。
此外,步进电机的功率密度相对较低,不能承受过大的负载。
结论:步进电机作为一种常用的电动机类型,具有广泛的应用前景。
在毕业设计中,步进电机可以应用于各种控制系统的设计中,实现精确的位置和运动控制。
然而,步进电机也存在一些挑战,需要在设计中加以考虑。
未来随着科技的发展,步进电机的性能和应用领域还将不断扩大。
步进电机式汽车仪表控制技术分析
步进电机式汽车仪表控制技术分析摘要:汽车仪表的主要功能就是直观展示汽车的运行参数以及相应的故障等信息,目前我国常用的汽车仪表基本上都是指针形式的,这种仪表可以更为直观将各种参数显示出来,而大多数指针汽车仪表则基本上都是由步进电机驱动的。
鉴于这种情况,本文首先对步进电机进行了简单介绍,之后则以速度计为例对汽车仪表指针的控制设计进行了深入探究。
关键词:步进电机式;汽车仪表;控制技术一、步进电机阐述(一)步进电机的结构分析根据转子的结构不同,步进电机一般分为反应型以及永磁型两种。
永磁型步进电机的转子上有磁极存在,依靠电磁转矩展开工作,而无功步进电机则是当前应用最普遍的,由转子和定子两部分构成,转子材料基本上都是永磁性材料,定子属于多相励磁绕组,拥有两相、三相、多相等多种情况。
其所含有的六个定子不管是哪个磁极上都存在绕组,并通过对称磁极构建相应的相位控制绕组,其转子上拥有四个分布均匀的齿。
(二)步进电机工作原理阐述当相控绕组通电之后,无功步进电机的磁极会生成磁场,并且会和转子共同组成磁路。
但是因为不同转子槽其磁导存在差异,如果转子和定子的齿轴不同,磁极会产生针对转子的吸引力,这种情况会造成电磁转矩的情况发生。
换句话来讲,因为磁力线拥有尽力缩短的特点,当转子齿的轴旋转到和定子齿轴一样位置的时候,同时在这个时候该位置拥有最大磁导率。
假如每一个相控绕组都有一定的连接顺序存在,这个时候定子空间里面会出现阶梯磁极轴旋转的情况。
受到无功电磁转矩的影响,转子会自动跟随步进电机发生动作。
(三)步进电机的参数分析1、相数(m):极性为N以及S的磁场绕组的绕线对数。
2、排数(N):每个电源连接都为一个单独的拍,每个拍的转子都会自动的出现一个步距角的旋转;其本质上指的就是电机转动螺距角或者磁场周期性变化所需的脉冲数。
3、齿距角:相邻两个齿轴的夹角。
4、步距角(θ):所转电机转子针对脉冲信号的角位移。
5、转矩:步进电机处于通电但是却不旋转的状态下,所锁定转子的力矩,当其在低转速的时候和力矩值十分接近。
毕业设计(论文)-基于单片机的步进电机的汽车仪表的设计[管理资料]
河南理工大学万方科技学院毕业论文步进电机的汽车仪表的设计专业:电子信息工程班级:07电信一班姓名:学好:指导老师:论文目录一章:引言:设计的目的和意义:本技术的背景和发展:本设计的主要内容和难点二章:系统设计方案:系统功能和要求:系统的组成:步进电机控制模块:测速与测温模块:电源模块:单片机模块:LCD显示模块:串口通信模块三章:系统硬件设计:单片机模块功能的实现:测水温、燃油模块:测车速(转速)里程模块:LCD显示模块:步进电机控制模块:串口通信模块:单片机系统供电模块、单片机系统电源模块四章系统软件设计:系统软件模块划分:编程语言的选择:主程序的设计:转速、车速、里程程序的设计:表头驱动子程序的设计:水温测量子程序的设计:燃油测量子程序的设计:本章小结五章系统功能的调试和性能测试:系统安装与调试:系统性能测试:后期需要改进的地方结束语参考文献和附录(包括原理图和部分程序)设计的目的和意义目前的汽车仪表多为模拟式动圈式机芯(线圈连同指针一起转动)或动磁式机芯(磁钢连同指针一起转动)仪表,主要是利用电磁感应原理来实现仪表的指示,指针的回转回零则是利用弹簧游丝的弹性实现。
动圈式机芯仪表抗震性能差、过载能力弱、指针易抖动等弱点;而动磁式机芯(主要是十字交叉机芯)仪表虽比较先进,但也存在一致性、通用性差的缺点。
同时,这两种机芯的仪表都具有体积大、重量重、生产工艺复杂等缺点,因此,迫切需要一种一致性好、通用性强、可靠性高的驱动机芯来取代。
随着计算机技术和微步进电机技术的不断发展,这给汽车仪表的技术变革带来了可能和机遇。
微型步进电机是一种以脉冲信号作为驱动信号的一种特殊电、机,用它来驱动仪表指针,与先前的模拟式机芯相比具有体积小、重量轻、指示精确、一致性好、便于控制等特点,特别适合于用单片机控制。
而单片机具有集成度高,抗干扰能力强,并具有较强的数据处理能力和接口功能,所有功能由软件实现,应用灵活,系统的扩展、配置较典型、规范,容易构成各种规模的应用系统。
基于步进电机的智能小车设计学士学位论文
学位论文基于步进电机的智能小车设计学科专业:电子信息工程太原工业学院Taiyuan Institute of Technology太原工业学院毕业设计(论文)诚信声明本人申明:本人所提交的毕业论文《基于步进电机的智能小车设计》的所有材料是本人在指导教师指导下独立研究、写作、完成的成果,论文中所引用他人的无论以何种方式发布的文字、研究成果,均在论文中加以说明;有关教师、同学和其他人员对我的论文的写作、修订提出过并为我在论文中加以采纳的意见、建议,均已在我的致谢辞中加以说明并深致谢意。
本论文和资料若有不实之处,本人承担一切相关责任。
特此申明。
