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【正文】 2 機械轉(zhuǎn)角 軸承固定 360176。 可連續(xù)轉(zhuǎn)動 線性量程 177。45176。(90176。) 獨立線性度 % 輸入電壓 ≤DC12V 工作電流 ≤5mA 輸入阻抗 5KΩ177。30% 靈敏度 %Vin /10176。 分辨率 理論上連續(xù) 使用溫度 25℃ ～ +55℃ 溫度系數(shù) 177。%DVout/Vin/℃ 濕度范圍 0～ 95% 畢業(yè)設(shè)計說明書論文 1961660126 課件之家的資料精心整理好資料 ③ 電子元器件全密封設(shè)計，防塵防水防油污、抗輻射，野外作業(yè)亦可 ； ④ 安裝簡單，無需調(diào)零； ⑤ 非接觸式，無滑動觸點，使用壽命長。 (2) LVDT差動式直線位移傳感器的檢測鐵芯與傳感器主體分開。傳感器主體是中空的圓柱體，固定在某個地方，將鐵芯與被測物體連接，鐵芯在傳感器主體中空的空間里來回穿梭，由此檢測出被測物體移動的距離。其檢測元件之間無接觸，非接觸式，沒有任何摩擦，壽命長，頻響高。常見應(yīng)用領(lǐng)域有：機械設(shè)備的距離移動，如 沖床 、軋機、柴油機、油缸（液壓缸）、試驗機、注塑機等機械零部件的移動檢測。 農(nóng)具入土中的土壤阻力測定，是通過上拉桿對力調(diào)節(jié)彈簧的作用力來反映的，該力通過彈簧桿作用在壓力傳感器上，當(dāng)壓力變化時，輸出電量變化。壓力傳感器采用 BCM傳感技術(shù)公司提供的應(yīng)變式力傳感器，其結(jié)構(gòu)形式為軸銷式。壓力傳感器原理圖 如圖 33所示。 圖 33 壓力傳感器原理圖 表 35 KMB060A3015壓力傳感器參數(shù) 傳感器類型 KMB060A3015 電源電壓 (電流 ) 8～ 12v 溫度靈敏度系線性度數(shù) %/10176。 工作溫度范圍 35℃ +125℃ 插頭類型 3針插頭 正常行程 10mm 線性度 ?? 2％ 將農(nóng)具作用在下拉桿前連接點的牽引力引起的剪切力轉(zhuǎn)變成磁場力。無載荷時，初級線豳的兩級之間形成對稱的 磁場，在壓力或張力作用下，等方性磁場的磁場特性發(fā)生畢業(yè)設(shè)計說明書論文 1961660126 課件之家的資料精心整理好資料 變化，因此磁場變?yōu)椴粚ΨQ，從而次級線圈的兩極之問的磁場發(fā)生改變，這種改變將造成次級線圈中磁通量的變化，同時，在次級線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電壓。感應(yīng)電壓與外界拉力或壓力的大小對應(yīng)成比例。其技術(shù)參數(shù)如表 35所示。 傳感器信號放大電路和濾波器的設(shè)計 由于傳感器輸出信號較弱，角位移傳感器的工作電流小于 5 mA，壓力傳感器輸出電壓為 ，信號需經(jīng)放大電路放大。 3個傳感器的輸出采用同一種放大電路，如圖 34所示。 圖 34 傳感器放大電路圖 該放大電路為兩 級放大，兩級都是反向輸入：第一級由 LM358A組成模放大， R1為調(diào)節(jié)電位器，由它輸入一個補償電壓，適當(dāng)調(diào)節(jié)它的大小，可以抵消放大器本身的失調(diào)電壓，消除傳感器輸入的共模干擾信號。電路中取 R2=R3=R4=R5；第二級由 LM358B組成反向放大電路。圖中 C R C2組成π型濾波電路，以濾除噪聲。其中 LM358內(nèi)部包括有兩個獨 圖 35 LM358的引腳圖 立的、高增益、內(nèi)部頻率補償?shù)?