【摘要】：隨著USB接口在計算機業界應用越來越廣泛，基于USB的接口開發顯得越來越具有現實意義。隨著客戶對系統數據采集速度要求的不斷提高，USB以其使用方便、易于擴展、速度快等優點而越來越多的被應用于各種人機接口設備中。本設計提出了一種USB接口的HID數據通訊接口設計方案，USB接口芯片采用的是PHILIP的PDIUSBD12，微控器是宏晶科技的STC89C52RC。該方案具有器件通用、成本低、方便焊接調試等特點。由于本設計采用了PDIUSBD12接口芯片，通過改變微控器的代碼可以制作成各種標準的USB設備。本設計完成了一種典型的HID設備驅動程序的開發，PC機無需額外加裝驅動便可實現和USB設備之間的通訊。而且經過典型HID設備的枚舉過程，還可用于對USB協議的熟悉和學習。上位機軟件部分，采用了VisualC++6.0編寫HID設備的控制程序，此控制程序和HID下位機設備構成了完整的USB控制系統。在此基礎上，本設計還增加了簡單的音樂播放功能，可以打開并播放格式為mp3和wma的音頻文件，還可以暫停、停止、選擇播放曲目、調節音量等；在音頻播放時HID設備彩燈可以實時顯示音頻的頻譜。這在驗證USB系統的同時，大大增加了控制的趣味性。驗證結果表明按照該方案設計的數據通訊接口和HID設計運行穩定可靠。USB是一種計算機和外部設備進行通訊連接的接口.USB的出現的目的是取代現在計算機接口，簡化計算機與外部設備的連接過程，使計算機的擴展更加方便。它使得計算機和外部設備的連接十分方便。目前，各種計算機外部設備都在逐漸改為USB接口，USB技術的出現是計算機接口技術的一大飛躍。越來越多的測控系統、信號處理系統和智能儀器選用USB接口與PC機進行高速、海量的數據通訊。但是，相對UART（通用異步串口）、LPT（打印機并行端口），USB的開發難度要大的多。采用HID（Human Interface Device，人機接口設備）的設計方案則可以很好的解決這一矛盾。
上傳時間： 2022-05-02
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MCX514是一款既能與8/16位、16位數據總線接口也能與I2C串行數據總線接口的帶插補功能的4軸運動控制芯片，它能對脈沖型伺服電機、步進電機進行各軸獨立定位或速度控制。 可以選擇4軸中任意的2軸、3軸或4軸實現直線插補、圓弧插補、螺旋插補、位插補、連續插補等。
上傳時間： 2022-05-25
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電動汽車充電樁是大力發展電動汽車的基礎設施，也是電動汽車產業化和市場化的重要前提。目前，我國已經逐步展開了電動汽車充電系統的建設，在我國的某些城市相繼開始建立電動汽車充電樁、充電站，但是我國對充電設備的關鍵技術研究尚且不夠深入，相關的標準體系法律政策建設也有待完善，這在一定程度上限制了電動汽車的推廣和普及。電動汽車充電樁電動汽車提供直流充電電源，主要安裝于停車場及住宅等區域，是電動汽車常規充電的主要設備。本文研究內容歸納如下: (1)給出了電動汽車充電樁的總體構造，提出了充電樁的功能要求和技術指標，針對所提出的要求，制定方案。采用威綸通公司的人機界面產品MT6070iH進行設計，實現人機交互，開發了電動汽車充電樁在整個工作過程中的所有的用戶操作界面，人機界面是用戶和機器的接口，也是唯一的用戶可以操作充電樁的窗口，界面的設計需要考慮到實用性與易操作性，并同時增強用戶使用的體驗感受。 (2)采用單片機ATmega16L設計了電動汽車充電樁的主控板，主控板的作用是用來協調整個充電樁AC/DC部分和DC/DC部分的協同工作，主控板還要實現與人機界面的通信功能，人機界面接受用戶的操作指令，然后將指令傳送給主控板，主控板控制整個充電樁的工作，實現HMI和主控板的數據通信。 (3)設計了電動汽車充電樁控制系統的軟件部分，主要是主控板中ATme ga16的程序設計，程序設計主要包括DA子程序，AD子程序，故障檢測子程序，PI子程序等，針對鉛酸電池的充電特性，通過程序的檢測，設計了鉛酸蓄電池的三段式充電控制程序包括初充電，恒壓充電，恒流充電，涓流充電的控制。 (4)對設計的充電樁系統進行了測試，驗證了充電樁的工作性能，包括對設計的HMI界面測試，以及對充電樁的總體性能測試，測試的結果表明所設計的電動汽車充電樁方便操作，具有較強的穩定性和抗擾動能力，能夠在輸出全功率范圍內穩定的工作。 測試結果表明，設計的樣機能夠很好的實現人機交互，HMI中每個界面按照用戶的操作有序的跳轉，不出現花屏，具有充電進度顯示，計費顯示，故障顯示等功能。同時整個充電樁具有一定的抗干擾能力，輸出功率5KW，最大輸出電流20A，最大輸出電壓400V，并達到了設計初期提出的技術要求。
