我這小項(xiàng)目是為了解決運(yùn)動(dòng)的活塞是否被卡住而設(shè)計(jì)的。在實(shí)際中汽車剎車系統(tǒng)出現(xiàn)故障容易造成重大事故發(fā)生。我們的礦車有兩個(gè)加力器，如果一個(gè)加力器出現(xiàn)問(wèn)題能及時(shí)發(fā)現(xiàn)是可以避免事故的發(fā)生。所以制作這個(gè)運(yùn)動(dòng)部件卡住報(bào)警器對(duì)安全是很有必要的。

      實(shí)現(xiàn)原理上用一個(gè)能夠檢測(cè)距離的模擬量傳感器�？刂破飨扰袛噙\(yùn)動(dòng)部件是否受人為控制開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，如果部件開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，控制器的模數(shù)轉(zhuǎn)換器每隔一段時(shí)間采集一次距離，控制器計(jì)算前后兩次采集距離值是否一樣，就可以判斷運(yùn)動(dòng)部件是否被卡住不動(dòng)了。下面介紹下用到的器件和具體設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)。

      距離傳感器用的是光電模擬量輸出傳感器，檢測(cè)范圍在10mm——100mm。如下圖中兩個(gè)圓柱形的便是距離傳感器。

[attach]350378[/attach][attach]350381[/attach]

      控制器用的是ARM cortek M3 STM32f103，有人會(huì)問(wèn)為什么要用這個(gè)高性能的處理器呢？我認(rèn)為現(xiàn)在已經(jīng)不是51單片機(jī)是世界了，51單片機(jī)沒(méi)有AD轉(zhuǎn)換器，需要外接AD轉(zhuǎn)換器，代碼需要從零開(kāi)始寫(xiě)。而ARM cortek M3 里面有10bit AD轉(zhuǎn)換器，有大量的寫(xiě)好的庫(kù)函數(shù)可以調(diào)用，可以縮短開(kāi)發(fā)時(shí)間。他們的價(jià)格差不多為什么不選STM32f10。這次用的是現(xiàn)成的STM32f103最小系統(tǒng)板。如上圖

      代碼設(shè)計(jì)上用到了兩個(gè)定時(shí)器中斷，一個(gè)定時(shí)器每隔200ms采集一次距離值，另一個(gè)發(fā)生故障時(shí)每隔500ms報(bào)警一次，用到的算法有AD軟件濾波，采集500次距離值后，用冒泡排序法去掉最大值和最小值后，再求平均數(shù)算出距離值，這時(shí)采集的距離值很準(zhǔn)。剩下的就是用if else編寫(xiě)的邏輯判斷了。調(diào)試時(shí)用到了printf（）庫(kù)函數(shù)，結(jié)合電腦串口調(diào)試助手調(diào)試代碼。調(diào)試代碼如下圖，部分程序代碼在最下面

[attach]350377[/attach][attach]350379[/attach]

      完成的控制器如上圖，正常工作時(shí)指示燈和蜂鳴器不亮也不響，如果活塞被卡住時(shí)聲光報(bào)警。

[attach]350380[/attach]

      上圖是加力器，它是用氣頂動(dòng)油完成輸出二倍力的器件。如果活塞卡死這個(gè)報(bào)警就會(huì)報(bào)警提示故障。

      下面是代碼是主函數(shù)代碼 最下面有全部代碼如果有問(wèn)題可以和我交流，QQ：835358518 微信：hm15041303104

#include <stm32f10x_lib.h>

#include "sys.h"

#include "usart.h"               

#include "delay.h"        

#include "led.h"

#include "key.h"

#include "exti.h"

#include "wdg.h"

#include "timer.h"           

#include "adc.h"

#include "alarm.h"

#define LIM 5                                                                              //卡住判斷參數(shù)

#define TREAD 2                                                                        //踩剎車

#define LOOSEN 1                                                                     //松剎車

#define CLEAR 3                                                                        //清除

#define DIFFERENCE 50                                                            //回差

u16 lim_value = 1800;                                                              //極限報(bào)警值

u16 max_value_l = 1000, max_value_r = 1000;                      //踩剎車標(biāo)志值

u16 min_value_l = 3000, min_value_r = 3000;                        //松剎車標(biāo)志值

u8 count = 0;                                                                          //設(shè)置剎車標(biāo)志防干擾計(jì)數(shù)                                                        

u8 lock_count;                                                                        //卡住時(shí)計(jì)數(shù)防干擾處理

u16 distance_l[2] = {0,0};                                                      //卡住比較數(shù)組

u16 distance_r[2] = {0,0};

u8 i = 0;                                                                                 //采集數(shù)據(jù)計(jì)數(shù)變量

bool brake_state_l, brake_state_r;                                         //剎車狀態(tài)標(biāo)志位

bool lock_alarm_l, lock_alarm_r, lock_alarm;                          //卡住報(bào)警標(biāo)志位

u16 value_buf[N];                                                                 //濾波求平均緩存

u32 sum;                                                                              //濾波求平均總和緩存

u16 temp;                                                                             //濾波求排序緩存

