基于STM32F103单片机的开度仪电子开关设计
基于STM32F103单片机的开度仪电子开关设计
基于STM32F103单片机的开度仪电子开关设计摘要:开度仪是水利水电工程项目中广泛使用的检测仪器,主要用于记录水闸闸门及启闭机油缸活塞杆行程,配合成套的数字测控仪表即可通过数字观察闸门或油缸的行程位置。
开度仪一般均装有用于提示闸门或油缸位置的开关,如闸门全关位和闸门全开位等都是在实际工程中经常用到的闸门位置开关,目前广泛使用的主要是机械开关,机械开关精度较差,与预定位置往往有几十毫米的误差,在实际工程中会造成许多不必要的故障,而基于STM32F103单片机的电子开关在实现机械开关功能的同时还能具备极高的精度和稳定性,可以在实际工程中广泛推广。
关键词:开度仪,STM32,单片机,电子开关1、STM32F103单片机STM32F103系列单片机使用32位高性能ARM Cortex-M3内核,工作频率72MHz,内置128K闪存,包括ADC,通用16位定时器等以及USART接口,USB接口以及CAN总线接口等标准和先进的通信接口。
2、开度仪电子开关的必要性闸门开度仪通过将较大量程的线位移转化为角位移进行测量,具有测量精度高,结构紧凑,安装调试方便的优点。
位置开关是开度仪的重要组成部分。
闸门运动时,测量轮在收绳机构和钢丝绳的带动下转动,将油缸活塞杆或闸门开度的线位移转换成测量卷筒的角位移,光电编码器将卷筒的角位移量转换成对应数字(脉冲)量,经开度显示测控仪处理后,显示出油缸的直接行程量并送 PLC 进行解算(或直接将编码器信号送 PLC处理),得出闸门移动的位移量即闸门当前所处的位置。
位置开关就用于指示闸门当前所处位置。
目前使用较多的位置开关是机械开关,机械开关由于其自身局限性,存在着误差较大,指示位置不精确和不及时等问题,在实际工程应用中容易造成误报,存在着一定的安全隐患,同时机械开关需要根据现场实际情况调整其位置,对于现场调试人员而言非常麻烦。
而电子开关在实现机械开关功能的同时,具有开关动作精确,误差极小等优势,而且调试方便,位置调整均通过电路实现,保证了调试人员的人身安全。
基于STM32F103的三相智能电表设计
基于STM32F103的三相智能电表设计作者:王冠陈利来源:《电脑知识与技术》2018年第22期摘要:该文主要介绍基于ST公司推出的STM32F103为MCU的新型三相智能电表的设计方案。
该电能表主要实现三相电的电压、电流、功率因素、正反向有用功、正反向无用功等参数的计量与检测。
ATT7022C计量芯片对三相电进行检查与电能计量,把结果通过内部总线传给核心控制器STM32F103,经过STM32F103处理后进行数据的存储,并把结果输出到显示控制芯片DS3231,在该芯片控制下利用LCD液晶显示屏进行显示。
同时本表还配置了RS485、RS232、红外线通信接口,借助RS485、RS232通信接口和网络,电能表与上位机通信,从而实现了远程智能抄表;对于无网络偏远地区用电用户,抄表员使用掌机,借助红外线接口与电能表通信,快速便捷的完成抄表工作。
关键词:智能电表;STM32F103;ATT7022C;DS3231;计量中图分类号:TP3 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2018)22-0219-031 引言21世纪以来,随着我国经济的快速发展,企业、工厂、机关、居民等对电能的需求量也急剧的增加。
电能表作为供电部门和用电用户之间计量的唯一工具,其地位和作用尤为重要。
传统的感应电表存在不稳定、计量精确度差、不可靠等缺点,更不能检测到用户偷电现象,需要抄表员逐表抄记,抄表效率极低,带来人力、物力的极大浪费。
随着国家信息化技术的高速发展、人工成本的日益增高,具备远程抄表功能的高精度、高可靠性的智能电表在市场中的应用日益广泛。
本文设计的三相电表以STM3231F103芯片为核心控制处理器,通过高精度计量芯片ATT7022C进行计量,借助芯片DS3231控制显示。
完成了三相电压、三相电流、功率因素、正反向有功,正反向无功等计量数据的显示和远程抄读。
2 智能电表系统设计整体三相电表设计分为2大部分,分别是主板和底板构成。
基于STM32F103单片机电流电压采集系统设计
Telecom Power Technology研制开发单片机电流电压采集系统设计叶锐文,植瑶瑶,于智荣,蒙 露,张海东,覃赵军(广西大学行健文理学院,广西南宁配电网中,各种配电终端的电流、电压、有功功率及无功功率等模拟量的采集是配电网自动化的重要环节。
这些模拟量的采集也是各种仪器和家用电器的必要功能。
