基于嵌入式系统的提升机闸控参数检测仪设计

论文摘要

本文通过对提升机闸控系统及其现有闸控参数检测方法的分析,提出了一种在提升机低速运行时,通过切断电源、施加制动闸,检测施闸后的行程和速度图,依据提升机制动效果,测试出提升机闸控系统参数的方法,并采用飞利浦公司生产的嵌入式微控制器LPC2210及其接口电路实现了提升机闸控参数检测仪的设计。本文详细论述了基于LPC2210及μC/0S-Ⅱ实时操作系统的提升机闸控参数检测仪的全部设计开发过程。论文首先分析了提升机闸控系统的变位质量、静阻力矩、制动减速度以及提升系统的运行速度的测试方法,依据低速施闸断电速度图检测方法,得到闸控系统的制动力矩、空动时间和制动运行距离等参数。接着,完成对检测仪各个电路设计,包括系统存储器扩展电路、NAND FLASH存储器电路、LCD/触摸屏电路、转速检测接口电路、电流检测接口电路、通讯电路设计等。并重点分析了用于提升系统测速和测距的定时器/计数器。由于本检测仪软件设计工作量较大,因此我们移植了在嵌入式工控领域应用非常成功的μC/OS-Ⅱ实时操作系统,并修改了与其移植有关的几个文件。最后,完成了提升机闸控参数检测仪应用层的软件设计。建立了测速任务、制动力矩测定任务、空动时间测定任务等,任务间由信号量和消息队列进行同步和通信。并给出了部分任务的流程和代码。本系统还采用了miniGUI图形用户接口,在LCD上设计了提升机速度图等图形及相关文字和参数显示功能,降低了显示设计的难度,提高了显示效果。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 引言
• 1 绪论
• 1.1 课题的研究背景和意义
• 1.2 提升机闸控参数测试方法简介
• 1.3 本文的主要工作
• 1.4 本章小结
• 2 提升机闸控参数检测仪主要参数测定分析
• 2.1 提升机制动力矩的测定
• z=（?）M_j+∑mαR之提升机静力矩M_j的测定'>2.1.1 M_z=（?）M_j+∑mαR之提升机静力矩M_j的测定
• z=（?）M_j+∑mαR之提升系统总变位质量∑m的计算'>2.1.2 M_z=（?）M_j+∑mαR之提升系统总变位质量∑m的计算
• z=（?）M_j+∑mαR之制动加速度α的测定'>2.1.3 M_z=（?）M_j+∑mαR之制动加速度α的测定
• 2.2 空动时间的测定
• 2.3 本章小结
• 3 嵌入式提升机闸控参数检测仪的结构
• 3.1 矿井提升机闸控参数检测仪的主要输入输出信号
• 3.2 系统方案设计
• 3.3 系统的设计规范
• 3.4 本章小结
• 4 基于LPC2210的提升机闸控参数检测仪硬件电路
• 4.1 LPC2210介绍
• 4.2 系统存储器扩展
• 4.3 NAND FLASH存储器电路
• 4.4 LCD/触摸屏电路
• 4.5 信号检测电路设计
• 4.5.1 转速检测
• 4.5.2 电流检测
• 4.5.3 开关量检测
• 4.6 通讯电路设计
• 4.7 LPC2210的定时器/计数器
• 4.8 LPC2210的A/D转换器
• 4.9 本章小结
• 5 嵌入式操作系统的选择和移植
• 5.1 嵌入式操作系统简介
• 5.1.1 嵌入式Linux简介
• 5.1.2 VxWorks简介
• 5.1.3 WinCE简介
• 5.1.4 μC/OS-Ⅱ简介
• 5.2 μC/OS-Ⅱ在LPC2210上的移植
• CPU.H文件移植'>5.2.1 OS_CPU.H文件移植
• CPU_C.C文件移植'>5.2.2 OS_CPU_C.C文件移植
• CPU_A.S文件移植'>5.2.3 OS_CPU_A.S文件移植
• 5.3 本章小结
• 6 提升机闸控参数检测仪软件设计
• 6.1 软件系统初始化流程
• 6.2 提升机速度测定
• 6.2.1 应用定时器匹配中断实现高速测量
• 6.2.2 应用捕获控制实现低速测量
• 6.3 制动力矩测定程序
• 6.4 空动时间测定程序
• 6.5 A/D转换驱动程序
• 6.6 触摸屏接口驱动程序
• 6.7 miniGUI在本系统中的应用
• 6.7.1 MiniGUI简介
• 6.7.2 MiniGUI的使用
• 6.7.3 MiniGUI的GAL的移植
• 6.7.4 交叉编译MiniGUI
• 6.8 本章小结
• 7 总结与展望
• 7.1 总结
• 7.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介及读研期间主要科研成果