基于stm32的電機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

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1、現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)方法大作業(yè)-基于STM32的電機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)總體概況由于現(xiàn)有的數(shù)據(jù)采集卡價(jià)格太高，設(shè)計(jì)出針對(duì)電機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是有必要的。STM32是第一個(gè)基于ARMcortex-M3內(nèi)核的微控制器，擁有32位CPU，并行總線結(jié)構(gòu)，嵌套中斷向量控制單元，調(diào)試系統(tǒng)以及標(biāo)準(zhǔn)的存儲(chǔ)映射，是專力實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)高性能與低功耗并存而設(shè)計(jì)的，同時(shí)它足夠低廉的價(jià)格也向傳統(tǒng)的8位（51）和16位微控制器發(fā)起了有力的挑戰(zhàn)。本課題正是基于STM32,使用紅外遙控器實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)的控制，同時(shí)將采集到的電機(jī)數(shù)據(jù)顯示到LCD液晶屏上。從而實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。1電機(jī)的控制在該設(shè)計(jì)中采用STM3

2、2的PWM對(duì)電機(jī)進(jìn)行控制。PWM是PulseWidthModulation的縮寫(xiě)，巾文意思就是脈沖寬度調(diào)制，簡(jiǎn)稱脈寬調(diào)制。它是利用微處理器的數(shù)字輸出來(lái)對(duì)模擬電路進(jìn)行控制的一種非常有效的技術(shù)，其控制簡(jiǎn)單、靈活和動(dòng)態(tài)響應(yīng)好等優(yōu)點(diǎn)而成為電力電子技術(shù)最廣泛應(yīng)用的控制方式，其應(yīng)川領(lǐng)域包括測(cè)量，通信，功率控制與變換，電動(dòng)機(jī)控制、伺服控制、調(diào)光、開(kāi)關(guān)電源，甚至某些音頻放大器，因此研究基于PWM技術(shù)的正負(fù)脈寬數(shù)控調(diào)制信號(hào)發(fā)生器具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。TIMx_AKKTIMx_CCRx利用STM32的寄存器對(duì)PWM的空占比進(jìn)行設(shè)置，從而改變電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的速度以及轉(zhuǎn)動(dòng)的方向。其中TTMx

3、_ARR寄存器確定頻率（周期）、由TTMx_CCRx寄存器確定占空比的信號(hào)。由于STM32提供的電壓過(guò)小，不能夠驅(qū)動(dòng)電機(jī)。所以必須增加電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊。我使用的是UNL2003,ULN2003是高耐壓、大電流達(dá)林頓系列，由七個(gè)硅NPN達(dá)林頓管組成。該電路的特點(diǎn)如下:ULN2003的每一對(duì)達(dá)林頓都串聯(lián)一個(gè)2.7K的基極電阻，在5V的工作電壓下它能與TTL和CMOS電路直接相連，可以直接處理原先耑要標(biāo)準(zhǔn)邏輯緩沖器來(lái)處理的數(shù)據(jù)。從而達(dá)到控制電機(jī)的目的。2紅外遙控通過(guò)紅外遙控器與紅外接收器對(duì)STM32進(jìn)行控制，可以通過(guò)紅外遙控器上的按鍵對(duì)STM32的拐角，寄存器進(jìn)行一些控制，

4、從而達(dá)到對(duì)電機(jī)的遙控控制的目的。通常紅外遙控為了提高抗干擾性能和降低電源消耗,紅外遙控器常用載波的方式傳送二進(jìn)制編碼，常用的載波頻率為38kHz,這是巾發(fā)射端所使用的155kHz品振來(lái)決定的。在發(fā)射端要對(duì)晶振進(jìn)行整數(shù)分頻，分頻系數(shù)一般取12,所以455kHZ+12^37.9kHZ^38kHZ。也有一些遙控系統(tǒng)采用36kHz、40kHz,56kHz等，一般由發(fā)射端晶振的振蕩頻率來(lái)決定。所以，通常的紅外遙控器是將遙控信號(hào)（二進(jìn)制脈沖碼）調(diào)制在的載波上，經(jīng)緩沖放大后送至紅外發(fā)光二極管，轉(zhuǎn)化為紅外信號(hào)發(fā)射出去的。紅外發(fā)射與接收的原理如圖所示。3液晶顯示使用STM32將電機(jī)

5、的數(shù)據(jù)，比如電機(jī)的速度，加速度等信息進(jìn)行采集之后在LCD上進(jìn)行顯示。TFT-LCD又叫做薄膜晶體管液晶顯示器，我使用的液晶屏是8080模式，它有5條基本控制線和多條數(shù)據(jù)線。因?yàn)镾TM32引腳數(shù)在100以上都帶有FSMC的接口，所以當(dāng)操作SRAM,NANDFLASH,NORFLASH和PSRAM等儲(chǔ)存器的時(shí)候，我們不用自己操作10[I模擬這些存儲(chǔ)器的操作時(shí)序了，使用FSMC模塊可以直接幫我們讀寫(xiě)這些寄存器。下圖為液晶屏控制的一些拐角的功能。其控制過(guò)程比較復(fù)雜，這里不做過(guò)多的介紹。RSTO14￡位選擇取消位.CS打O1人V選選擇取消片選RSO1校制你存器鋪W'相存器R

6、DO1速選抒淡取消WRO1寫(xiě)選抒寫(xiě)取消DBO?DB8數(shù)扮:線4總體實(shí)現(xiàn)總體概況逬電機(jī)LCD液晶屏ULN2003驅(qū)動(dòng)紅外遙控器紅夕M妾收器