本帖最后由 1五湖四海1 于 2015-4-18 10:49 編輯
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/ L8 ?# ?" E: _3 D 我這小項目是為了解決運動的活塞是否被卡住而設(shè)計的。在實際中汽車剎車系統(tǒng)出現(xiàn)故障容易造成重大事故發(fā)生。我們的礦車有兩個加力器,如果一個加力器出現(xiàn)問題能及時發(fā)現(xiàn)是可以避免事故的發(fā)生。所以制作這個運動部件卡住報警器對安全是很有必要的。 實現(xiàn)原理上用一個能夠檢測距離的模擬量傳感器?刂破飨扰袛噙\動部件是否受人為控制開始運動,如果部件開始運動,控制器的模數(shù)轉(zhuǎn)換器每隔一段時間采集一次距離,控制器計算前后兩次采集距離值是否一樣,就可以判斷運動部件是否被卡住不動了。下面介紹下用到的器件和具體設(shè)計細節(jié)。 距離傳感器用的是光電模擬量輸出傳感器,檢測范圍在10mm——100mm。如下圖中兩個圓柱形的便是距離傳感器。 控制器用的是ARM cortek M3 STM32f103,有人會問為什么要用這個高性能的處理器呢?我認為現(xiàn)在已經(jīng)不是51單片機是世界了,51單片機沒有AD轉(zhuǎn)換器,需要外接AD轉(zhuǎn)換器,代碼需要從零開始寫。而ARM cortek M3 里面有10bit AD轉(zhuǎn)換器,有大量的寫好的庫函數(shù)可以調(diào)用,可以縮短開發(fā)時間。他們的價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)計上用到了兩個定時器中斷,一個定時器每隔200ms采集一次距離值,另一個發(fā)生故障時每隔500ms報警一次,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,這時采集的距離值很準。剩下的就是用if else編寫的邏輯判斷了。調(diào)試時用到了printf()庫函數(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 完成的控制器如上圖,正常工作時指示燈和蜂鳴器不亮也不響,如果活塞被卡住時聲光報警。 上圖是加力器,它是用氣頂動油完成輸出二倍力的器件。如果活塞卡死這個報警就會報警提示故障。 下面是代碼是主函數(shù)代碼 最下面有全部代碼如果有問題可以和我交流,QQ:835358518 微信:hm15041303104
0 d+ O# \$ J6 W B#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"
1 U' o7 ` k) N" B# ~#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
8 \2 [( D% J {- }4 R. Q+ Z& G- O+ S+ W8 L4 U0 \: c2 y0 l
u16 lim_value = 1800; //極限報警值 u16 max_value_l = 1000, max_value_r = 1000; //踩剎車標志值 u16 min_value_l = 3000, min_value_r = 3000; //松剎車標志值 3 }9 E! J5 r& j! O5 ~
u8 count = 0; //設(shè)置剎車標志防干擾計數(shù) u8 lock_count; //卡住時計數(shù)防干擾處理
4 ^- i# [$ T5 d$ [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)計數(shù)變量
' q$ D+ s! K+ q: j) _. S- Zbool brake_state_l, brake_state_r; //剎車狀態(tài)標志位 bool lock_alarm_l, lock_alarm_r, lock_alarm; //卡住報警標志位
" G' k( J3 G" @3 m" ?5 b- T" _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
) k6 Y% a: U: k2 i. B5 O //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; //超限警報標志位 1 W2 r2 o. i$ t* c
Stm32_Clock_Init(9); //系統(tǒng)時鐘設(shè)置 delay_init(72); //延時初始化 uart_init(72,9600); //串口1初始化 LED_Init(); Adc_Init(); Timer2_Init(5000,7199); //定時報警 Timer3_Init(2000,7199); //定時采集ADC // Timer4_Init(5000,7199); //定時打印
" ^: I6 S( c6 K while(1) { lim_alarm_l = isOverrun(distance_l[0]); //返回超限標志 lim_alarm_r = isOverrun(distance_r[0]); //返回剎車中標志 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); //報警處理函數(shù) Alarm_dispose(lim_alarm_l, lim_alarm_r, lock_alarm); } } /** 定時器2中斷服務(wù)程序 功能:發(fā)生定時中斷控制蜂鳴器報警 */ void TIM2_IRQHandler(void) { 6 j% G0 J% f* Q+ b0 Y) y2 h1 m/ E