本人签名:年月日I基于步进电机的智能小车设计毕业设计(论文)任务书设计(论文)题目:基于步进电机的智能小车设计系部:电子工程系专业:电子信息工程学号:092022135 -学生:谭加加指导教师(含职称):楼国红(副教授)专业负责人:郭彩萍1.设计(论文)的主要任务及目标课题目标:(1)通过此次设计,熟悉单片机硬件电路,电源回路、时钟回路、复位电路、键盘电路、存储器扩展和LCD显示等方面的知识,加深对单片机的认识和硬件电路的设计。
(2)掌握单片机软件设计的编程方法,明确设计任务。
设计编程时,可用C语言或汇编语言或两者结合的混合编程来实现算法。
(3)熟练掌握单片机集成开发环境Keil C51μVision 4及其使用。
μV4采用Windows 风格界面,集编辑、编译、程序调试和仿真于一体,支持汇编语言和C51高级语言的程序设计,是目前最流行的开发51单片机的软件工具。
(4)课题目标更着重在于对软件的设计,好的程序不仅节省硬件资源,而且又不易出现错误,要求各部份程序可靠地完成设计要求。
(5)学习使用Proteus仿真软件,并对本系统的软硬件包括外围电子器件进行总体仿真。
2.设计(论文)的基本要求和内容(1)用单片机芯片实现,要有完整的硬件设计电原理图。
(2)建议使用Keil C51μVision 4集成开发环境进行软件设计。
汽车仪表毕业设计
汽车仪表毕业设计篇一:毕业设计论文正文-汽车仪表盘的逆向设计摘要汽车仪表盘不仅能反映汽车的造型风格,而且还是汽车上重要的信息显示窗口,能集中、直观、即时、准确地提供汽车在行驶过程中的各种动态状况,让驾驶人员可以通过汽车仪表不断反馈的信息,对汽车进行适时有效的控制:汽车仪表是驾驶人员与汽车进行信息交流和互动的重要界面。
人们对美好事物的追求,使得现代仪表盘造型逐步注重美感。
因此设计出线条优美,曲面平滑,极富动感,由自由曲面拼接而成的仪表盘成为了仪表盘发展的必然趋势。
同时CAD/CAE/CAM技术的发展与应用,以及塑料模具工艺技术的改进,新材料的应用,这些都对汽车仪表盘的设计提出了新的要求。
而其中的逆向设计,因能缩短设计周期降低设计成本,在汽车仪表盘的设计中得到了越来越广泛的应用。
逆向设计的软件中,CATIA因其强大的曲面模块和逆向模块,备受设计者们的青睐。
如何更好的逆向设计出仪表以及更加规范的逆向设计流程,正是设计者们在积极探索研究的课题。
关键词:汽车仪表盘;信息显示;发展趋势;逆向设计; CATIAAbstractCar dashboards, not only to reflect the car's styling, but also important information in the car window, focused, intuitive, real-time, accurate delivery of the car in the process of moving a variety of dynamic conditions, so that drivers can continue through the car dashboard feedback, timely and effective control of the car: the car dashboard to the driver and vehicle information communication and interaction interface.The pursuit of better things, making the modern instrument panel shape and gradually focus on beauty. Design beautiful lines, smooth surface, very dynamic, stitched together by the free surface of the dashboard has become the inevitable trend of development of the dashboard. The development and application of CAD / CAE / CAM technology, as well as plastic mold technology improvements, the application of new materials, which are on the car dashboards, design the new requirements.The reverse design, because it can shorten the design cycle to reduce design costs in the design of the car dashboard more widely used. CATIA the reverse design of the software ,because of its strong surfacemodule and reverse modules, much of the designers of all ages. How to better the reverse design of the instrument, as well as more standardized reverse design flow, is the designers to actively explore the research topic.Keywords: car dashboard; information display; trends; reverse design; CATIA目录摘要 ................................................ ................................................... . (I)Abstract .......................................... ................................................... ...................................... II 1绪论 ................................................ ................................................... ................................. - 1 -1.1塑料件成型工艺 ................................................ ................................................... .. - 1 -1.1.1 塑料件的结构设计 ................................................ ................................... - 1 -1.1.2塑料件成型方法 ................................................ .......................................... - 3 -1.2逆向工程的发展概述 ................................................ ............................................. - 5 -1.3 逆向设计软件CATIA ............................................. ............................................ - 7 -1.3.1 CATIA软件的简介 ................................................ .................................. - 7 -1.3.2 CATIA的逆向设计模块 ................................................ .......................... - 8 -1.4本论文研究目的和工作内容 ................................................ ................................. - 8 - 2 汽车仪表盘概述 ................................................ ................................................... .......... - 10 -2.1 汽车仪表盘简介 ................................................ ................................................ - 10 -2.1.1汽车仪表盘定义 ................................................ ...................................... - 10 -2.1.2 汽车仪表盘各符号的含义 ................................................ ..................... - 10 -2.2汽车的组合仪表及工作原理 ................................................ ............................... - 13 -2.3汽车仪表盘的计流程 ................................................ ........................................... - 14 -2.3.1风格造型 ................................................ .................................................. -14 -2.3.2结构及特征设计 ................................................ ...................................... - 16 -2.3.3 零件详细设计 ................................................ ......................................... - 16 -2.3.4装配设计 ................................................ .................................................. - 17 -2.3.5仪表板总成开发流程图 ................................................ .......................... - 17 -2.4 汽车仪表盘的发展趋势 ................................................ .................................... - 18 - 3 汽车仪表盘的逆向设计 ................................................ ................................................. - 20 -3.1 点云的采................................................... ....... - 20 -3.2 点云的前期处理及三角化 ................................................ .................................. - 21 -3.3 逆向建模 ................................................ ................................................... ........... - 23 -3.3.1 逆向各曲面 ................................................ ............................................. - 23 -3.3.2 带参倒角 ................................................ ................................................. - 27 -3.3.3 实体加厚 ................................................ ................................................. - 29 - 4 设计数模的审查确定 ................................................4.1 数模的审查 ................................................ ................................................... ....... - 31 -4.2 数模的确定 ................................................ ................................................... ....... - 34 - 结论 ................................................ ................................................... .................... - 35 - 参考文献 ................................................ ................................................... .................... - 36 - 致谢 ................................................ ................................................... .................... - 37 -1绪论本论文旨在研究逆向设计仪表盘,而设计不单是简单的建模,更需要考虑工艺要求、性能要求,讲就设计原理和设计方法。
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毕业论文步进电机的汽车仪表的设计毕业论文(设计)原创性声明本人所呈交的毕业论文(设计)是我在导师的指导下进行的研究工作及取得的研究成果。
