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(完整版)基于Stm32控制器的LVDT位移测量系统设计(终稿)-用于合并.pdf
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课程设计报告
题目:基于
姓
班
学
的 LVDT 位移丈量系统设计
名: 余 樾
级:
09011301
号:
2013302132
STM32
西北工业大学自动化学院
基于 STM32 的 LVDT 位移丈量系统设计任务书
1.设计目的与要求
设计一个基于 STM32 控制器的 LVDT 数字丈量系统设计,要求仔细并正确地理
解有关要求,按组完成系统设计,详细设计要求以下:
(1)对流体传动管道中的压力进行,测温范围及精度: 38mm,0.5% 。
(2) LVDT 信号的调制与解调,丈量数据储存功能,掉电不扔掉;
(3) 4位八段码及时数据显示;
(4)经过 RS232 通信接口与上位机进行数据通信;
(5)功能按键、指示灯和蜂鸣器报警。
2.设计内容
(1)查阅资料,熟习设计内容;
(2)依据设计要求选择传感器,确立系统方案和主控芯片;
(3)依据系统方案分别设计单元电路;确立元器件及元件参数;
(4)画出电路原理图,正确使用逻辑关系。
3.编写设计报告
写出设计的全过程,附上有关资料和图纸,并写出心得领会。
目录
1.
前言
......................................................................................................................1
2.
设计方案 ...................................................................................................................
2
2.1.
任务解析 ........................................................................................................
2
2.2.
设计思路 ........................................................................................................
2
3.
详细设计 ...................................................................................................................
3
3.1.
主控制器模块 ................................................................................................
3
3.1.1.微办理器电路 .....................................................................................
3
3.1.2.电源模块 .............................................................................................
5
3.1.3. JTAG/SWD 电路 .................................................................................
5
3.2. LVDT 传感器的丈量原理与电路设计 .........................................................
6
3.2.1. LVDT传感器的丈量原理 ..................................................................
6
3.2.2. LVDT传感器电路的设计 ..................................................................
6
3.3.
显示模块 ........................................................................................................
9
3.4.
串口通信模块 ..............................................................................................
10
3.5.
储存模块 ......................................................................................................
10
4.
总结与领会 (不宜过长) ...................................................................................
11