因此,设计了基于嵌入式TV1005M和电流互感器TA1005M模块互联后,可以实时显示交流电压、交流电流、功率及电量值;通过设定阈值功率,可以实现对电Design of Current and Voltage Acquisition System Based on STM32F103 MicrocontrollerYU Zhi-rong,MENG Lu,Guangxi University Xingjian College of SciencesandLiberalArtsthe collection of analog,such as currentpower at various distribution terminals is a very important part of distribution network automation. These analog acquisitions are图1 系统结构图1.2 WiFi模块电路安装WiFi模块,硬件设备嵌入WiFi模块后可以直接利用WiFi与屏幕或者手机APP进行连接,实现交流电压、交流电流、功率及电量值的显示。
1.3 继电器控制电路由于设计了具有监控和保护作用的电路,因此设计的系统具有保护功能。
当有功功率达到设定值时,CPU会发出信号,控制继电器断开,排除故障后,可以通过屏幕控制继电器接通恢复供电。
2 采集系统软件设计电流电压采集系统软件设计主要采用模块化编程。
2为程序流程图。
3 采集终端设计3.1 电流采集终端设计电流采集终端采用的是TA1005系列母线内置式· 33 ·定时采集电压电流值是否到时开始初始化系统时钟初始化IO口初始化定时器电压电流采集WiFi数据交互是否成功是是WiFi数据处理LED指示灯处理功率电量计算继电器驱动处理否否图2 程序流程图IN 34OUT 1I 2图3 电阻法直接获取电压34-+I 2I C o =4500/ωR f (μf)C R f 图4 IC 法获取电压 图5 交流电压互感器线圈图典型应用如图6和图7所示,性能参数如表1234I 2R 1R L R L ≤250ΩR 1≥V IN /I 1V 2=I 2R L采样电压图6 典型应用12341I 2R 1R f R 1≥V IN /I 1V 2=I 2RL-+I C C oC o =4500/ωR V out =I 2R f图7 典型应用4 数据采集电路基于互感器的终端,采集到的是交流的模拟量,不能被嵌入式单片机处理,需要转换成数字量,因此需要滤波和整流等环节,如图8和图9所示。
基于stm32f103的简单控制系统设计
基于stm32f103的简单控制系统设计正文:基于STM32F103的简单控制系统设计是一种基于单片机的控制系统,使用STM32F103微控制器作为核心处理器。
该控制系统可以用于各种应用,如家庭自动化、工业自动化、机器人控制等。
在这个控制系统中,STM32F103微控制器可以通过各种传感器来获取环境信息,然后根据预设的控制算法来控制执行器或设备。
通过这种方式,我们可以实现自动化控制,提高效率和准确性。
在设计这个简单控制系统之前,我们需要确定控制系统的功能需求和性能要求。
然后,我们可以选择合适的硬件和软件组件来实现这些功能。
对于STM32F103微控制器,我们可以使用Keil MDK开发环境来编写代码,并使用外部传感器和执行器来与微控制器进行通信。
控制系统的设计包括硬件设计和软件设计两个方面。
在硬件设计方面,我们需要将STM32F103微控制器与其他外设(如传感器和执行器)进行连接。
这可能涉及到使用电路板设计工具进行电路设计,并在PCB 上布局和布线。
在软件设计方面,我们需要编写嵌入式C代码来实现控制算法和与外部设备的通信。
通过使用STM32F103的开发环境和相关库函数,我们可以轻松地编写代码来配置和控制微控制器的各个外设。
在实际应用中,我们可以将这个简单的控制系统用于各种场景。
例如,在家庭自动化中,我们可以使用该控制系统来控制家庭设备的开关和亮度调节。
在工业自动化中,我们可以使用该控制系统来控制生产线上的机器人和传送带。
通过使用STM32F103微控制器,我们可以实现精确的控制和实时响应。
总之,基于STM32F103的简单控制系统设计是一种灵活且可扩展的解决方案,可以满足各种应用的控制需求。
通过合理的硬件和软件设计,我们可以实现高效、准确和可靠的控制系统。
基于STM32F103和IFOC的三相交流感应电机测控系统设计
向通道包 括两 路反馈 信号 , 一路 采集定 子 的电流 , 另
一
路获取 转子 的位 置 和速 度 . 除此 以外还 包 括 电 源
f 一 L i + L + i ( )
变 换及 电压监 测模块 和 电机实 时数据 显示 的液晶模
式 中 , 口轴与 d轴之 间 的夹 角 , 是 一叫 + , 。
测 量电机 的数值 ( 电压和 电流 ) 相 . 用 C ak lre转 换 将 它 们 转换 成 2相 系 统 ( , a
・
是初 始 位置 角 . 是要 实 现 I O 但 F C控 制 还 有 一个
条 件必须 满 足 , a轴 的方 向必 须 与 转 子 的磁 场 方 向 相 同. 以上两种 变换 中各坐 标系 的关 系如 图 1所示 .