上傳時間： 2022-05-28
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多關節機器人在工業上已經得到了非常廣泛的應用，并且以后會用在越來越多的其他領域。多軸控制系統作為多關節機器人的核心，發展也十分迅速。傳統的多軸控制器體積比較龐大，擴展性不好。在工業4.0的時代，多軸控制系統也越來越智能，同時體積也在逐步減小，并且能夠聯網。EtherCAT現場總線是一種新興工業實時以太網總線，經過多年的技術發展，在通訊速度，拓撲結構等領域已經具有非常獨特的優勢。本課題的工作主要是將EtherCAT現場總線技術應用在多軸控制系統中，利用其技術優勢，進一步提高多軸控制器的擴展性和靈活性，使控制系統網絡化。 本研究首先分析了多軸控制系統的現狀以及發展趨勢，介紹了EtherCAT現場總線技術，在此基礎上，確立了多軸控制系統的開發架構以及開發方法。然后，課題設計完成了基于ET1100的通訊板。在此通訊板的基礎上，使用STM32單片機作為EtherCAT應用層控制芯片，設計并完成了數字輸入輸出部分和模擬輸入輸出部分的軟硬件。同時，為了達到工業現場的要求，設計著重考慮了安裝的便利性，熱插拔功能以及抗干擾性。接著，課題以實驗室雕刻機為控制對象，以PC機作為EtherCAT主站，在主站上的TwinCAT軟件中設計實現了雕刻機的正逆運動學算法，并設計實現人機界面。同時，課題使用ADS通訊接口與C＃高級語言進行通訊，實現了數據的交互。為了更加方便實現人機交互，課題也基于.NET架構設計了人機界面，這樣方便Windows平臺對多軸系統的直接或者遠程控制。最后，在雕刻機平臺上對設計的多軸控制系統進行調試和實驗，同時對多軸之間的同步性能進行測試，完成了雕刻機的單軸運動，點動運動，多軸聯動以及示教運動，并且多軸之間的實時性在微秒級。
上傳時間： 2022-05-29
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近年來，隨著超聲學研究的發展，功率超聲技術得到了越來越廣泛的應用。超聲波清洗技術作為功率超聲技術的一個分支，以清洗速度快、效果好、易于實現自動化等優點，為傳統工業清洗領域注入了新鮮的血液。作為超聲波清洗機的核心組件，超聲逆變電源的設計一直是超聲波清洗系統設計的關鍵環節，它性能的好壞很大程度上決定了最終的清洗效果。以往的超聲逆變電源的設計通常是基于模擬集成控制芯片的，這種實現方式在頻率、功率控制的精度和速度上以及系統的靈活性、穩定性方面存在著一定的局限性，限制了超聲逆變電源的發展。數字控制技術的出現，很好地彌補了上述缺陷，因此本課題將數字控制技術引入到超聲逆變電源控制電路的設計中是很有意義的。 本文首先對超聲逆變電源的基本結構和工作原理做了簡單介紹，針對超聲逆變電源各部分的結構特點，并結合一些傳統設計方案優缺點的分析，確定了二極管不控整流的整流電路設計方案、電壓源型串聯諧振逆變器的逆變電路實現方案、基于鎖相環的頻率跟蹤實現方案、和基于PWM脈寬調制技術的功率調節實現方案。接著，文章詳細介紹了頻率自動跟蹤和功率控制的具體實現方法，利用數學推理和波形分析的方式闡明了方案的可行性，并通過軟件仿真驗證了方案的正確性。然后，文章還設計了主電路諧振軟開關、人機接口電路、采樣電路、IGBT驅動以及過流過溫保護電路。方案確定了之后，通過觀察自制電路板的實驗波形表明新構建的超聲逆變電源可以保證系統在復雜工況下處于諧振狀態，驗證了全數字頻率跟蹤系統和功率調節系統的可行性和有效性。 本文的重點和創新點在于將超聲逆變電源的控制電路通過數字化來實現。本文創新地利用FPGA構建了全數字頻率跟蹤系統——數字鎖相環和全數字功率調節系統——數字PWM調制、數字PID調節，從而取代了傳統的模擬鎖相環芯片CD4046和模擬PWM控制芯片SG3525，在控制的精確性、快速性和靈活性上都有了很大的提高。此外，利用ATmega16單片機實現了人機接口電路、頻率采樣和電流A/D轉換，并通過SPI接口與FPGA進行數據傳輸，完善了數字控制體系，從而實現了基于FPGA和單片機的全數字控制超聲逆變電源系統。
