车辆轮重测试仪的设计

摘要

车辆轮重测试仪是一种具有标定和测量两种工作模式的智能电子测量仪表,结合特定的机械设备,它能够根据用户的需要完成车辆重量的自动定标和测量。仪表采用了ARM处理器、CPLD和PIC单片机作为系统硬件基础,系统主要包括位移测量、算法处理、信号调理、系统控制等功能模块。ARM处理器获得用户输入的标定数据后,经过算法处理得到拟合函数的系数并把系数传送给主控制器存储,完成标定工作;压力容器把车辆的重量转化为活塞的位移,光栅测微传感器将位移量转化为方便检测的电信号,CPLD对信号进行处理,PIC单片机系统控制器读取CPLD处理后的信号并结合标定函数计算出车辆的重量,显示控制器读取车辆的重量数据后驱动LED直观地显示出测量的结果。ARM、CPLD、PIC等控制系统有机结合,实现车辆轮重的全自动测量是一项具有一定挑战性的工作。通过精心设计,超额完成了用户提出的各项技术指标。系统结构简洁,使用方便、安全、可靠,抗干扰性强,具有很好的扩展性和升级空间。

目录

摘要

ABSTRACT

第一章 引言

1.1 车辆轮重测量现状

1.2 用户需求

1.3 设计任务

1.3.1 标定工作模式

1.3.2 测量工作模式

第二章 系统设计方案

2.1 测量原理

2.2 系统方案确定

2.3 方案修正

第三章 控制子系统设计

3.1 PIC16F874A芯片概述

3.2 PIC16F73芯片概述

3.3 显示电路

3.3.1 7位数码管显示电路

3.3.2 7位数码管位选控制电路

3.4 PIC16F73显示控制器电路

3.4.1 主板与显示板的接口电路

3.4.2 PIC16F73的引脚配置

3.5 PIC16F73显示子系统程序

3.5.1 PIC16F73子系统的中断服务程序

3.5.2 PIC16F73子系统的主程序

3.6 PIC16F874A主控制系统

3.6.1 仪表与计算机通讯接口

3.6.2 主控制电路板电源滤波

3.6.3 PIC16F874A的引脚配置

3.7 PIC16F874A主控制系统软件

3.7.1 仪表与计算机接口控制程序

3.7.2 与CPLD通讯的控制程序模块

3.7.3 与PIC16F73通讯的控制子程序

3.7.4 标定数据输入子程序模块

3.7.5 与ARM通讯的控制程序模块

3.7.6 主程序模块

第四章 信号采集子系统设计

4.1 活塞位移信号检测

4.2 信号采集系统的硬件电路

4.2.1 测微传感器信号调理电路

4.2.2 操作键盘

4.2.3 EPM7604的JTAG接口

4.2.4 EPM7604的引脚

4.3 CPLD软件设计

4.3.1 开发流程

4.3.2 端口定义

第五章 数据拟合子系统

5.1 LPC2106应用系统简介

5.1.1 LPC2106特性

5.1.2 LPC2106引脚配置

5.2 LPC2106外围接口电路

5.2.1 与系统板的接口电路

5.2.2 ARM板电源电路

5.2.3 ARM板时钟电路

5.2.4 ARM板复位电路

5.3 LPC2106的软件模块

5.3.1 LPC2106的GPIO控制

5.3.2 LPC2106的通用串口控制

5.3.3 读取标定数据程序

5.3.4 PIC16F874A的写程序

5.3.5 算法处理子程序

5.4 LPC2106主函数设计流程

5.5 拟合曲线算法设计

5.5.1 算法综述

5.5.2 算法设计

5.5.3 算法测试分析

第六章 系统调试

6.1 子系统调试

6.1.1 主控制子系统调试

6.1.2 显示子系统调试

6.1.3 ARM子系统调试

6.2 系统联机调试

6.3 系统测试

6.3.1 测试数据

6.3.2 测试结果分析

6.4 仪表操作指南

6.5 设计结论

致谢

参考文献

个人简历及研究成果