附录 1 MAX7219 ........................................................................................................
14
附录 2 I2C总线 ...........................................................................................................
16
基于 STM32 的 LVDT 位移丈量系统设计
大纲 : LVDT 可以用来丈量物体的伸长度、震动频率、振幅、物体厚薄程
度和膨胀度等精确数据。详细还可以用在机床工具和液压缸的定位,以及辊缝
和阀门的控制等。 LVDT 还有无摩擦丈量、无穷的机械寿命、坚固耐用、环境
合用性等长处,这使它应用范围也特别广泛。
本文将基于 ARM Cortex-M 内核的 32 位微控制器, 即 STM32 设计一款的
LVDT 位移丈量器,以期可以实现 LVDT 的位移丈量。工作简单流程即经过
STM32 芯片进行处
PC 端进行
LVDT 传感器获取电压信号,进行信号的简单调理并送入
理。STM32 主控电路将获取到的数据实现及时的显示储存并传输给
后续的办理。
本文将简单介绍设计思路与设计方案,而且详细介绍该硬件主控制器设
计, LVDT 数据获取,数据显示,串口通信,储存等功能模块。
要点词 : STM32;LVDT 传感器;译码显示; E2ROM
1. 前言
跟着科学技术的发展 ,测试工作量的不停加大 ,测试任务也愈来愈复杂 ,对丈量
的正确度要求愈来愈高。多年来 ,我国精美丈量技术和仪器经历了好多改革 ,从最
早广泛应用的机械仪表 ,到以后发展的光学、电学仪表 ,以及采纳微办理器做成的
智能仪表从静态测试到动向测试以及由计算机数字控制的多参数自动
测试。因而可知 ,新的测试技术老是跟着电子技术的飞速发展以及计算机科学技
术的应用不停地更新换代。位移传感器已经浸透到我们的生活之中。位移传感器
的种类众多 ,用途也各不相同 ,精度、量程更是千差万别。为位移传感器分类不是
一件简单的事。常有的有电容式、电感式、还有精度较高的光纤式、激光
式位移传感器。 跟着科技的发展 ,位移传感器家族必然会增添新的成员。
此刻较
为常用的是电容电感式位移传感器 ,因为它们丈量精度较高 ,价格也廉价于光
纤、激光式传感器。 在多数场合可以胜任。 电感式传感器也有不一样的总类
,如单
螺线管式、缝隙式、差动变压式等等。此中精度最好的是差动变压式位移传感
器 ,它的工作原理简单 ,靠谱性高 ,特别是丈量精度较高 ,所以在工业生产中被广
泛的应用。
在信息收集系统中 ,传感器平常处于系统前端 ,即检测和控制系统之首 ,它供应
给系统办理和决策所必要的原始信息 ,所以 ,传感器的精度对整个系统是至关
1
重要的。在位移、速度及加快度的丈量中 ,常常使用差动变压器式传感器 ,原由是其
敏捷度高、线性好且有配套集成电路 ,月贻精美长度丈量仪是一种利用线圈自感也
许互感的变化来实现丈量的装置 ,拥有敏捷度及分辨力高、 线性度好、工作靠谱、
寿命长、易于实现监控等长处 ,广泛应用于工业、农业、医疗、军事等好多领域。
跟着时代科技的迅猛发展,微电子学和计算机等现代电子技术的成
就给传统的电子丈量与仪器带来了巨大的冲击和革命性的影响。 惯例的测试仪器
仪表和控制装置被更先进的智能仪器所代替, 使得传统的电子丈量仪器在远离、
功能、精度及自动化水平定方面发生了巨大变化,并相应的出现了各种各
样的智能仪器控制系统,使得科学实验和应用工程的自动化程度得以明显提升。
差动变压器式位移传感器广泛应用于工业现场的领域测试,如过程检验、自动
控制和形变丈量等。
该设计题目主要实现位移丈量功能,拥有必定的设计研究意义,除了丈量
位移自己外,其余的好多物理量也可以经过转变成位移来丈量,丈量精度也相
对原始的方法较高。
STM32 系列芯片 STM32F103 ,STM32F103 是基于 ARM Cortex-M3
核的 32位嵌入式微办理器,它拥有优异的内核性能,丰富的外面接口和低功
耗。该设计系统采纳 STM32 单片机作为中心控制器件,实现磁棒的小距离位
内
移的精确丈量。 本设计第一采纳 AD598 元件供应用来驱动 LVDT 的激励电压,
磁芯挪动,差动变压器的两个副线圈输出电压信号经过解调、滤波、放大后输
出到 A/D 变换器, A/D 变换结果送入单片机进行数据办理、储存,最后将结果
经过四位七段数码管显示并传递至 PC 端。整个系统结构合理,设计简洁,性
能稳固,拥有较强的抗搅乱能力。
2. 设计方案
2.1.任务解析
此次设计,将使用 STM32F103 芯片获取 LVDT 传感器的数据,并进行简
单的办理,最后将数据传往 PC 端。详细可分为以下几个任务:
实现 LVDT 数据的获取
对 LVDT 数据进行办理并显示
将数据及时传输至 PC 端
完成数据的及时储存,掉电不扔掉
2.2.设计思路
针对以上任务,本次设计以嵌入式模块 STM32F103 为中心,、经过八段数
码管及时显示 LVDT 传感器的信息,方便用户观察,并可以经过串口将主要信息
传递到 PC 端以进行后续的办理。别的,为了防范掉电数据扔掉的状况发生,
2
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资源评论
- xiaomi2132112024-05-19资源内容详实,描述详尽,解决了我的问题,受益匪浅,学到了。
春哥111
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