厂1
0]
.
[ 去 ]
( 1 )
上 述 方程 中因为 定 子采 用 三相 星 形 接法 , 以 所 i+i+i一0 a 卢坐标 系 相对 于 定 子是 静 止 的 , ., 且
C AN、 B等多种 通信接 口使 IOC算 法 能够 高效 US F
便 捷 的实 现. 。
S M3 F 0 R T 2 1 3 C控 制 器为核 心 的感应 电机 测控 系统 设计 方案 . 据 I OC算 法和 S M3 F 0 RC的特 根 F T 2 13 点 , 中给 出了系统具体 的软硬 件 实现 方 法. 文 样机 测试表 明 , 方案 可 实现 对此 类 电机 的准 确监 测 和稳 该
作 者 简介 : 根莲 (9 1 ) 女 , 士 , 师 , 究方 向 : 电 一 体 化 杨 17一 , 硕 讲 研 机
基于STM32F103的晶闸管投切开关的设计
〇 引言
随着电力电子技术的广泛应用和晶闸管技术 的 不 断 成 熟 ,晶 闸 管 投 切 开 关 大 量 应 用 于 无 功 补 偿设备中[1]。传 统 的 晶 闸 管 投 切 开 关 大 多 采 用 模拟电路或简单的逻辑芯片组成的电路控制。随 着 单 片 机 技 术 的 发 展 ,采 用 单 片 机 作 为 主 控 芯 片 组成控制电路[2]。在谐波较大、电压畸变比较严 重 的 场 合 ,要 取 样 并 且 正 确 投 切 ,需要的晶闸管驱
•电器设计与探讨•
电 器 与 能 效 管 理 技 术 (2017N O .1 1 )
基 于 STM32F1 0 3 的 晶 闸管投切
开关的设计
梁 青 1, 杨 扬 2 ( 1 . 许 昌 许 继 配 电 股 份 有 限 公 司 ,河 南 许 昌 461000; 2 . 许 昌 许 继 昌 龙 电 能 科 技 股 份 有 限 公 司 ,河 南 许 昌 461000)
Abstract :Through the study of thyristor-switched, a new design method was proposed. It mainly introduced the improvement of energy consumption, anti-jamming and communication in the thyristor-switch module with STM32F103 as the core control unit, and is compatible with all kinds of controllers, and the switching speed is faster. Real-time monitoring of fault and displaying fault information to determine the fault is more simple, and it has a series resonant protection function. The application of the thyristor-switch was simulated and analyzed, and in practice,it has been successfully applied to automotive welding and other fields.
基于STM32F103的电感测量仪
基于STM32F103的电感测量仪作者:向波向伟郑恒董效杰来源:《科技资讯》2017年第21期摘要:该文介绍的电感测量仪是由STM32F103单片机作为控制芯片的软硬件控制系统设计。
系统由电源模块、信号产生模块、测量滤波模块、人机交互模块和单片机等子模块组成。
利用集成压控振荡芯片、变容二极管、待测电感和滤波电路产生精确的谐振频率信号。
由STM32F103单片机检测经放大和分频之后的谐振信号,计算并通过人机交互模块显示电感的测量值,实现对电感的测量,此方法测量方便,易于实现,成本较低。
关键词:电感测量集成压控振荡原理 STM32单片机中图分类号:TH83 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2017)07(c)-0019-03在电力电子设计和嵌入式控制领域中,受多方面因素的影响,电感线圈往往不同于电阻方便测量。
为了解决该问题,该文介绍了一种间接测量电感值的方法,暨利用集成压控振荡原理,将不同电感线圈的电感值转换成频率信号,最后通过检测频率实现对电感的间接测量。