雙運算放大器 ， 即 LM358A、 LM358B， 適合于電源電壓范畢業(yè)設(shè)計說明書論文 1961660126 課件之家的資料精心整理好資料 圍很寬的單電源使用，也適用于雙電源工作模式，在推薦的工作條件下，電源電流與電源電壓無關(guān)。它的使用范圍包括傳感放大器、直流增益模塊和其他所有可用單電源供電的使用運算放大器的場合。 LM358的引腳圖如圖 35所示。 光電耦合器和三極管放大電路設(shè)計 電路中涉及到電磁換向閥。為了消除執(zhí)行機構(gòu)對 CPU系統(tǒng)的干擾，電路中使用光電耦合器進行信號傳遞，以隔離執(zhí)行機構(gòu)與單片機系統(tǒng)之間的電氣聯(lián)系。光電耦合器輸出電流較小 (10～ 20 mA)，不能直接驅(qū)動大的負(fù)載。因此，設(shè) 計了三極管放大電路來驅(qū)動負(fù)載，而將光電耦合器放在驅(qū)動器前面。光電耦合器 由發(fā)光源和受光器兩部分組成。把發(fā)光源和受光器組裝在同一密閉的殼體內(nèi)，彼此間用透明絕緣體隔離。發(fā)光源的引腳為輸入端，受光器的引腳為輸出端，常見的發(fā)光源為發(fā)光二極管，受光器為光敏二極管、光敏三極管 。 其工作原理 是 ：在光電耦合器輸入端加電信號使發(fā)光源發(fā)光，光的強度取決于激勵電流的大小，此光照射到封裝在一起的受光器上后，因光電效應(yīng)而產(chǎn)生了光電流，由受光器輸出端引出，這樣就可以實現(xiàn)電一光一電的轉(zhuǎn)換。 圖 36 電磁換向閥控制電路原理圖 當(dāng)光電耦合 器前端為低電平時，光耦后接通三極管放大電路驅(qū)動電磁換向閥的左(或右 )端電磁鐵，控制小液壓缸向右 (左 )運動，進而控制農(nóng)具升降，達到耕深自動調(diào)節(jié)的目的?？刂齐娐吩韴D如圖 36所示 。 控制回路設(shè)計 ECU特點 80C196KC單片機的組成可分為 CPU及片內(nèi)外設(shè)備兩大部分， CPU為 16位單片機，其結(jié)構(gòu)特點有 [16]: (1) CPU的主要部件寄存器算術(shù)邏輯單元 RALU沒有采用常見的累加器結(jié)構(gòu)，而是寄存器 — 寄存器結(jié)構(gòu)， CPU的操作直接面向 00H01FFH的片內(nèi)寄存器空間 (其中 OOH17H共24字節(jié)為特殊功能寄存器 SFR,18H01FFH共 488字節(jié)稱為寄存器陣列 )， CPU與外設(shè)的通信均是通過各 SFR，寄存器陣列或存儲器控制器來進行的。這樣通過 SFR來直接控制 F0口，畢業(yè)設(shè)計說明書論文 1961660126 課件之家的資料精心整理好資料 加速了數(shù)據(jù)的傳遞和交換。這種結(jié)構(gòu)消除了累加器的單一功能。 (2) 內(nèi)部分頻電路為 2分頻，兩個震蕩周期構(gòu)成一個狀態(tài)周期，它是 80C196KC的基本時間單位，即運行時間是以狀態(tài)周期為單位計算的。在 12MHz的晶振下，一個狀態(tài)周期為 167ns。這樣對于 12MHz晶振，該單片機執(zhí)行 16位乘 16位 (3操作數(shù) )的乘法需 ，比 MCS51系列單片機快了許多。 (3) 80C196KC有多種總線的操作方式，可以 16位地址 /數(shù)據(jù)復(fù)用的標(biāo)準(zhǔn)總線、 8位外總線、以及在運行過程中， 80CI%KC的總線可以動態(tài)的配置為 16位或 8位。本系統(tǒng)采用 16位地址 /8位數(shù)據(jù)復(fù)用總線。