据我所知,除文中已经注明引用的内容外,本论文(设计)不包含其他个人已经发表或撰写过的研究成果。
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作者签名:日期:毕业论文(设计)授权使用说明本论文(设计)作者完全了解**学院有关保留、使用毕业论文(设计)的规定,学校有权保留论文(设计)并向相关部门送交论文(设计)的电子版和纸质版。
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作者签名:指导教师签名:日期:日期:注意事项1.设计(论文)的内容包括:1)封面(按教务处制定的标准封面格式制作)2)原创性声明3)中文摘要(300字左右)、关键词4)外文摘要、关键词5)目次页(附件不统一编入)6)论文主体部分:引言(或绪论)、正文、结论7)参考文献8)致谢9)附录(对论文支持必要时)2.论文字数要求:理工类设计(论文)正文字数不少于1万字(不包括图纸、程序清单等),文科类论文正文字数不少于1.2万字。
3.附件包括:任务书、开题报告、外文译文、译文原文(复印件)。
4.文字、图表要求:1)文字通顺,语言流畅,书写字迹工整,打印字体及大小符合要求,无错别字,不准请他人代写2)工程设计类题目的图纸,要求部分用尺规绘制,部分用计算机绘制,所有图纸应符合国家技术标准规范。
图表整洁,布局合理,文字注释必须使用工程字书写,不准用徒手画3)毕业论文须用A4单面打印,论文50页以上的双面打印4)图表应绘制于无格子的页面上5)软件工程类课题应有程序清单,并提供电子文档5.装订顺序1)设计(论文)2)附件:按照任务书、开题报告、外文译文、译文原文(复印件)次序装订论文目录一章:引言1.1:设计的背景和意义1.2:本设计的主要内容和难点二章:系统设计方案2.1:系统功能和要求2.2:系统的组成2.2.1:步进电机控制模块2.2.2:测速与测温模块2.2.3:电源模块2.2.4:单片机模块2.2.5:LCD显示模块2.2.6:串口通信模块三章:系统硬件设计3.1:单片机模块功能的实现3.2:测水温、燃油模块3.3:测车速(转速)里程模块3.4:LCD显示模块3.5:步进电机控制模块3.6:串口通信模块3.7:单片机系统供电模块、单片机系统电源模块四章系统软件设计4.1:系统软件模块划分4.2:编程语言的选择4.3:主程序的设计4.3.1:转速、车速、里程程序的设计4.3.2:表头驱动子程序的设计4.3.3:水温测量子程序的设计4.3.4:燃油测量子程序的设计4.4:本章小结五章系统功能的调试和性能测试5.1:系统安装与调试5.2:系统性能测试5.3:后期需要改进的地方结束语参考文献和附录(包括原理图和部分程序)1.1 设计的背景和意义目前的汽车仪表多为模拟式动圈式机芯(线圈连同指针一起转动)或动磁式机芯(磁钢连同指针一起转动)仪表,主要是利用电磁感应原理来实现仪表的指示,指针的回转回零则是利用弹簧游丝的弹性实现。
动圈式机芯仪表抗震性能差、过载能力弱、指针易抖动等弱点;而动磁式机芯(主要是十字交叉机芯)仪表虽比较先进,但也存在一致性、通用性差的缺点。
同时,这两种机芯的仪表都具有体积大、重量重、生产工艺复杂等缺点,因此,迫切需要一种一致性好、通用性强、可靠性高的驱动机芯来取代。
汽车仪表的发展,按技术规格来分经过了四代:第一代汽车仪表是基于机械作用力而工作的机械式仪表,即机械机芯表;第二代汽车仪表的工作原理基于电测原理,即通过各类传感器将被测的非电量转换成电信号加以测量,称之为电气式仪表;第三代为模拟电路电子式;第四代为步进电动机式全数字化汽车仪表从其应用技术手段上看,还是属于电子技术范畴,也属于电子式仪表。
目前国内大部分汽车厂商所生产的汽车中使用的仪表仍为传统的动圈式机芯或动磁式机芯仪表,只是在部分高档轿车上才使用了数字仪表系统。
因此这一块市场存在着很大的空白。
1.2本设计的主要内容及难点本文根据目前国内汽车仪表的状况和要求,完成基于STC12C5A08AD的步进电机式汽车联合仪表的实现,研究通用单片机和步进电机来实现汽车组合仪表的基本功能的解决方案。
用单片机驱动步进电机指示汽车在行驶过程中的车速、转速,水温、油量、背光和各种状态指示灯等信息。
主要包括单片机控制系统的硬件结构、软件结构以及关键技术的实现。
通过对汽车仪表系统的基本功能的分析,完成系统的总体设计方案及基本框图的设计,本系统的关键问题,即如何消除指针的抖动进行分析和解决。
本设计主要是由两个模块组成来实现本设计的目的--测速模块和测温模块。
测温模块由温度传感器直接将测到的温度数据(电阻信号)传给单片机进行处理,最后显示在LCD上。
这个设计的主要难度是在测速这个模块上。
最大的难点在于步进电机驱动仪表指针指示车速时,如何消除指针的抖动。
其中便涉及到车速、转速采样频率的问题,如果采样过快,表盘指针抖动厉害;如果采样过慢,则仪表指针抖动不灵敏,无法正确及时指示车速、转速,因此如何使表盘指针正确指示所要求的车速、转速是一个主要问题。
第2章 系统设计方案论文研究的是基于单片机的步进式汽车组合仪表的解决方案。