实验表明,基于该方法设计的电感测量仪能够实现较微小值的测量,且测量结果一致性好、性能稳定、测量精度高。
1 测量原理系统利用电感和电容通过谐振原理,后经过集成压控振荡芯片将谐振频率作为检测频率输出,最后通过单片机来实现测量。
压控震荡是通过调节可变电阻或可变电容以改变波形发生电路的振荡频率,自动控制场合往往要求自动调节振荡频率。
常见情况是给出一个控制电压。
频率的间接测量,是在硬件电路中将不同电感线圈的电感值转换成频率作为输出经过放大成单片机能识别的信号,然后通过在单片机上编写程序,检测来自硬件电路的频率信号,在通过内部算法将不同频率对应的电感大小显示出来。
暨集成压控振荡原理和高性能的STM32F103单片机软硬件配合。
2 系统总体设计2.1 系统结构原理图系统主要包括振荡模块、滤波放大模块、单片机模块、人机交互模块、电源模块等,框图如图1所示,同时展现了各个模块之间的关系,其中单片机模块是该系统的核心,其说明详见文章内容2.3小节。
战舰STM32F103开发版LCD显示实验和触摸屏实验文档
接下来看指令:0X36,这是存储访问控制指令,可以控制 ILI9341 存储器的读写方向,简 单的说,就是在连续写 GRAM 的时候,可以控制 GRAM 指针的增长方向,从而控制显示方式 (读 GRAM 也是一样) 。该指令如表 18.1.1.2 所示: 顺序 指令 参数 控制 RS 0 1 RD 1 1 WR ↑ ↑ D15~D8 XX XX D7 0 MY D6 0 MX 各位描述 D5 1 MV D4 1 ML D3 0 BGR D2 1 MH D1 1 0 D0 0 0 HEX 36H 0
RS:命令/数据标志(0,读写命令;1,读写数据) 。 80 并口在上一节我们已经有详细的介绍了, 这里我们就不再介绍, 需要说明的是, TFTLCD 模块的 RST 信号线是直接接到 STM32 的复位脚上,并不由软件控制,这样可以省下来一个 IO 口。另外我们还需要一个背光控制线来控制 TFTLCD 的背光。所以,我们总共需要的 IO 口数 目为 21 个。这里还需要注意,我们标注的 DB1~DB8,DB10~DB17,是相对于 LCD 控制 IC 标 注的,实际上大家可以把他们就等同于 D0~D15,这样理解起来就比较简单一点。 ALIENTEK 提供 2.8/3.5/4.3/7 寸等不同尺寸的 TFTLCD 模块,其驱动芯片有很多种类型, 比如有:ILI9341/ILI9325/RM68042/RM68021/ILI9320/ILI9328/LGDP4531/LGDP4535/SPFD5408 /SSD1289/1505/B505/C505/NT35310/NT35510 等(具体的型号, 大家可以通过下载本章实验代码, 通过串口或者 LCD 显示查看),这里我们仅以 ILI9341 控制器为例进行介绍,其他的控制基本 都类似,我们就不详细阐述了。 ILI9341 液晶控制器自带显存,其显存总大小为 172800(240*320*18/8) ,即 18 位模式(26 万色)下的显存量。在 16 位模式下,ILI9341 采用 RGB565 格式存储颜色数据,此时 ILI9341 的 18 位数据线与 MCU 的 16 位数据线以及 LCD GRAM 的对应关系如图 18.1.1.4 所示:
课程设计(论文)--基于stm32f103的恒温系统的设计
中国矿业大学计算机学院2013 级本科生课程报告报告时间 2016.09.20学生姓名学号专业电子信息科学与技术任课教师任课教师评语任课教师评语(①对课程基础理论的掌握;②对课程知识应用能力的评价;③对课程报告相关实验、作品、软件等成果的评价;④课程学习态度和上课纪律;⑤课程成果和报告工作量;⑥总体评价和成绩;⑦存在问题等):成绩:任课教师签字:年月日摘要针对目前温度控制在生产生活中被广泛应用,而传统的温度控制系统是由功能繁杂的大量分离器件构成,为了节约成本、提高系统的可靠性,本文设计了一种基于STM32F103T6的温度控制系统。
本设计是基于DS18B20的温度控制系统,以STM32F103ZET6为控制系统核心,通过嵌入式系统设计实现对温度的显示和控制功能。
在该系统中,为了减小干扰的影响,用均值滤波算法对采样数据进行处理之后再进行温度判定等一系列操作的依据。
设计中,基本上实现了该系统的功能,通过DS18B20采集温度数据,使用LCD屏幕来显示相关的信息,能够通过加热和降温将温度控制在恒定的范围内,并可以手动设置恒温范围,温度超出限制后会有声光报警。
