具有远程控制功能的电磁式计量泵控制器的设计

论文摘要

计量泵也称定量泵或比例泵,属于往复式容积泵,可以满足各种严格的工艺流程需要,流量可以在0-100%范围内无级调节,用来输送液体（特别是腐蚀性液体）的一种特殊容积泵。随着现代化工业朝着自动化操作、远距离自动控制这一形势的不断发展,计量泵的配套性强、适应介质（液体）广泛的优势显得尤为突出。代替手工物料配比,使物料配比实现了远距离自动控制下的连续操作,并使物料配比更加准确无误,从而提高产品质量、降低成本、改善劳动条件、提高全员劳动生产力、全面实现工艺流程的自动化创造了条件。本文是以STMicroelectronics公司推出的uPSD3251单片机为核心处理器,计量泵为控制目标,包含LCD显示、按键控制、CAN总线、实时时钟等外围电路,设计一个便于用户操作计量泵控制器。该系统可以使用户通过界面显示了解计量泵的运作状况,通过简单的按键操作可以精确的控制物料的配送量,其控制方式包含本地控制和远程控制两种。本地控制是指通过面板上的按键来控制计量泵的行程和脉冲频率；远程控制是指PC机通过CAN总线对单片机进行远程操作从而达到控制计量泵的目的,并且通过界面显示监控计量泵。论文的第一章引言部分是对课题的研究背景、国内外发展现状和课题意义进行详细的阐述,对控制器的整体框架和设计思路进行了详细的说明。第二章芯片介绍部分是对所用到芯片的基本资料和使用原理进行详细的说明。第三章硬件电路部分是对该控制器硬件电路的结构,对各个模块的电路原理和接线图进行详细阐述。第四章系统软件部分是对系统各模块在软件实现进行了详细的说明,同时也介绍了利用VC++在PC机上做一个人机界面的编程方式。第五章总结部分是对系统的运行结果进行分析、总结,对调试过程中遇到的实际问题和解决方法做一个详细的介绍。最后论述一下课题的不足和需要改进的地方。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 课题的背景
• 1.2 计量泵的国内外发展现状
• 1.2.1 国内发展现状
• 1.2.2 国外发展现状
• 1.3 课题的意义
• 1.4 课题的总体概括
• 第2章 系统基本技术资料介绍
• 2.1 uPSD3251的体系结构
• 2.1.1 uPSD3251单片机内部结构
• 2.1.2 uPSD3251的管脚图
• 2.1.3 并行输入/输出口
• 2.1.4 I2C接口
• 2.1.5 存储器系统
• 2.2 I2C总线概述和M41T81简介
• 2.2.1 I2C总线工作原理
• 2.2.2 M41T81芯片-具有报警功能的串行实时时钟
• 2.3 CAN总线
• 2.3.1 CAN总线特点
• 2.3.2 CAN总线优势
• 第3章 控制器的硬件电路设计
• 3.1 电路的总体概括
• 3.2 JTAG接口模块
• 3.3 LCD显示模块
• 3.4 按键检测模块
• 3.5 步进电机控制模块
• 3.6 实时时钟模块
• 3.7 脉冲输出模块
• 3.8 CAN总线模块
• 第4章 控制器的软件部分设计
• 4.1 控制器软件总体设计
• 4.2 按键模块软件设计
• 4.3 时钟模块软件设计
• 4.4 LCD模块软件设计
• 4.5 步进电机模块软件设计
• 4.6 CAN总线模块软件设计
• 4.6.1 初始化设置MCP2515
• 4.6.2 报文的发送
• 4.6.3 报文的接收
• 4.6.4 SPI接口的指令使用
• 4.7 PSDsoft Express软件配置
• 4.8 CAN转RS232模块设置
• 4.9 PC机界面程序设计
• 第5章 调试与结论
• 参考文献
• 致谢
• 研究生履历