南海升高车价格 如何设计升高车硬件系统的总体结构??
新闻分类:行业资讯 作者:admin 发布于:2017-02-174 文字:【
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摘要:
南海升高车出租, 南海升高车, 南海升高车价格 如何设计升高车硬件系统的总体结构?? 根据对升高车监控系统的分析,以及考虑到开发成本的费用,最终确定了以单片机为控制核心的系统方案。单片机的选择影响着整个系统功能的实现。选择CPU的时侯应考虑以下3个因素:能够实现系统的所有功能、开发尽可能简单方便、所花费用尽可能低。综合上述内容,本系统选择了MSC-51系列的AT89S52单片机。AT89S52单片机是AT89C51单片机的增强型,在保留了C51原有功能指令和引脚的基础上,扩大了内存并加强了其他功能。它有8k的内存和256bytes的随机存储器,皆是C51单片机的2倍。另外,S52比C51多了1个定时器2,中断源也比C51多了1个。能写入更多程序并完成更多功能。还有一点重要的,内存为8K的单片机还有一款AT89C52,相比之下,选择S52是因为AT89S52可在线擦写,可以直接利用ISP烧写线,通过ISP插口直接将程序烧写进来,而非把芯片拿下来再放到专门的烧写器上进行烧写。C52就需要用并行编程器下载,其接线多且复杂,得把芯片从线路板上拔下来再放到编程器上进行程序的烧写,之后再放回去,极不方便。AT89S52单片机的主要功能有:8k字节的Flash;256字节的RAM;32位的I/O口线;2个数据指针;3个16位定时器/计数器;6个中断源包括两个外部中断30(INT0和INT1),三个定时中断(定时器0、1、2)以及一个串行中断;包含看门狗定时器;全双工串行口,片内晶振和时钟电路。而且,AT89S52单片机可以在0Hz的情况下进行静态逻辑操作。它支持两种软件可选择节电模式:在空闲模式下,虽然CPU停止了工作,但是允许RAM、定时器/计数器、中断、串口等继续工作;而在掉电保护模式下,将保存RAM中的内容,冻结振荡器,单片机将停止一切工作,直到下个中断到来或者硬件复位开始工作。根据已经选择的单片机和系统的功能要求,系统硬件的总体结构图4.1:MSC51A/DLCDPC图4.1硬件总体结构如上图的系统硬件的总体结构,根据所选择的AT89S52单片机,设计出的系统硬件电路。该硬件电路主要包括传感器信号采集电路、LCD液晶显示电路、键盘控制电路、蜂鸣器及LED灯报警电路和串口通信电路等。这些主要电路将完成本监控系统从信号的采集处理到最终数据的显示输出等一系列功能的实现。
传感器信号采集电路本系统主要采集以下几个信号:斗载、变幅角度、起升高度和火场温度。 1、斗载的测量如第二章分析的,对工作斗载荷的测量采用ST-27悬臂梁式测力传感器。该31传感器的力作用在自由端,在梁固定端附近上、下表面各粘贴两片应变片,把它们接成的桥式电路,当载荷增加时,敏感闪电组)(32RR的改变量随之增加,使输出o1U增加。最终需要用A/D转换电路将这一模拟电信号转换成数字电信号输入给单片机,完成斗载荷的测量。因此,将该传感器固定在工作平台外框与承载平面之间,支撑点应尽量靠近周边,均匀分布。当工作斗中开始站人(包括消防员、受灾者以及一些重要物品)时,在重力的作用下,传感器的弹性体产生弹性变形,使粘贴在它表面的电阻应变片也跟着产生变形而使其电阻值产生变化,再经过相应的测量,A/D转换电路会把这一电阻值的变化转换成相应的数字电信号。图4.2应变片分布图由于实验设施及经费的限制,我们现在还无法到升高车上进行信号采集等试验。但是该根据传感器电阻应变变形的原理,系统可以利用电位器来模拟,通过改变电阻值的大小表示传感器信号发生的变化,其原理是完全相同的。本系统采用阻值为500的电位器来代替该传感器。
2、变幅角度的测量本系统选用TQG-S系列高精度一维倾斜角传感器来测量升高车的变幅角度,它是基于了VTI公司的电容式3D-MEMS技术的一种单轴倾斜角度传感器。在第二章该传感器的性能参数中,其输出信号电压为1~5V,完全符合AT89S52单片机的供电范围。最终系统同样利用500的电位器来模拟变幅角度信号的改变,通过点位器阻值的改变来表示变幅角度的实时变化,最终再经过A/D转换电路的转换,将这一模拟信号转化成数字信号传给单片机进行监控。将电位器的三根信号线按照该传感器的三根信号线一样接法,一根接地。一根接电源正极,还有一根作为信号输出线。
