本帖最后由 1五湖四海1 于 2015-4-18 10:49 編輯
+ j* ?# d0 ]2 j& v# P% m, w- e
# d7 B2 D4 w2 S6 m 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)警器對安全是很有必要的。 實(shí)現(xiàn)原理上用一個(gè)能夠檢測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始運(yùn)動(dòng)，如果部件開始運(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，檢測范圍在10mm——100mm。如下圖中兩個(gè)圓柱形的便是距離傳感器。 控制器用的是ARM cortek M3 STM32f103，有人會(huì)問為什么要用這個(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(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編寫的邏輯判斷了。調(diào)試時(shí)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(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。 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題可以和我交流，QQ：835358518 微信：hm15041303104 * H6 A7 [2 C. v: {
#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" - H! o6 c9 Z/ q% G1 D- T' 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 ) g l+ a7 y: I7 I. V @# i9 m
8 ^# t- r. D3 M) M% K. h& a' }) ~
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
Z, f, p7 l7 d( ^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 % O# N) A2 {7 f! k+ m3 x, f
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 " L: y% v* T0 o
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
; @$ ~* {% b* }! Pu16 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 * T. r2 p5 G( D- n6 A: s
//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
( u* W. M7 }7 W, ` 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
8 v3 i ?6 _" [* q$ @% f 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) {
# M" f8 z. w' j r 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; + C: [7 C2 H6 k
data_collection(); //數(shù)據(jù)采集后判斷是否活塞卡住 9 d% q1 \, a! l
} 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;
" C7 P9 d; e) ~2 ?6 U. N6 B" s/ [ if( (distance_one-distance_zero) > 5) //松剎車標(biāo)志 motion = LOOSEN; 2 v5 b2 v; W" X7 P" |7 { W
if( (distance_one-distance_zero) < -5) //踩剎車標(biāo)志 motion = TREAD; 0 s4 b7 p- V7 d) R
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; # d) X1 [3 P% a s1 B( b$ N
/* 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; } - k+ N9 z7 r8 p$ h) _1 F) s
motion = CLEAR; //清除剎車標(biāo)志
% u& R" J& F' o$ _$ t$ ?0 m# h' W if( brake_state ) //剎車時(shí)如果卡住開始計(jì)數(shù) lock_count++;
0 y' U- [6 V/ Z. |# d; F( _ 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) { ' h# e$ E. ^+ F
u16 distance_zero, distance_one;
0 w! C: u3 f+ _- s3 D# m3 J filter(ADC_CH0); distance_l = sum; 5 b, h2 f: Y- U* e
delay_ms(20); 9 T* \7 \, E' s: ~
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]); } }
- W0 v/ I, A7 h + `! Q; t! e' K8 a
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% f5 S4 a4 ~3 {) B& W6 G( O( W q8 O) E* U: ~0 s
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$ }, M, V7 F; Q
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發(fā)表于 2015-4-18 10:40:05
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