上傳時間： 2022-05-30
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隨著微電子技術和電力電子技術的發展，伺服運動控制系統已經從模擬控制發展到全數字控制，其性能不斷提高，在工業機器人、數控機床等設備中獲得了廣泛應用.基于現場總線網絡的伺服運動控制系統以其高可靠性、快速性和穩定性成為伺服運動控制系統的發展趨勢。德國倍福公司提出的EtherCAT工業以太網技術在數據鏈路層采用了實時調度的軟件核，并提供了過程數據傳輸的獨立通道，提高了系統的實時性：該網絡還具有靈活的拓撲結構，簡單的系統配置，較低的構建成本等特點，適合應用于運動控制領域。目前，該網絡受到了運動控制開發商的廣泛關注。本文以海洋研究領域的造波機系統開發為背景，利用EtherCAT從站接口控制器ET1100和DSP芯片TMS320F28335開發了EtherCAT從站設備，構建了一主一從的EtherCAT網絡結構實現了伺服系統精確的位置控制。論文首先對伺服運動控制系統的概念、特點進行了介紹，對其各個組成部分進行了詳細分析，并結合實踐經驗給出了自己的觀點，就目前廣泛應用于網絡運動控制中的兩種總線網絡進行了介紹。其次，詳細分析了EtherCAT網絡的原理、技術特點及主從站關鍵技術。結合本文的系統設計，介紹了1公司最新推出的用于1業控制的DSP片-TMS320F28335，分析了系統設計中用到的幾個運動控制模塊與通訊模塊，并給出了相應寄存器配置。最后在對EtherCAT網絡和DSP芯片TMS320F28335研究基礎上，開發了EtherCAT從站設備，避免了造波機系統中脈沖+方向位置控制方式長線傳輸的缺點，給出了開發系統的總體框架及主從站實現的關鍵細節，并給出了相應的實驗結論。本設計充分發揮了EtherCAT工業以太網絡實時數據傳輸的功能和TMS320F28335 DSP芯片運動控制功能，實現了運動系統高精度的位置控制。
上傳時間： 2022-06-01
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針對目前我國已經存在的溫室控制系統成本高、網絡化不足以及測量環境因子單一等問題，文中開發了一套基于STM32的溫室遠程控制系統。該系統通過利用STM32單片機作為溫室內的控制器以及MFC編寫的控制軟件實現對溫室內空氣溫度、空氣濕度、光照強度和CO2濃度多個環境因子的遠程監測和控制。 系統的硬件電路設計包括STM32控制器、數據采集模塊、設備控制模塊、網絡接口模塊、實時顯示模塊以及數據存儲模塊等。其中數據采集模塊采用DHT11、MG811以及BH1750傳感器進行環境因子的測量，設備控制模塊通過控制繼電器通斷來控制溫室內的加熱系統和光照系統等執行設備，STM32通過ENC28J60接入網絡實現遠程控制，顯示模塊實現各個環境因子的實時顯示，數據存儲模塊采用外接SD卡的方式進行數據的存儲。在STM32的程序設計中采用了庫函數的開發方式設計了測量程序、顯示程序以及控制程序。通過在STM32中移植μC/OS-Ⅱ操作系統實現多任務的運行，移植LwIP協議使STM32可以接入網絡，實現控制的網絡化。在VC6.0平臺下利用MFC設計了控制軟件，控制軟件和STM32之間通過TCP/IP協議進行數據和命令的傳輸。控制軟件的主要功能是對溫室內的多個環境因子進行遠程監測和對執行設備進行遠程控制。在控制軟件設計中，采用面向對象的方法將相關的操作函數封裝到類中，便于對系統進行升級，采用多線程的方法解決了多個任務同時運行的狀況。將控制過程中產生的數據保存到數據庫中，可以對系統運行產生的數據進行分析和利用。 為了對系統進行測試，在文中搭建了一個小型的溫室并將控制器安裝在溫室內。經過測試，文中設計的溫室控制系統可以實現對溫室內空氣溫度、空氣濕度、光照強度和CO2濃度的遠程實時監測，數據每秒更新一次。當上述的環境因子超過控制軟件上設置的上下限范圍時，系統會報警，此時可以在控制軟件上控制執行設備的通斷來調節該因子使其到達設置的范圍內。
上傳時間： 2022-06-09
上傳用戶：qingfengchizhu
