【摘要】：随着USB接口在计算机业界应用越来越广泛，基于USB的接口开发显得越来越具有现实意义。随着客户对系统数据采集速度要求的不断提高，USB以其使用方便、易于扩展、速度快等优点而越来越多的被应用于各种人机接口设备中。本设计提出了一种USB接口的HID数据通讯接口设计方案，USB接口芯片采用的是PHILIP的PDIUSBD12，微控器是宏晶科技的STC89C52RC。该方案具有器件通用、成本低、方便焊接调试等特点。由于本设计采用了PDIUSBD12接口芯片，通过改变微控器的代码可以制作成各种标准的USB设备。本设计完成了一种典型的HID设备驱动程序的开发，PC机无需额外加装驱动便可实现和USB设备之间的通讯。而且经过典型HID设备的枚举过程，还可用于对USB协议的熟悉和学习。上位机软件部分，采用了VisualC++6.0编写HID设备的控制程序，此控制程序和HID下位机设备构成了完整的USB控制系统。在此基础上，本设计还增加了简单的音乐播放功能，可以打开并播放格式为mp3和wma的音频文件，还可以暂停、停止、选择播放曲目、调节音量等；在音频播放时HID设备彩灯可以实时显示音频的频谱。这在验证USB系统的同时，大大增加了控制的趣味性。验证结果表明按照该方案设计的数据通讯接口和HID设计运行稳定可靠。USB是一种计算机和外部设备进行通讯连接的接口.USB的出现的目的是取代现在计算机接口，简化计算机与外部设备的连接过程，使计算机的扩展更加方便。它使得计算机和外部设备的连接十分方便。目前，各种计算机外部设备都在逐渐改为USB接口，USB技术的出现是计算机接口技术的一大飞跃。越来越多的测控系统、信号处理系统和智能仪器选用USB接口与PC机进行高速、海量的数据通讯。但是，相对UART（通用异步串口）、LPT（打印机并行端口），USB的开发难度要大的多。采用HID（Human Interface Device，人机接口设备）的设计方案则可以很好的解决这一矛盾。
上传时间： 2022-05-02
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MCX514是一款既能与8/16位、16位数据总线接口也能与I2C串行数据总线接口的带插补功能的4轴运动控制芯片，它能对脉冲型伺服电机、步进电机进行各轴独立定位或速度控制。 可以选择4轴中任意的2轴、3轴或4轴实现直线插补、圆弧插补、螺旋插补、位插补、连续插补等。
上传时间： 2022-05-25
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电动汽车充电桩是大力发展电动汽车的基础设施，也是电动汽车产业化和市场化的重要前提。目前，我国已经逐步展开了电动汽车充电系统的建设，在我国的某些城市相继开始建立电动汽车充电桩、充电站，但是我国对充电设备的关键技术研究尚且不够深入，相关的标准体系法律政策建设也有待完善，这在一定程度上限制了电动汽车的推广和普及。电动汽车充电桩电动汽车提供直流充电电源，主要安装于停车场及住宅等区域，是电动汽车常规充电的主要设备。本文研究内容归纳如下: (1)给出了电动汽车充电桩的总体构造，提出了充电桩的功能要求和技术指标，针对所提出的要求，制定方案。采用威纶通公司的人机界面产品MT6070iH进行设计，实现人机交互，开发了电动汽车充电桩在整个工作过程中的所有的用户操作界面，人机界面是用户和机器的接口，也是唯一的用户可以操作充电桩的窗口，界面的设计需要考虑到实用性与易操作性，并同时增强用户使用的体验感受。 (2)采用单片机ATmega16L设计了电动汽车充电桩的主控板，主控板的作用是用来协调整个充电桩AC/DC部分和DC/DC部分的协同工作，主控板还要实现与人机界面的通信功能，人机界面接受用户的操作指令，然后将指令传送给主控板，主控板控制整个充电桩的工作，实现HMI和主控板的数据通信。 (3)设计了电动汽车充电桩控制系统的软件部分，主要是主控板中ATme ga16的程序设计，程序设计主要包括DA子程序，AD子程序，故障检测子程序，PI子程序等，针对铅酸电池的充电特性，通过程序的检测，设计了铅酸蓄电池的三段式充电控制程序包括初充电，恒压充电，恒流充电，涓流充电的控制。 (4)对设计的充电桩系统进行了测试，验证了充电桩的工作性能，包括对设计的HMI界面测试，以及对充电桩的总体性能测试，测试的结果表明所设计的电动汽车充电桩方便操作，具有较强的稳定性和抗扰动能力，能够在输出全功率范围内稳定的工作。 测试结果表明，设计的样机能够很好的实现人机交互，HMI中每个界面按照用户的操作有序的跳转，不出现花屏，具有充电进度显示，计费显示，故障显示等功能。同时整个充电桩具有一定的抗干扰能力，输出功率5KW，最大输出电流20A，最大输出电压400V，并达到了设计初期提出的技术要求。