3、A/D转换电路由于传感器出来的信号都是连续不断变化的模拟量,这些模拟量信号还会或多或少的受到一些干扰,这些干扰便会影响最终数据的真实有效性,同时,本系32统所选用的单片机微处理器,它只能处理数字信号,不能直接对模拟量进行处理。因此,在传感器信号和单片机中件必须有一个转换电路,即A/D转换电路,把模拟量转换成数字量后再将数据交给单片机进行处理运算。根据之前的分析,斗载和变幅角度这两路信号需要进行A/D转换,综合考虑后,选择了ADC0832转换芯片。它是由美国国家半导体公司生产出的一种具有8位分辨率、双通道的A/D转换芯片。因其兼容性及性价比较高,且体积小的优点被广泛应用于各种电路中。它的主要性能特点是:一种双通道A/D转换芯片。当有5V的电源进行供电时,它的输入电压在0~5V之间。它的工作频率为250KHz,转换时间为32μs,功耗通常仅为15MW。其输入、输出电平都可以与TTL/CMOS电平相兼容,工业级芯片的温度在−40°C~+85°C范围之间,商用级芯片的温度在是0°C~+70°C范围内。A/D转换电路:图4.3A/D转换电路CS为片选使能信号,低电平有效,这里接单片机的P1.4引脚;CH0、CH1分别为模拟输入通道0、通道1,各自连接一个5K的电位器,分别表示斗载信号和变幅角度信号,通过改变电位器的阻值来模拟输入信号的变化;CLK是芯片的时钟输入端,接单片机的P1.5引脚;DI表示数据信号的输入端,其功能是选择通道,DO表示数据信号的输出端,其功能是转换数据,它们都和单片机P1.6引脚相连。
4、起升高度的测量本系统先利用旋转编码器测出梯架的伸缩长度,再根据几何关系求出梯架的起升高度。对梯架伸缩长度的测量,其工作原理是先将位移信号转换为周期性的电信号,然后再将这个电信号转换成计数脉冲,通过脉冲的个数来表示位移的大33小。因此,当梯架伸缩油缸活塞杆开始伸缩时,该编码器也开始旋转,它会产生两路数字脉冲信号,用A、B表示,它们的相位之差为90。正转时,A超前B90,反转时,B超前A90。同时还有一相表示参考零位的Z相脉冲信号。脉冲的个数和位移量始终保持比例关系。由于经费问题,系统采用另一块AT89S52单片机替代该光电编码器,用该单片机的P2.0引脚表示光电编码器输出的A相脉冲,该引脚直接连主单片机的外部中断INT0,P2.1引脚表示输出的B相脉冲,直接连主单片机的P3.4引脚。首先将INT0设置成下降沿触发,当A相脉冲开始触发中断时,主单片机产生外部中断,系统将会执行中断处理程序,接着判别B相脉冲是高电平还是低电平。如果是低电平,那么编码器将正转,加1计数;如果是高电平,那么编码器将反转,减1计数。通过有效的脉冲信号不断触发中断,系统通过脉冲数的计算最终完成对梯架伸缩长度的测量,再通过几何关系转化成起升高度。该编码器波形图4.4:、环境温度的测量第二章分析过,升高车的环境温度是多变的,火场周围的温度会随时影响人员的身体健康,很容易干扰救援任务的进行。系统选择了DS18B20温度传感器对火在现场周围环境温度进行了测量。该传感器结构简单,精度高,由于它易于安装且体较小,很适用于高空作业车上。DS18B20传感器精度高且电压适用范围宽,它采用一线总线的数字方式进行数据传输,就是说只需要一根信号线来采集温度信号,很大程度上提高了整个系统的抗干扰性,在许多恶劣环境下的现场温度测量中都取得了很好的测温效果。它的温度测量范围在-55℃至+125℃之间,而在-10~+85℃范围之内,它的精度可以达到±0.15℃。其硬件电路:温度采集电路DS18B20通过单线接口传输信息,因此,它的DQ端是输出信号线,直接与单片机的P2.7引脚相连,仅需要这一根连接线就能完成温度数据的的发送与接收。VCC接5V电源进行供电,GND接地。
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