关键词:STM32F103,均值滤波,恒温控制,DS18B20目录1 绪论 (1)1.1选题的背景及意义 (1)1.2设计思想 (1)1.3实现的功能 (2)2 硬件设计 (2)2.1硬件平台 (2)2.2硬件设计模块图 (3)2.3温度传感器DS18B20 (3)2.4 LCD屏幕 (6)2.5 DC 5V散热风扇 (8)2.6加热片 (8)3 软件设计 (9)3.1软件平台 (9)3.2软件设计模块图 (9)3.3主程序流程图 (10)3.4子程序流程图 (11)3.4.1 恒温控制子程序流程图 (11)3.4.2 flag标志设置子程序流程图 (12)3.4.3温度设置子程序流程图 (13)3.4.4温度读取函数流程图 (14)3.4.5均值滤波程序流程图 (15)3.4.6显示函数程序流程图 (16)4 调试分析 (16)4.1硬件调试 (16)4.2软件测试 (17)4.3功能实现分析 (17)5 实验总结 (17)参考文献 (19)1 绪论1.1选题的背景及意义21世纪是科学技术高速发展的信息时代,电子技术、嵌入式技术的应用已经是非常广泛,伴随着科学技术和生产的不断发展,在生产生活中需要对各种参数进行温度测量。
stm32的智能家电开关控制系统设计
stm32的智能家电开关控制系统设计
STM32的智能家电开关控制系统设计是一种应用STM32
微控制器来实现对家用电器开关控制的系统设计。
首先,要设计一个用来控制电器开关的硬件电路,其核心集成电路主要采用STM32单片机作为核心控制电路,使用I/O端
口连接相应的控制元件,并通过模拟方法传递信息。
在软件设计上,需要使用STM32单片机操作系统来设计,使用C语言
编程技术,主要实现STM32的定时器功能,将输入信号封装
成模拟电路,通过PWM信号传输输出控制开关,也可以设计
自动化控制系统,可以实现自动运行的功能。
此外,为了确保系统的性能,还需要编写一些驱动程序,主要是为了克服STM32芯片之间的兼容性,以及提高I/O端口的
收发效率,并做出安全性和可靠性的保障。
此外,在软件设计上,还需要实现安全性控制,以避免恶意的故障产生,并实现自动的温度报警、功耗检测、状态显示等功能。
另外,为了实现与电脑端的控制,还需要连接家庭网络,可以采用串口通讯、ZigBee 、WiFi等方式实现。
总之,STM32智能家电开关控制系统设计非常复杂,但有利
于实现对家用电器的智能化控制,因此,当前应用STM32技
术来构建智能家居开关控制系统已经成为一种趋势。
《stm32f103单片机应用开发实例》
一、介绍STM32F103单片机STM32F103是STMicroelectronics公司推出的一款基于ARM Cortex-M3内核的微控制器,具有丰富的外设和强大的性能,被广泛应用于工业控制、汽车电子、消费类电子等领域。
本文将通过一些实际的应用开发示例,介绍STM32F103单片机的应用开发。
二、STM32F103单片机开发环境搭建1. 硬件环境2. 软件环境3. 开发工具的选择和配置4. 开发过程中常见问题的解决方法三、基本的STM32F103单片机应用开发1. 点亮LED灯2. 控制LED灯的闪烁3. 串口通信4. 定时器应用5. 外部中断应用四、STM32F103单片机外设的应用开发1. 通用定时器 (TIM) 的应用开发2. 串行外设接口 (SPI) 的应用开发3. 串行通信接口 (USART) 的应用开发4. 直接存储器访问 (DMA) 的应用开发5. PWM 的应用开发五、STM32F103单片机高级应用开发1. 定时器中断和DMA传输的应用2. 外部中断和定时器的结合应用3. 外设之间的协同工作应用开发4. 看门狗 (Watchdog) 的应用开发5. 低功耗模式下的应用开发六、实例分析和实验结果1. 确定应用目标2. 使用STM32CubeMX生成代码3. 编写应用程序代码4. 调试和验证5. 总结和改进七、总结和展望通过以上的实例分析和实验结果,我们对STM32F103单片机的应用开发有了更深入的理解。
在未来,随着技术的不断发展,STM32F103单片机的应用将会更加广泛,我们也将在实际项目中不断总结经验,进一步完善应用开发方法,为相关领域的技术创新和应用发展做出更大的贡献。
以上就是《STM32F103单片机应用开发实例》的相关内容,希望可以对您有所帮助。
八、实例分析和实验结果为了更好地理解STM32F103单片机的应用开发,我们将具体分析一个LED灯控制的实例,并展示实验结果。