在多機共享存儲器系統(tǒng)中， 80C196KC也具有 DMA功能，還可以出讓總線。 (4) 80C196KC有三種特殊的工作方式 :閑置方式 IDLE、掉電方式 POWERDOWN和測試方式 ONCE。用于滿足一些系統(tǒng)對低功耗和編程的要求。 (5) 三個 PWM輸出口。具有高速輸入輸出口 HSI/HS0， HSO具有 CAM事件鎖定功能。 (6) 具有 2個 16位的定時 /記數(shù)器，具有 16位監(jiān)視定時器 WDT。 (7) A/D轉(zhuǎn)換器可以用作 8位或 10位，其采樣時間和轉(zhuǎn)換時間可以編程。 表 36給出了 80C196KC芯片的功能列表。 表 36 80C196KC芯片的功能列表 型號 80C196KC ROM(KB) 16 寄存器 RAM/B 488 定時器 /計數(shù)器 2 A/D通道 8 I/O引腳 48 捕獲 /計較 HSIO 串行口 1 PWM 3 速度 /MHz 1620 尋址空間 /KB 64 其他主要特征 PTS 80C196KC系統(tǒng)設(shè)計 (1) 時鐘電路 80C196KC需要一個時鐘源進行操作，時鐘頻率在 612MHz之間。這個時鐘可由外界晶體和內(nèi)部電路構(gòu)成的晶體振蕩器產(chǎn)生，也可以由外部時鐘直接提供。本系統(tǒng)采用如圖畢業(yè)設(shè)計說明書論文 1961660126 課件之家的資料精心整理好資料 37所示的晶體振蕩器電路提供時鐘源。 圖 37 時鐘電路圖 圖 38 復(fù)位電路 (2) 復(fù)位電路 本控制系統(tǒng)設(shè)計有手動復(fù)位電路，如圖 38所示。圖中 RESET連接到復(fù)位腳 RESET，S6為復(fù)位開關(guān)按鈕。 80C169KC的復(fù)位引腳低電平有效，所以 RESET鍵按下時 RESET引腳電平被拉低，系統(tǒng)被復(fù)位。 (3) 串口通信電路設(shè)計 本控制系統(tǒng)通過 UART0串口通信方式將采集數(shù)據(jù)傳輸給上位機，這樣便于實驗后對系統(tǒng)運行狀態(tài)數(shù)據(jù)分析。 UART0與 8OC196KC的接口電路如圖 39所示。 CPU串口采用模式 1與 PC計算機通訊，波特率為 :9600B/s。在程序中定時給 PC計算機傳輸數(shù)據(jù)，所得數(shù)據(jù)作為實驗分析使用。 圖 39 串口通信電路圖 本章小結(jié) 本 章繼第二章在方案二的基礎(chǔ)上做了進一步設(shè)計，主要完成了液壓油路的設(shè)計及硬件選型和信號處理電路設(shè)計，其中包括電控液壓系統(tǒng)回路設(shè)計、液壓泵和分配器的選擇、畢業(yè)設(shè)計說明書論文 1961660126 課件之家的資料精心整理好資料 小油缸的選型、換向閥的選擇、減壓閥和溢流閥的選擇、傳感器的選擇、傳感器信號放大電路和濾波電路的設(shè)計、光電耦合器和三極管放大電路設(shè)計等內(nèi)容。系統(tǒng)的對液壓懸掛系統(tǒng)進行了自動控制系統(tǒng)的設(shè)計研究。 畢業(yè)設(shè)計說明書論文 1961660126 課件之家的資料精心整理好資料 第四章 電控液壓懸掛系統(tǒng)的軟件設(shè)計 一個控制系統(tǒng)要正常工作，僅有硬件部分是不夠的，還需要軟件部分的配合才能構(gòu)成一 個完整的控制系統(tǒng)。本章主要介紹電控液壓懸掛的軟件實現(xiàn)。 主程序設(shè)計 本控制系統(tǒng)設(shè)計了耕深的 3種調(diào)節(jié)控制方式：位調(diào)節(jié)控制、力調(diào)節(jié)控制和力位綜合調(diào)節(jié)控制。