汽车碰撞试验中重锤提升控制系统设计研究

摘要

汽车安全行驶问题是社会生活中一个日渐突出的问题。保障车辆安全运 行、减少对社会公众的危害，需要对汽车性能指标实行检测。车辆检测是加强管理，确保交通安全的必要手段。碰撞性能试验是检测汽车结构质量，保证汽车和车载人员安全的一个重要手段。所以，研制汽车碰撞性能在检测车身质量，保障车辆安全运行方面具有重要意义。 本文是某车辆检测所根据其碰撞试验的整体建设需要，提出依靠提升重锤的办法来获取汽车碰撞的瞬时速度，用该速度碰撞装有检测传感器的障碍物，获取需要的试验数据。本文设计任务是完成对重锤高度的精确控制，控制内容和控制要求是建设方提出的。根据车辆检测所提出的重锤提升控制要求，确立了控制的总体方案，选择以单片机为核心的控制技术，采用主、从单片机结构模式的控制方法，依靠主从单片机的控制特点，发挥软件保护逻辑性强的优点，减少了硬件保护装置，缩小装置的体积。本文介绍了各部分硬件电路和软件程序设计，分别从硬件电路和软件程序设计出发，阐述了各部分硬件电路功能，详细地分析了软件各功能模块的作用，软、硬件相互结合实现控制目的。论文所写的主要内容是： 第1部分：总体介绍系统的设计方案。本章对单片机控制系统的概念作了详细介绍。根据系统功能要求，进行总体方案设计。主要介绍了项目所用传感器的特点以及所用的AVR单片机的功能优点，从AVR系列中选择ATmega16芯片满足外围接口需要。采用主、从单片机结构模式的控制方法，利用其单片机的通讯功能与强大的实时控制功能，提高系统运行的可靠性。结合各功能模块的作用，画系统设计的总体结构框图。 第2部分：硬件系统的研究和设计。首先介绍硬件系统的设计原则和设计方案。其次是电路系统的设计。电路系统的总体设计分四部分：主机电路设计；传感器信号电路设计；从机控制电路设计；显示电路设计。主电路以ATmega16单片机为控制核心组成一套典型的控制系统。根据系统要求设计显示电路，选用6个LED数码管采用静态方式显示实时信号和设置数值。 第3部分：软件系统的研究和设计。由于软件设计是系统设计中比较重要的一部分，因此，在论文中有比较详细的说明。系统软件设计主要包括：正、负计数器计数与重锤提升距离计算程序、串行通讯程序、键盘输入程序、显示器控制程序等。在论文叙述中给出了对应程序流程图或程序代码，描述了各个程序的运行情况。 本项目控制装置具有这样的优点：电路结构简单，自动化程度高，控制能力强。它可以将重锤提升距离控制在预定点，误差范围小；软件设计是用C语言编辑的软件程序，便于阅读，逻辑结构严密，能很好地实现系统的各个功能要求。依靠软件程序的设计保护，大大提高系统运行的可靠性，具有很好的使用价值和推广价值。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章 绪论

1.1 论文的研究意义及各部分的主要研究内容

1.2 项目中控制系统设计的主要内容及要求

1.3 项目的设计思路

第二章 控制系统的工作原理及整体结构

2.1 控制电路选用传感器—光电编码器原理

2.2 控制核心单元——单片机的选用

2.3 控制系统的总体结构设计

第三章 系统硬件电路设计与实现

3.1 传感器信号的提取电路设计

3.2 主控单片机电路设计

3.3 从机单片机电路设计

3.4 控制信号输出电路设计

3.5 显示电路设计

3.6 电源部分设计

第四章 系统软件程序设计

4.1 控制系统程序的总体设计及设计步骤

4.2 正负计数程序设计与重锤提升距离的实现

4.3 键盘程序的设计

4.4 异步串行通讯程序设计

4.5 数据存储区的写入与读取程序设计

4.6 从单片机程序模块设计

4.7 数据程序设计

4.8 中断程序

第五章 总结

参考文献

附录

致谢