基于STM32F103控制的
基于STM32F103控制的作者:蒋鹏张春艳朱芙菁来源:《科技风》2017年第14期DOI:10.19392/ki.16717341.201714059摘要:本项目采用了高性能单片机STM32作为控制单元,多个超声波测距模块构成的测量单元,可以对多个方向进行测量,并且测量单元和控制单元通过无线通信进行信息交换,摆脱了线路的束缚。
关键词:STM32;超声波测距;无线通信超声波测距主要应用于倒车提醒、行动机器人、工业现场等的距离测量。
常见的超声波测距仪将测距模块、控制单元及报警电路设计成一个整体,仅具有测量和报警功能,如倒车雷达,或者将测距模块通过线路与控制、显示、报警模块相连,如带显示功能的倒车雷达。
随着技术的发展,普通的超声波测距仪已经跟不上时代的进步了,如以上两种超声波测距雷达都有很大的局限性。
基于此,我们计划设计基于STM32F103控制的——多路无线通信超声波测距仪。
1 项目硬件构成该项目的硬件部分由单片机控制模块、显示模块、无线通信模块、波测距模块四大部分组成,系统框图如图1所示。
控制模块选用的是STM32系列的STM32F103型单片机,它具有高性能、低成本、低功耗等特点,并且时钟频率达到了72MHz,具有较快的运行速度。
显示模块采用了4.3寸的TFTLCD显示器,其色彩丰富,亮度高,支持中英文显示并且可自定义字体及大小。
无线通信模块则选择了NRF24L01,NRF24L01是由NORDIC生产的工作在2.4GHz~2.5GHz的ISM 频段的单片无线收发器芯片,采用FSK 调制,集成NORDIC自家的Enhanced Short Burst协议。
可以实现点对点或是1对6的无线通信,无线通信速度最高可达到2Mbps,NRF24L01采用SPI通信。
无线收发器包括:频率发生器、增强型“SchockBurst”模式控制器、功率放大器、晶体振荡器、调制器和解调器。
输出功率频道选择和协议的设置可以通过SPI 接口进行设置,几乎可以连接到各种单片机芯片,并完成无线数据传送工作。
(完整word版)基于KEIL的STM32F103系统的开发与调试
-->
调试中经常需要观察存储器,点相应图标
输入地址后即可显示后续的存储空间的内容。
在存储区间点击右键可以选择显示类型,如无符号32位
若修改代码,再按 退出调试界面。
图形界面中有时可以自由摆放所用的工具。
DEBUG时,左边是寄存器组信息,右边通常会出现“上面机器码与汇编-下面程序”结构。上方的黄箭头表时当前取指地址(PC值),下面的双三角表示即将执行的程序代码。
11、调试操作。从左到右:重启、执行、停止、单步、单行、返回、执行到当前行。单步是指按照指令的实际操作一步步执行;单行是指完成该指令所到实现的功能,并不关心该指令所导致的实际操作过程。
4、运行环境选择。暂不选,按确定。
5、建立了一个空项目。
6、设置OPTION,右键点击TARTGET1
target 1'
7、构建软仿真环境,在Ddbug栏设置。
8、添加汇编文件startup.s
9、添加代码
10、先编译,再链接,最后调试。(底部有编译和链接信息,出错的话会提示)
微处理器系统原理与设计课程实践参考文档之
基于KEIL的STM32F103系统的开发与调试
1、建立工程
2、选择工作目录,输入项目名test1。
3、选择器件,选择STMicroelectronics的STM32F1 Series中的器件后确定。
对于KEIL5来说,若没有该器件,需要装PACKE,选择Pack Installer后选择相应PACK安装即可。
基于STM32F103的角磨机开关磁阻电机控制器的设计
的积分环节达到饱和,失去对电流的控制作用 [5],电机
进入高速运行阶段,此时由 PID 控制方式进入角度位置
控制方式。
4 结束语
为了实现电动角磨机全转速范围内的低成本高效运 转,选用开关磁阻电机作为其驱动电机,经有限元仿真 确定开关磁阻电机的结构参数。基于 STM32F103 设计 了 SRM 控制器软硬件,以前后台的方式实现了关键信 号检测及基于转速的控制策略切换。启动及低速阶段采 用电流斩波控制提供大转矩同时保护功率器件,中速阶 段采用 PID 调节控制,高速阶段采用角度位置控制对转 速进行调节。该角磨机已经实现量产,运行可靠,具有 很高的实用价值。
96 mm 51 mm 55 mm 0.45 mm
