便携式机车速度传感器检测仪的研制

论文摘要

为了解决对机车速度传感器的检测校验问题，本文介绍了便携式机车速度传感器检测仪的研制原理和研制过程。以电力电子学、单片机技术为基础，本文设计了一种基于PWM控制技术的直流伺服电机调速控制系统，及相关信号检测控制系统。电机控制部分利用速度反馈与电流反馈相结合的控制技术，满足了设计中的对电机调速的快速性、稳定性的要求。同时为了实现检测到的数据观察和保存功能，本文设计了一套友好的人机交互界面达到了数据显示和数据保存的目的。在电机的平滑调速过程中，利用PWM波产生芯片SG3525产生控制电机转速的PWM波信号。将大功率半导体开关器件IGBT应用于电机强电控制中，并利用M57962实现对PWM波的信号驱动及实现了对IGBT的保护功能。单片机控制是本仪器中实现数据检测、显示、保存、控制等的核心部分，在单片机系统中，本文运用系统外扩展两片M8253计数器的方式实现了一路标准转速脉冲信号、四路传感器实际转速脉冲信号，总共五路脉冲信号量的频率计数检测。检测结果的目测观察方面，系统中运用图形点阵式单色LCD12864作为显示器件，满足了一路标准转速、四路实际转速的对比显示要求。为了实现检测数据保存到PC机的要求，兼顾系统软硬件实现的简单可靠，系统中利用了串行I2C协议的E2pROM作为数据存储单元，满足了数据的掉电保存，并利用RS-232技术实现了单片机与PC机数据串口通信的功能，达到了数据保存的要求。本文总体上分三个部分论述，电机控制部分电路的实现、单片机系统硬件电路的搭建、单片机系统软件及上位机部分软件的实现等。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 问题的提出
• 1.2 背景现状
• 1.3 研究的目标和内容
• 1.3.1 研究目标
• 1.3.2 研究内容
• 第二章 系统总体结构介绍
• 2.1 系统总体结构
• 2.2 电机部分概述
• 2.2.1 转速/频率转换部分
• 2.2.2 速度设定环节
• 2.2.3 电机换向部分
• 2.3 单片机部分概述
• 2.3.1 继电器控制接口
• 2.3.2 信号处理电路
• 2.3.3 轮径输入设计
• 2.3.4 开关、按键接口设计
• 2.4 本章小结
• 第三章 电机控制系统设计
• 3.1 PWM技术在系统中的应用
• 3.1.1 系统中PWM控制原理
• 3.1.2 SG3525在系统中的应用
• 3.2 IGBT在系统中的应用
• 3.2.1 IGBT的过流保护
• 3.2.2 IGBT的过压保护
• 3.3 频率/电压转换部分
• 3.4 霍尔电流传感器的应用
• 3.5 本章小结
• 第四章 单片机部分设计
• 4.1 8253在系统中的应用
• 4.1.1 8253结构功能简介
• 4.1.2 8253零事件问题的提出
• 4.1.3 零事件检测电路
• 4.1.4 计数系统设计
• 2PROM存储器'>4.2 扩展外部E²PROM存储器
• 2C技术简介'>4.2.1 I²C技术简介
• 4.2.2 24C64在系统中的应用
• 4.3 通信模块设计
• 4.4 LCD显示模块设计
• 4.4.1 LCD12864原理介绍
• 4.4.2 LCD12864在系统中的应用
• 4.5 本章小结
• 第五章 系统软件的设计
• 5.1 单片机系统软件设计
• 5.1.1 单片机系统流程图
• 5.1.2 定时计数软件实现
• 5.1.3 电机换向程序设计
• 5.1.4 串行通信的实现
• 5.2 上位机程序设计
• 5.2.1 通信控件MSComm简介
• 5.2.2 数据处理方式
• 5.2.3 用VB创建Excel报表
• 5.3 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 6.1 本文总结
• 6.2 应用现状
• 6.3 本文展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录一 作者研究生期间发表的文章
• 附录二 作者研究生期间完成和参与的项目
• 附录三 便携式机车速度传感器检测仪外观图