单片机是整个系统核心;微型步进电机是最直接最根本的控制对象;与汽车仪表密切相关的一些汽车基本行驶信息(车速、转速、水温、油量),是单片机所需要处理的信息;通过对它们作理论分析和研究,可以对系统方案做出一个总体的设计.2.1系统的功能与要求设计一套车载智能仪表,用于显示和记录汽车行驶过程中的各种状态信息,具体实现功能应达到如下要求:1.采用通用单片机,用软件实现对系统的控制。
2.用步进电机带动表盘指针实时指示汽车在行驶中的车速信号和转速信号。
3.用LCD 模拟显示汽车水箱温度和油量。
4.表盘展开角:车速展开角为0度,转速的展开角为0度。
在程序设计时,展开角作为变量来处理,根据实际需要,可以随时调整。
5.电源掉电和上电时,表头指针能复位回零。
6.系统电源由外接变压器提供+12V 电压。
7.系统要具有较强的抗干扰能力、较好的兼容性和通用性。
2.2系统组成步进电机式汽车组合仪表系统由单片机模块、测温模块、测速模块、显示模块、步进电机控制模块、串口通信模块、单片机电源和供电模块等部分构成。
系统组成图如图2.1所示:图2.1 系 统 结 构 图2.2.1 步进电机控制模块3. 步进电机的工作原理在非超载的情况下,电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数,而不受负载变化的影响,即给电机加一个脉冲信号,电机则转过一个步距角。
当步进驱动器接收到一个脉冲信号,它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度(即步进角)。
通过控制脉冲个数来控制角位移量,从而达到准确定位的目的;通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度,从而达到调速的目的。
步进电机的一个最显著特点就是:步距角固定。
保持转矩是指步进电机通电但没有转动时,定子锁住转子的力矩。
它是步进电机最重要的参数之一,通常步进电机在低速时的力矩接近保持转矩。
由于步进电机的输出力矩随速度的增大而不断衰减,输出功率也随速度的增大而变化,所以保持转矩就成为了衡量步进电机最重要的参数之一。
一般步进电机的精度为步进角的3-5%,且不累积。
汽车仪表中应用的主要是两相步进电机,即步进电机中有两个独立绕组(定子两个相对极上的线圈串联成独立线圈)。
步进电机两个绕组的夹角一般有90°和60°两种样式,这里采用的是60°样式的VID29—05,内置减速比180:1的齿轮系,输出轴的步进角最小为1/12°,最大转速600°/S。
系统选用的虽然为普通电机,但是。
功能比较完备,精确度较高,而且性价比高,具有无累积误差、成本低、控制简单等优点。
2.2.2测速与测温模块汽车的基本信号有车速、转速和水温、燃油四个,都是通过传感器采集。
其中车速信号和转速信号为频率信号,但不符合标准的脉冲信号,水温信号和燃油信号为电阻信号,是模拟信号,在送到单片机之前要对它们进行处理。
1. 车速(转速)信号车速信号和转速信号是通过传感器从汽车发动机相关位置取出,多以非接触方式获取,如用霍尔、电涡流等传感器获取。
取出的信号为频率信号,但并非是标准的脉冲频率信号。
根据取信号的位置不同,取出的信号有下面几种形式: (1)发动机飞轮齿取信号。
信号比较稳定,杂波较少,最小峰值为1.5V ,高温时幅值较大。
如图2.5所示。
(2) 点火线圈取信号.点火时出现瞬时高峰值,最大值可达300V,紧接着迅速衰减。
如图2.6所示。
(3)发电机取信号。
又可以分相线和中性点取信号两种,相线取信号类似方波,但是有尖峰干扰信号,必须作前级滤波处理,如图2.7所示。
中性点:直流成分较大,高频成分较多,必须作前级滤波处理。
如图2.8所示。
比较上面三个信号的特点,结合系统对输入脉冲信号的要求,决定从发动机的飞轮齿取信号。
因为它的信号由专门时传感器产生,信号较好,谐波分量少,更稳定,更规则,幅值大于1.8v ,虽不完全是较好的频率信号,但很接近于正弦波,只要经过滤波、整形等处理,很容易得到系统所要求的脉冲波形。
2.水温信号通过传感器采集来的水温属于电阻信号,要进行滤波处理和A/D转换才能送入单片机.最后通过单片机处理,显示在LCD液晶屏上。
3.燃油信号通过传感器采集来的燃油属于电阻信号,要进行滤波处理和A/D转换才能送入单片机.最后通过单片机处理,显示在LCD液晶屏上。
2.2.3单片机电源和供电模块系统的电路由于有模拟电路和数字电路两部分,电源的要求也会不同。
通常模拟电路的电源为+12V.要求不太高,经过一般稳压即可;数字电路的电源则不同,一般电路为+9V,可以用集成稳压电源实现,CPU则为+5V,而且要求相当严格,可以采用开关稳压电源实现,尤其是脉宽调制型开关稳压器件组成开关的开关电源,具有体积小效率高、外围元件少、应用简单、输出电压可调、误差小、输出电流大、转换速率快、保护功能强等特点,特别适合于给单片机供电。
本系统中用三端稳压(7805)IC来组成稳压电源所需要的外围器件极少,IC型号后面的数字代表该三端稳压IC电路的输出电压,7805表示输出电压为+5V,电路内部还有过流、过热和调整管的保护电路,使用起来方便、可靠,价格便宜2.2.4 单片机模块单片机模块是整个系统的核心,完成以下功能:输入数据的采集转换并驱动表头、驱动液晶显示里程、按键处理、系统标定等所有功能。