本文逐步介如何使用USB-2-RTMI（RTMI）一步一步調試TMC4671。通訊轉換器是采用基于FTDI FT4222H高速 USB轉SPI橋路。采用USB供電帶有一個小巧的10引腳接頭和TMC4671-EVAL的RTMI接口引腳相同，且具有相同的引分配可以在TMC4671估板上找到。TMCL- IDE提供軟件工具用于調試不同控制環路。因此，RTMI是調試，監控和系統配置的最簡便的方式。
上傳時間： 2022-06-12
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在馬達控制類應用中，正交編碼器可以反饋馬達的轉子位置及轉速信號.TM32F10x系列MCU集成了正交編碼器接口，增量編碼器可與MCU直接連接而無需外部接口電路。該應用筆記詳細介紹了STM32F1Ox與正交編碼器的接口，并附有相應的例程，使用戶可以很快地掌握其使用方法.1正交編碼器原理正交編碼器實際上就是光電編碼器，分為增量式和絕對式，較其它檢測元件有直接輸出數字量信號，慣量低，低噪聲，高精度，高分辨率，制作簡便，成本低等優點。增量式編碼器結構簡單，制作容易，一般在碼盤上刻A.B.Z三道均勻分布的刻線，由于其給出的位置信息是增量式的，當應用于伺服領域時需要初始定位格雷碼絕對式編碼器一般都做成循環二進制代碼，碼道道數與二進制位數相同。格富碼絕對式編碼器可直接輸出轉子的絕對位置，不需要測定初始位置，但其工藝復雜、成本高，實現高分辨率、高精度較為困難。本文主要針對增量式正交編碼器，它產生兩個方波信號A和B，它們相差+-90.其符號由轉動方向決定。如下圖所示：圖1：增量式正交編碼器輸出信號波形2 STM32F10x正交編碼器接口詳述STM32F10x的所有通用定時器及高級定時器都集成了正交編碼器接口，定時器的兩個輸入TII和TI2直接與增量式正交編碼器接口，當定時器設為正交編碼器模式時，這兩個信號的邊沿作為計數器的時鐘，而正交編碼器的第三個輸出（機械零位），可連接外部中斷口來觸發定時器的計數器復位.
上傳時間： 2022-06-18
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本設計針對目前市場上傳統充電控制器對蓄電池的充放電控制不合理，同時保護也不夠充分，使得蓄電池的壽命縮短這種情況，研究確定了一種基于單片機的太陽能充電控制器的方案。在太陽能對蓄電池的充放電方式、控制器的功能要求和實際應用方面做了一定分析，完成了硬件電路設計和軟件編制，實現了對蓄電池的高效率管理。設計一種太陽能LED照明系統充電控制器，既能實現太陽能電池的最大功率點跟蹤（MPPT）又能滿足蓄電池電壓限制條件和浮充特性。構建實驗系統，測試表明，控制器可以根據蓄電池狀態準確地在MPPT、恒壓、浮充算法之間切換，MPPT充電效率較恒壓充電提高約16%，該充電控制器既實現了太陽能的有效利用，又延長了蓄電池的使用壽命。在總體方案的指導下，本設計使用STMSS系列8位微控制器是STM8系列的主流微控制器產品，采用意法半導體的130納米工藝技術和先進的內核架構，主頻達到16MHz（105系列），處理能力高達20MTPS。內置EEPROM、阻容（RC）振蕩器以及完整的標準外設，性價比高，STMSS指令格式和意法半導體早期的ST7系列基本類似，甚至兼容，內嵌單線仿真接口模塊，支持STWM仿真，降低了開發成本；擁有多種外設，而且外設的內部結構、配置方式與意法半導體的同樣是Cortex-M3內核的32位嵌入式微處理器STM32系列的MCU基本相同或者相似。另外系列芯片功耗低、功能完善、性價比高，可廣泛應用在家用電器、電源控制和管理、電機控制等領域，是8位機為控制器控制系統較為理想的升級替代控制芯片"261，軟件部分依據PWM（Pulse Wiath Modulation）脈寬調制控制策略，編制程序使單片機輸出PMM控制信號，通過控制光電耦合器通斷進而控制MOSFET管開啟和關閉，達到控制蓄電池充放電的目的，同時按照功能要求實現了對蓄電池過充、過放保護和短路保護。實驗表明，該控制器性能優良，可靠性高，可以時刻監視太陽能電池板和蓄電池狀態，實現控制蓄電池最優充放電，達到延長蓄電池的使用壽命。
上傳時間： 2022-06-19
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