基于ARM11力矩限制器的设计与实现

摘要

随着科技的进步，国民经济建设持续快速发展。起重机械在现代建设领域占据着举足轻重的地位，而力矩限制器是保障起重机作业安全的重要设备。随着起重机械需求量的不断增加，并且朝着大型化和复杂化方向发展，用户对力矩限制器性能的可靠性也愈发地重视。
　　目前，国内中大吨位起重机力矩限制器主要源于国外进口，我国自主研发的设备功能简单且系统误差较大，可靠性不高。因此，为弥补国内力矩限制器系统性能的不足，提高国内产品在国际市场上的竞争力，设计出一款拥有自主知识产权，可靠性高且功能全面的力矩限制器系统具有重要现实意义和实用价值。
　　本设计采用高性能ARM11微处理器作为系统主控单元，对采集到的数据计算、分析并实施相应处理。数据采集单元采用可配置的硬件设计，提高系统灵活性。并配以卫星定位、远程监控以及大屏幕LCD人机交互功能，在保证系统运行可靠性的同时完善了系统性能。
　　本课题完成了力矩限制器系统原理图及PCB设计，并通过编写测试程序进行硬件调试，验证了系统设计的合理性与可靠性，具有很好的应用前景。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 引言

1．2 发展现状及趋势

1．3 课题主要工作

1．4 论文组织结构

2 力限器工作原理及系统设计

2．1 力限器工作原理

2．2 系统总体设计

2．3 本章小结

3 力限器硬件设计

3．1 硬件总体框架

3．2 电源模块

3．3 微处理器

3．3．1 微处理器的选型

3．3．2 时钟电路设计

3．3．3 复位电路设计

3．3．4 JTAG接口电路设计

3．3．5 启动模式选择电路设计

3．4 数据采集单元

3．4．1 开关量采集电路

3．4．2 模拟量采集电路

3．5 输出单元

3．5．1 CPLD模块

3．5．2 正向开关量输出电路

3．5．2 负向开关量输出电路

3．6 存储模块

3．6．1 DDR SDRAM存储电路

3．6．2 NAND Flash存储电路

3．7 通信模块

3．7．1 RS232通信接口

3．7．2 CAN总线通信

3．7．3 GPS+GPRS通信模块

3．7．4 以太网通信接口

3．8 人机交互模块

3．8．1 LED指示电路

3．8．2 键盘输入电路

3．8．3 LCD接口电路

3．9 其它外围电路

3．9．1 SD卡电路

3．9．2 USB接口电路

3．10 本章小结

4 力限器软件设计

4．1 软件开发平台

4．2 系统主程序设计

4．3 数据采集模块程序设计

4．3．1 开关量采集程序设计

4．3．2 模拟量采集程序设计

4．3．3 脉冲量采集程序设计

4．4 通信模块程序设计

4．4．1 串口驱动程序设计

4．4．2 SPI驱动程序设计

4．4．3 CAN驱动程序设计

4．4．4 SIM908模块程序设计

4．5 人机交互模块程序设计

4．5．1 键盘电路程序设计

4．5．2 LCD驱动程序设计

4．6 本章小结

5 系统测试与分析

5．1 模拟量采集测试

5．2 通信模块测试

5．2．1 RS232通信测试

5．2．2 CAN通信测试

5．2．3 GPS通信测试

5．3 界面测试

5．4 本章小结

6 总结与展望

致谢

参考文献

附录