根据表 1 提供的电机基本参数,通过多次有限元优 化仿真计算,最终确定采用 6/4 极定转子方案,定子为 6 凸极结构,构成 A/B/C 三相绕组,转子为 4 凸极结构, 该 SRM 示意图如图 1 所示。
2 硬件设计
SRM 控制器的硬件电路包括控制模块及最小系统、 检测模块、电源模块、功率驱动模块 4 个部分,硬件结 构如图 2 所示。
系统 嘀嗒
启动 和停
止
功能 安全
电机 驱动
PID 控制
角度 位置 控制
电流 斩 波控 制
过流 保 护
应用 层
定时 器
管理
启停 按键 检测
看门 狗管
理
功率 驱动
转速 检测
相电 流采样
中间 层
普通
定时
I/O
器
SW T
PW M
高精 度 定时 器
INT
ADC
底层 驱动
图5 软件框架结构图
3.2 控制策略
基于STM32F103单片机的光源控制装置设计探讨
基于STM32F103单片机的光源控制装置设计探讨吴建峰,王贤明,刘趄(中国船舶重工集团公司第七二二^究所,湖北武汉430205 )摘要:光源控制器在机器视觉中主要有光源照明、镜头调准等功能。
光源工作在光源控制器在机器视觉工作中非常重要,如果 光源工作没有做好将对图片的质量造成严重的影响,同时还会导致图像信息采集出错等情况。
文章首先分析了 S M2F103单 片机的光源控制装置的总体设计,然后从主硬件设计、恒流源电路设计以及光源控制装置软件设计三个方面进行了详细介绍。
关键词:STM32F103单片机;光源控制;恒流源中图分类号:TP368.1 文献标识码:A文章编号:1673-1131(2017)04-0080-020引言结合当前光源控制器的发展情况来看,主要有两种常见 的光源控制器的控制输出方式:一种是恒压源控制输出,另一 种是恒流源控制输出。
无论是恒压源控制输出,还是恒流源 控制输,二者都存在一定的缺陷,比如恒压源控制输出的光照 不稳定、电源效率低等并且使用、使用范围小等,主要集中在 小功率光源上《对于恒流源控制输出而言,要比恒压源控制 输出更具优势,弥补了恒压源控制输出的不足,但是同样有着 自身的不足,如负载使用功率范围小,发热量大、电源利用率 低等。
通过对恒流源控制输出原理的学习研究,对STM32 F103 单片机的光源控制装置设计内容进行探讨,这种探讨是有必 要的,也是非常具有实际价值的。
1STM32F103单片机的光源控制装置系统的总体设计基于S1M32F103单片机的光源控制装置结构图如图1所 示。
该结构图主要有SIM32F103单片机、恒流源部分、基准电 压芯片、A/D转换电路、负载等组成,通过对该控制装置结构图的 观察,可以很好对该光源控制装置的控制原趣进行分析:首先是 基准电压芯片向单片机提供一个基准电压,单片机的IO口控制 调整恒压源芯片开启管脚,以此控制对外输出的通断。
A/D转换 电路将恒流源输出的电流值转化成电压值,单片机对采样的电压 值作出判断,同时对可调电压源进行翻,从而实现对负载图1光源控制结构装置图2 STM32F103单片机的光源控制装置的主硬件设计 2.1控制模块的选择本次研究的光源控制装置中,控制中心是装置中的STM32 H03单片机,扮演发送指令的角色,并且还需要分析和处理反 馈回来的信息,STM32 H03单片机专为要求髙性能、低成本、低能耗的嵌入式应用专门设计的ARMCortex-M3内核,功耗 为36mA,是32位市场上功耗最低的产品之一,相当于0.5Ma/ MAz,该装置自身还带有2个12位A/D转换器以及2通道12 位D/A转换器,精度髙,控制简单,性价比髙。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
基于STM32F103单片机的开度仪电子开关设计
发表时间:2016-04-05T16:29:58.113Z 来源:《基层建设》2015年23期供稿作者:郑智胡永国
[导读] 中船重工集团第七一七研究所湖北武汉 430223 闸门开度仪通过将较大量程的线位移转化为角位移进行测量,具有测量精度高,结构紧凑,安装调试方便的优点。
郑智胡永国
中船重工集团第七一七研究所湖北武汉 430223
摘要:开度仪是水利水电工程项目中广泛使用的检测仪器,主要用于记录水闸闸门及启闭机油缸活塞杆行程,配合成套的数字测控仪表即可通过数字观察闸门或油缸的行程位置。
开度仪一般均装有用于提示闸门或油缸位置的开关,如闸门全关位和闸门全开位等都是在实际工程中经常用到的闸门位置开关,目前广泛使用的主要是机械开关,机械开关精度较差,与预定位置往往有几十毫米的误差,在实际工程中会造成许多不必要的故障,而基于STM32F103单片机的电子开关在实现机械开关功能的同时还能具备极高的精度和稳定性,可以在实际工程中广泛推广。