if(TIM2->SR&0X0001) //溢出中斷 { BUZZER = 0; delay_ms(100); BUZZER = 1; } TIM2->SR&=~(1<<0); //清除中斷標志位 } /** 定時器3中斷服務(wù)程序 功能:發(fā)生定時中斷時采集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;
f* |3 u: G8 a3 m. I; v! R9 K data_collection(); //數(shù)據(jù)采集后判斷是否活塞卡住
/ p$ V3 Z% P0 S9 `. `% _, g, S2 s } TIM3->SR&=~(1<<0); //清除中斷標志位 } /** 功能:1.判斷左活塞是否卡住 2.設(shè)置剎車標志 */ bool is_stuck(u16 distance_zero, u16 distance_one, bool brake_state, u16 *max_value, u16 *min_value) { u8 motion;
1 D z1 ^# I( M: V; x8 q if( (distance_one-distance_zero) > 5) //松剎車標志 motion = LOOSEN; 8 h6 v b" j" z! D: U6 i# R+ S0 i
if( (distance_one-distance_zero) < -5) //踩剎車標志 motion = TREAD;
; Q# Y( _2 G8 x! n- Z8 k f if( ( (distance_one-distance_zero) < LIM) && ( (distance_zero-distance_one) < LIM) ) { /* 踩剎車時動態(tài)設(shè)置最小值剎車標志*/ if(motion == TREAD) /* 如果這次值比上次設(shè)置的標志值小說明上次是卡住值,更新最小值標志*/ if(distance_zero+DIFFERENCE < *min_value ) *min_value = distance_zero+DIFFERENCE; * y! g( _: ]" r+ p! Q1 }
/* 松剎車時動態(tài)設(shè)置最大值剎車標志*/ if(motion == LOOSEN) /* 如果這次值比上次設(shè)置的標志值大說明上次是卡住值,更新新的標志*/ if(distance_zero-DIFFERENCE > *max_value ) count++; //防干擾計數(shù) if(count > 1) { *max_value = distance_zero-DIFFERENCE; count = 0; } 2 _( a3 N% T) j% g% }6 ]" F% Z
motion = CLEAR; //清除剎車標志 5 Z! {" a- y, k4 F6 \. I, S1 [
if( brake_state ) //剎車時如果卡住開始計數(shù) lock_count++; / x, v% H) [% c' z6 v
if( lock_count >= 5 ) //計數(shù)五次后報警位置位 { 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) {
8 o, ~$ ?+ L( Z1 {2 ^& ~) S; T) l u16 distance_zero, distance_one; $ J/ a; R! ]" E
filter(ADC_CH0); distance_l = sum;
1 i+ E K* p9 B8 [5 c T- _' c5 @ delay_ms(20);
& e& n8 j$ g6 L; R# p& Y- W& u filter(ADC_CH1); distance_r = sum; i++; if(i > 1) //采集了兩組數(shù)據(jù)后判斷一次是否卡住 { i = 0; distance_zero = distance_l[0]; distance_one = distance_l[1]; lock_alarm_l = is_stuck(distance_zero, distance_one, brake_state_l, &max_value_l, &min_value_l); distance_zero = distance_r[0]; distance_one = distance_r[1]; lock_alarm_r = is_stuck(distance_zero, distance_one, brake_state_r, &max_value_r, &min_value_r); // d_value = distance_l[1]-distance_l[0]; // printf("%d,%d\n", motion_l, motion_r); printf("%d,%d,%d,%d\n",max_value_l,min_value_l,max_value_r,min_value_r); // printf("%d,%d,%d,%d\n",lock_alarm_l, lock_alarm_r ,lock_count_l, lock_count_r); // printf("%d,%d,%d,%d\n",distance_l[0],distance_l[1],distance_r[0],distance_r[1]); // printf("%d,%d\n",distance_l[1]-distance_l[0],distance_r[1]-distance_r[0]); // printf("%d\n",distance_r[1]-distance_r[0]); } }
8 _* }( P+ K+ k" x7 n
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/ G; K& T) k- q& R0 x- I9 G( _! g
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