基于单片机的测控实验系统硬件设计与实现.pdf

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1、基于单片机的测控实验系统硬件设计与实现廖春蓝，刘修泉(广州番禺职业技术学院机械与电子系，广东广州511483)HardwareDesignandImplementationoftheMeasurementandControlExperimentalSystemBasedonSingleChipLIAOChun—lan，LIUXiu—quan(DepartmentofMechanicalandElectronicEngineering，PanyuPolytechnic，Guangzhou511483，China)摘要：中国大洋协会多金属结核中试采矿

2、系统动力学有限元程序和ADAMS程序的正确性和可的测控实验系统为采矿系统的虚拟研究提供了一个靠性。在实验系统中，用3个构件A、B和C分别模高性能的模拟实验平台。以基于AT89C52单片机拟采矿系统中的水面支持船、中间仓和集矿机。由的测控实验系统的硬件系统为例，介绍了测控实验于在测控实验系统中采用负反馈闭环控制，相比无系统的硬件组成和工作机理，阐述了单片机配合实反馈的驱动系统而言，系统具有更强的实时性和精时控制算法构成的智能实时测控系统的硬件设计与确性，能够比较准确地模拟真实集矿机的运动，测得开发方法，具有一定的参考和推广价值。的实验数据更具有效性

3、和说服力，从而得出对中试关键词：测控系统；单片机；硬件设计采矿系统设计更具参考价值的建议。中图分类号：TP2711测控系统总体结构与模块化设计文献标识码：A文章编号：1001—2257(2011)10—0035—02测控实验系统的总体结构如图1所示，2个光Abstract：Themeasurementandcontrolexper—电编码器分别用于检测模拟集矿机和模拟采矿船的imentalsystemofpoly—metallicnodulemining实际运动速度，以及检测模拟硬管的摆角数据。工systemofCOMRAprovidesahig

4、h——poweredsim——控机与单片机系统通过步进驱动系统控制模拟集矿ulationandexperimentalplatformforthesimula—机和模拟采矿船的运动，模拟海试系统的作业过程。tionresearchoftheminingsystem．Thepaper同时利用传感器检测模拟硬管、模拟软管上各个检takesthehardwaresystembasedonAT89C52as测点的受力情况，检测信号经过动态应变仪放大滤anexample，introducesthehardwareconsistence波处理后再由数据采集卡

5、采集，最后传给上位机进andworkingprincipleofthemeasurementandcon—行数据处理l_】]。trolexperimentalsystem，expatiatesindetailthe工控机designandexploitationmethodofthehardware数据采集卡单片机系统———r—一system，hasdefinitereferenceandpopularizevalue．动态应变仪Il电机驱动器lJKeywords：measurementandcontrolsystem；l，l力传感器光电编码器I

6、f步进电机II光电编码器singlechip；hardwaredesign模管拟和硬中管间、仓软U广l模拟采集。矿矿船车、图1测控系统总体结构0引言测控实验系统采用模块化设计思想，对其各个功能模块独立设计，但又相互联系，具有独立性强、多金属结核中试采矿系统的测控实验系统是中设计简捷和修改方便等优点。测控系统功能模块框国大洋协会采矿海试系统的一个重要组成部分。创图如图2所示。各个功能模块既相互独立地实现其建测控实验系统的目的是为了验证采矿系统运动学功能，又有机结合成一个整体，共同为模拟实验服收稿日期：2011—05—26基金项目：广东省自然科学基金

7、项目(10151148301000001)务。《机械与电子32011(1O)·35·AT89C52单片机的RXD输入端和TXD输出端，T2OUT和R2IN引脚分别连接工控机的RXD输入端和TXD输出端。C1。Vs+GND图2模拟实验系统功能模块C1一T1OUTC2RlIN2硬件系统设计RS232C2一RlOUTHVs—T1IN2．1驱动控制系统设计PCRXDT2oUTT2lNCPUTXD驱动控制系统主要由主控模块、通信接口模块、PCTXDR2INR2oUTCPURXD反馈模块、输出模块和执行部件组成。主控模块控图4MAX232电平转换接线原理制输

8、出模块输到执行部件步进电机驱动器的脉冲频转速反馈输入模块8253芯片设定为工作方式率，反馈模块接收光电编码器反馈的脉冲，再传给主0，即为