关键词:开度仪,STM32,单片机,电子开关
1、STM32F103单片机
STM32F103系列单片机使用32位高性能ARM Cortex-M3内核,工作频率72MHz,内置128K闪存,包括ADC,通用16位定时器等以及USART接口,USB接口以及CAN总线接口等标准和先进的通信接口。
2、开度仪电子开关的必要性
闸门开度仪通过将较大量程的线位移转化为角位移进行测量,具有测量精度高,结构紧凑,安装调试方便的优点。
位置开关是开度仪的重要组成部分。
闸门运动时,测量轮在收绳机构和钢丝绳的带动下转动,将油缸活塞杆或闸门开度的线位移转换成测量卷筒的角位移,光电编码器将卷筒的角位移量转换成对应数字(脉冲)量,经开度显示测控仪处理后,显示出油缸的直接行程量并送 PLC 进行解算(或直接将编码器信号送 PLC处理),得出闸门移动的位移量即闸门当前所处的位置。
位置开关就用于指示闸门当前所处位置。
目前使用较多的位置开关是机械开关,机械开关由于其自身局限性,存在着误差较大,指示位置不精确和不及时等问题,在实际工程应用中容易造成误报,存在着一定的安全隐患,同时机械开关需要根据现场实际情况调整其位置,对于现场调试人员而言非常麻烦。
而电子开关在实现机械开关功能的同时,具有开关动作精确,误差极小等优势,而且调试方便,位置调整均通过电路实现,保证了调试人员的人身安全。
3、电子开关设计的思路
电子开关主要是为了实现采集编码器SSI信号并输出给外部控制单元如PLC等,同时具有预先设置闸门位置对应闸门开度,当编码器到达设定的对应位置时,继电器动作,同时LED灯亮,提示当前闸门处于哪种状态。
电子开关主要包括三大部分:编码器SSI信号采集,SSI 信号输出以及开关量信号输出。
编码器SSI信号采集部分主要由STM32F103单片机结合SN751177芯片实现。
SN751177是双路差动驱动器/接收器,可同时实现SSI信号的采集和输出,对于电子开关的设计而言非常重要。
SN751177接收到由单片机发出的时钟脉冲后将采集到的编码器数据按位传输给单片机。
SSI信号输出部分包括PLC,STM32单片机以及SN751177芯片。
当外部PLC或其他时钟源给出时钟脉冲后,单片机就将数据传递给外部PLC,从而就实现了SSI信号的采集和传输。
原理框图如图1所示。
图1.SSI信号采集及传输原理图
开关量信号输出主要包括单片机,74HC244,继电器,拨码开关及LED灯等。
74HC244是八路正相缓冲器/线路驱动器,具有三态输出。
该三态输出由输出使能端1OE和2OE控制。
任意nOE上的高电平将使输出端呈现高阻态。
拨码开关与所需开关量一一对应,主要用于保存继电器动作预设点;继电器和LED灯则用于提示当前所处位置。
4、电子开关的实现
STM32F103单片机程序调试主要通过IAR Embedded Workbench或Keil uvison实现,程序采用C语言编写,适用性强。
调试需要实现的目标如下
①调通SSI信号的采集和输出,单片机采集到并传输给外部PLC的编码器码值应与外部PLC直接采集编码器SSI信号的码值相等。
SSI信号的输出通过单片机的外部中断实现,当单片机收到外部的时钟脉冲上升沿时,单片机从主程序运行中跳出转而执行外部中断部分的程序代码,完成中断后继续执行主程序。
②调通开关量信号输出,继电器正常动作,LED灯正常亮灭。
通过程序中的逻辑判断当前所处的位置,同时与预先保存的位置值做比较,如果满足对应的关系则继电器动作同时LED灯亮,不满足时继电器不动作,LED等不亮。
5、总结
通过调试,单片机输出到PLC的编码器码值与PLC直接采集编码器信号得到的码值相等,用示波器查看数据波形也完全一致,证明SSI 信号的采集和输出功能能够正常实现。
示波器波形如图2和图3所示。
图2为PLC直接采集编码器信号的数据波形,图3为单片机采集编码器
信号并传输给PLC的数据波形。
图3.单片机采集并输出到PLC的编码器信号
实验结果证明了电子开关的可行性,通过实际工程中的应用实践证明了其安装调试的便利,已在贵州,云南等多个水利水电工程中试验性投入使用,目前运行良好。
作者简介:
郑智,男,1989年5月生,西南交通大学硕士,助理工程师,目前就职于中船重工集团第七一七研究所,主要从事自动化检测与控制研究及产品开发。
胡永国,男,高级工程师,目前就职于中船重工集团第七一七研究所,主要从事自动化检测与控制研究及产品开发。