【摘要】：本監(jiān)控儀以輪式裝載機(jī)為控制對象,用單片機(jī)技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)品,實現(xiàn)對輪式裝載機(jī)的電子監(jiān)控。主要實現(xiàn)的功能有:裝載機(jī)重要工況參數(shù)監(jiān)控、載重量計算、故障處理和多種通訊方式的實現(xiàn)。 關(guān)于監(jiān)控儀的分析和設(shè)計,我們按照自頂向下、逐步細(xì)化的設(shè)計思路,首先,從需求出發(fā),通過分析需求,明確本監(jiān)控系統(tǒng)所需解決的問題;其次,進(jìn)行詳細(xì)的規(guī)格定義,明確監(jiān)控儀的技術(shù)規(guī)格;再次,進(jìn)行模塊劃分,明確監(jiān)控儀的組成部分以及各部分之間的相互關(guān)系。最后進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計,包括硬件和軟件兩方面的設(shè)計。從而形成了完整的設(shè)計。 以Intel公司的80C196KB單片機(jī)為中央處理單元,外擴(kuò)一些專用的外圍芯片,構(gòu)成了本系統(tǒng)的硬件電路。所設(shè)計的監(jiān)控儀由主機(jī)模塊、人機(jī)接口模塊、輸入模塊和輸出模塊等四個模塊組成。初步實驗表明了系統(tǒng)的可行性,并具有一定的可靠性和可擴(kuò)展性。 關(guān)于系統(tǒng)的軟件設(shè)計,首先根據(jù)控制系統(tǒng)的需求,劃分出軟件的結(jié)構(gòu),再討論各模塊的實現(xiàn)。該部分重點討論了顯示功能的實現(xiàn)和GSM通訊的實現(xiàn)。 最后論文對監(jiān)控儀設(shè)計中的兩個難點——載重量檢測的實現(xiàn)方法和系統(tǒng)可靠性的保證——進(jìn)行了認(rèn)真研究,并給出相應(yīng)的解決措施。
【圖文】：

圖 5.3 復(fù)位、后電電源電路圖1）復(fù)位電路關(guān)于系統(tǒng)復(fù)位，我們要考慮自動復(fù)位和手動復(fù)位兩種情況，采用 MAX691 作為主要控制芯片。MAX691 可同時提供高電平復(fù)位信號 RST 和低電平復(fù)位信號/RST，特別適合主機(jī)板這種既要高電平復(fù)位信號又要低電平復(fù)位信號的電路。自動復(fù)位包括上電、掉電時自行對系統(tǒng)進(jìn)行的復(fù)位，同時也包括在單片機(jī)陷入死循環(huán)的情況下，由看門狗電路控制的系統(tǒng)復(fù)位。MAX691 的 RESET 引腳在系統(tǒng)上電、掉電時可以自行產(chǎn)生一復(fù)位輸出信號；同時通過設(shè)置其看門狗電路，，在單片機(jī)陷入死循環(huán)狀態(tài)時也可以使 RESET 產(chǎn)生復(fù)位輸出。手動復(fù)位信號則由上拉電阻、充電電容構(gòu)成一個充放電電路。其中 EXTERNAL－RST為人機(jī)接口板上的復(fù)位按鈕，S1 為主機(jī)板上的復(fù)位按鈕。自動復(fù)位和手動復(fù)位這 2 路復(fù)位信號都要使單片機(jī)系統(tǒng)復(fù)位，所以將它們線與后的輸出作為整個系統(tǒng)的復(fù)位信號。2）看門狗電路MAX691 內(nèi)建看門狗電路，實現(xiàn)很簡單。單片機(jī)程序正常工作時，使用 IO 引腳 P1.1（WDI）定期（周期<看門狗溢出周期）改變 MAX691 的 WDI 輸入端的電平。每當(dāng) MAX691檢測到 WDI 引腳發(fā)生一次高到低，再低到高的改變，Watchdog 就復(fù)位一次，這樣 Watchdog永遠(yuǎn)不會發(fā)出復(fù)位信號。如果當(dāng)單片機(jī)由于受到某種干擾或發(fā)生某種故障時，程序跑飛，從而無法定期改 WDI 的電平，所以 Watchdog 電路就會在 1.6s 后在 RESET 端產(chǎn)生復(fù)位信號，

個二極管接在電源入口處，可以防止電源正負(fù)接反。5．1．5 通訊1）串口通訊系統(tǒng)包括一個標(biāo)準(zhǔn) 232 串口和一個 GSM 接口，GSM 接口電平也是 232 規(guī)范。單片機(jī)與 GSM 模塊一般采用串行異步通信接口，具有紅外和通信電纜兩種連接方式，通信速度可設(shè)定，通常為 19200bps。采用紅外接口的優(yōu)點是單片機(jī)系統(tǒng)與 GSM 模塊電氣隔離，相互不干擾，接口各自獨立，使用方便；缺點是通信距離較短，紅外傳播的方向性對接口相對位置有要求。采用電纜連接時，數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃暂^好；其主要缺點是接口的電氣參數(shù)不兼容，設(shè)計不當(dāng)時會對 GSM 模塊的通信質(zhì)量產(chǎn)生影響。由于單片機(jī)的輸出信號是 TTL 電平，所以這里我們選用 MAX232 芯片作為 RS232 電平轉(zhuǎn)換器。它只要求 5V 供電，且擁有 2 路接收或發(fā)送通道，其中發(fā)送通道負(fù)責(zé)將 TTL 電平轉(zhuǎn)換為 RS232 標(biāo)準(zhǔn)電平；而接收通道負(fù)責(zé)將 RS232 標(biāo)準(zhǔn)電平轉(zhuǎn)換為 TTL 電平。由于 80C196KB 自身內(nèi)建只有一路標(biāo)準(zhǔn)串口，故本系統(tǒng)需設(shè)法擴(kuò)充為兩路。考慮到這兩路通訊不會同時進(jìn)行，則利用一片 74HC244 實現(xiàn)兩路之間的互斥，單片機(jī)的 UART－SEL引腳作為切換開關(guān)。
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2004
【分類號】：TH243

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本文編號：2606497