控制方式的選擇由控制面板的按鍵來實現(xiàn)。電控液壓懸掛系統(tǒng)的主程序框圖如圖 41所示。 No Yes 41 主程序框圖 A/D轉(zhuǎn)換中斷程序設(shè)計 在實現(xiàn) A/D轉(zhuǎn)化過程中，程序通過向 A/D命令寄存器直接寫入命令來實現(xiàn)通道選擇和A/D轉(zhuǎn)化器的啟動。在 80C196KC單片機中采用逐次逼近算法實現(xiàn) A/D轉(zhuǎn)化。轉(zhuǎn)化原理是 :把一個以二進制規(guī)則變化的參考電壓序列逐次與模擬輸入作比較，以尋找一個與輸入最接近的參考電壓。首先，以滿量程參考電壓的 1/2作為測試電壓，與輸入作比較，相當(dāng)于把 10位二進制值的 O111111111b與輸入作比較。若輸入模擬電壓小于 測試電壓，則讓開始 CPU寄存器初始化 顯示壓力、轉(zhuǎn)角傳感器標(biāo)定 80C196KC芯片初始化 CPU開中斷 顯示“ CAEU”等待鍵中斷 中斷？ 中斷子程序 畢業(yè)設(shè)計說明書論文 1961660126 課件之家的資料精心整理好資料 SAR的 10位為 0，即把滿量程電壓的 1/4作為新的測試電壓，與輸入作比較。若這一次是測試電壓低于輸入電壓，則把 SAR的第 9位置 1，再把位 8清除，作為下一個測試電壓 (01 011111llb)，與輸入再作比較，以此類推，直至作完 10次比較。最后在逐次比較寄存器中就可以獲得 10位轉(zhuǎn)換結(jié)果。 A/D結(jié)果寄存器位于 02H和 03H。它不能按字讀取，必須按 2個字節(jié)分別讀取。結(jié)果寄存器除了存放轉(zhuǎn)化結(jié)果以外，還包括有通道號以及 A/D轉(zhuǎn)化器的狀態(tài)信息。程序?qū)⑥D(zhuǎn)化結(jié)果從 A/D結(jié)果寄存器中取出存放到指定 A/D轉(zhuǎn)化結(jié)果寄存器。 A/D轉(zhuǎn)化程序的啟動時間間隔是由采樣頻率設(shè)定的，當(dāng)采樣頻率到產(chǎn)生中斷進入 A/D轉(zhuǎn)換子程序。 A/D轉(zhuǎn)換程序流程為 :現(xiàn)場保護、寄存器初始化、 A/D轉(zhuǎn)化通道選擇和啟動A/D轉(zhuǎn)換、等待轉(zhuǎn)換完成、讀取并儲存 A/D轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)、判斷所有通道是否轉(zhuǎn)換完成、返回程序。具體流程如圖 42所示。 圖 42 轉(zhuǎn)換程序模塊流程圖 畢業(yè)設(shè)計說明書 論文 1961660126 課件之家的資料精心整理好資料 本系統(tǒng)中具體 A/D轉(zhuǎn)化程序?qū)崿F(xiàn)原程序如下 : AD_INT: PUSH F PUSH AX CLR AD_NUM CLR AX CLR BX CLR CX CLR DX nextad: ADDB AD_COMMAND,AD_NUM， 1000B NOP NOP NOP NOP check: JBS AD_RESULT_LO,3， check LDB AL,AD_RESULT_LO LDB AH,AD_RESULT_HI ADDB DL， AD_NUM,AD_NUM LDBZE DX， DL SHR AX， 6 ST AX， RESULT_TABLE[DX] INCB AD_NUM ANDB AD_NUM， 00000lllB CMPB AD_NUM， 0000010lB JNC nextad POP AX POP