                                                                                             //判斷是否活塞卡住

bool is_stuck(u16 distance_zero, u16 distance_one, bool brake_state, u16 *max_value, u16 *min_value);                                                                                

void data_collection(void);                                                    //數(shù)據(jù)采集

/**

        主函數(shù)        

*/

int main(void)

{

        bool lim_alarm_l, lim_alarm_r;                                      //超限警報(bào)標(biāo)志位                  

          Stm32_Clock_Init(9);                                                //系統(tǒng)時(shí)鐘設(shè)置

        delay_init(72);                                                             //延時(shí)初始化

        uart_init(72,9600);                                                     //串口1初始化   

        LED_Init();                 

        Adc_Init();        

        Timer2_Init(5000,7199);                                              //定時(shí)報(bào)警

        Timer3_Init(2000,7199);                                              //定時(shí)采集ADC  

//        Timer4_Init(5000,7199);                                            //定時(shí)打印

        while(1)

        {                        

                lim_alarm_l = isOverrun(distance_l[0]);                        //返回超限標(biāo)志

                lim_alarm_r = isOverrun(distance_r[0]);

                                                                                                   //返回剎車中標(biāo)志

                brake_state_l = isBrake_state(distance_l[0], max_value_l, min_value_l);        

                brake_state_r = isBrake_state(distance_r[0], max_value_r, min_value_r);

                                                                                                   //報(bào)警處理函數(shù)

                Alarm_dispose(lim_alarm_l, lim_alarm_r, lock_alarm);

        }

}

/**

        定時(shí)器2中斷服務(wù)程序

        功能：發(fā)生定時(shí)中斷控制蜂鳴器報(bào)警         

*/

void TIM2_IRQHandler(void)

{

        if(TIM2->SR&0X0001)                                //溢出中斷

        {        

                BUZZER = 0;

                delay_ms(100);

                BUZZER = 1;                        

        }                                   

        TIM2->SR&=~(1<<0);                                //清除中斷標(biāo)志位             

}        

/**

        定時(shí)器3中斷服務(wù)程序         

        功能：發(fā)生定時(shí)中斷時(shí)采集ADC數(shù)據(jù)，并根據(jù)判斷活塞是否卡住

*/         

void TIM3_IRQHandler(void)

{                                                                  

        if(TIM3->SR&0X0001)//溢出中斷

        {                        

                if( ( lock_alarm_l && brake_state_l) || ( lock_alarm_r && brake_state_r) )

                        lock_alarm = 1;

                else

                        lock_alarm = 0;        

                data_collection();                                                          //數(shù)據(jù)采集后判斷是否活塞卡住                                                

        }                                          

        TIM3->SR&=~(1<<0);                                                        //清除中斷標(biāo)志位             

}

/**

        功能：1.判斷左活塞是否卡住

                  2.設(shè)置剎車標(biāo)志        

*/

bool is_stuck(u16 distance_zero, u16 distance_one, bool brake_state, u16 *max_value, u16 *min_value)

{

        u8 motion;                  

        if( (distance_one-distance_zero) > 5)                        //松剎車標(biāo)志

                motion = LOOSEN;

        if( (distance_one-distance_zero) < -5)                        //踩剎車標(biāo)志

                motion = TREAD;

        if( ( (distance_one-distance_zero) < LIM) && ( (distance_zero-distance_one) < LIM) )

        {

/*                                                

                                                踩剎車時(shí)動(dòng)態(tài)設(shè)置最小值剎車標(biāo)志*/

                if(motion == TREAD)

/*                                                如果這次值比上次設(shè)置的標(biāo)志值小說(shuō)明上次是卡住值，更新最小值標(biāo)志*/

                        if(distance_zero+DIFFERENCE < *min_value )

                                *min_value = distance_zero+DIFFERENCE;

/*

                                                松剎車時(shí)動(dòng)態(tài)設(shè)置最大值剎車標(biāo)志*/                        

                if(motion == LOOSEN)

/*                                                如果這次值比上次設(shè)置的標(biāo)志值大說(shuō)明上次是卡住值，更新新的標(biāo)志*/

                        if(distance_zero-DIFFERENCE > *max_value )

                                count++;         //防干擾計(jì)數(shù)

                        if(count > 1)

                        {

                                *max_value = distance_zero-DIFFERENCE;

                                   count = 0;

                        }        

                motion = CLEAR;                                                //清除剎車標(biāo)志

                if( brake_state )                                                  //剎車時(shí)如果卡住開(kāi)始計(jì)數(shù)

                        lock_count++;

                if( lock_count >= 5 )                                          //計(jì)數(shù)五次后報(bào)警位置位

                {

                        lock_count = 5;

                        return TRUE;

                }

        }

        else

        {

//                lock_alarm = 0;

                lock_count = 0;

                return FALSE;

        }

}

/**

        功能：判斷活塞是否卡住數(shù)據(jù)采集函數(shù)

*/

void data_collection(void)

{

        u16 distance_zero, distance_one;        

        filter(ADC_CH0);

        distance_l = sum;