上传时间： 2022-05-28
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多关节机器人在工业上已经得到了非常广泛的应用，并且以后会用在越来越多的其他领域。多轴控制系统作为多关节机器人的核心，发展也十分迅速。传统的多轴控制器体积比较庞大，扩展性不好。在工业4.0的时代，多轴控制系统也越来越智能，同时体积也在逐步减小，并且能够联网。EtherCAT现场总线是一种新兴工业实时以太网总线，经过多年的技术发展，在通讯速度，拓扑结构等领域已经具有非常独特的优势。本课题的工作主要是将EtherCAT现场总线技术应用在多轴控制系统中，利用其技术优势，进一步提高多轴控制器的扩展性和灵活性，使控制系统网络化。 本研究首先分析了多轴控制系统的现状以及发展趋势，介绍了EtherCAT现场总线技术，在此基础上，确立了多轴控制系统的开发架构以及开发方法。然后，课题设计完成了基于ET1100的通讯板。在此通讯板的基础上，使用STM32单片机作为EtherCAT应用层控制芯片，设计并完成了数字输入输出部分和模拟输入输出部分的软硬件。同时，为了达到工业现场的要求，设计着重考虑了安装的便利性，热插拔功能以及抗干扰性。接着，课题以实验室雕刻机为控制对象，以PC机作为EtherCAT主站，在主站上的TwinCAT软件中设计实现了雕刻机的正逆运动学算法，并设计实现人机界面。同时，课题使用ADS通讯接口与C＃高级语言进行通讯，实现了数据的交互。为了更加方便实现人机交互，课题也基于.NET架构设计了人机界面，这样方便Windows平台对多轴系统的直接或者远程控制。最后，在雕刻机平台上对设计的多轴控制系统进行调试和实验，同时对多轴之间的同步性能进行测试，完成了雕刻机的单轴运动，点动运动，多轴联动以及示教运动，并且多轴之间的实时性在微秒级。
上传时间： 2022-05-29
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近年来，随着超声学研究的发展，功率超声技术得到了越来越广泛的应用。超声波清洗技术作为功率超声技术的一个分支，以清洗速度快、效果好、易于实现自动化等优点，为传统工业清洗领域注入了新鲜的血液。作为超声波清洗机的核心组件，超声逆变电源的设计一直是超声波清洗系统设计的关键环节，它性能的好坏很大程度上决定了最终的清洗效果。以往的超声逆变电源的设计通常是基于模拟集成控制芯片的，这种实现方式在频率、功率控制的精度和速度上以及系统的灵活性、稳定性方面存在着一定的局限性，限制了超声逆变电源的发展。数字控制技术的出现，很好地弥补了上述缺陷，因此本课题将数字控制技术引入到超声逆变电源控制电路的设计中是很有意义的。 本文首先对超声逆变电源的基本结构和工作原理做了简单介绍，针对超声逆变电源各部分的结构特点，并结合一些传统设计方案优缺点的分析，确定了二极管不控整流的整流电路设计方案、电压源型串联谐振逆变器的逆变电路实现方案、基于锁相环的频率跟踪实现方案、和基于PWM脉宽调制技术的功率调节实现方案。接着，文章详细介绍了频率自动跟踪和功率控制的具体实现方法，利用数学推理和波形分析的方式阐明了方案的可行性，并通过软件仿真验证了方案的正确性。然后，文章还设计了主电路谐振软开关、人机接口电路、采样电路、IGBT驱动以及过流过温保护电路。方案确定了之后，通过观察自制电路板的实验波形表明新构建的超声逆变电源可以保证系统在复杂工况下处于谐振状态，验证了全数字频率跟踪系统和功率调节系统的可行性和有效性。 本文的重点和创新点在于将超声逆变电源的控制电路通过数字化来实现。本文创新地利用FPGA构建了全数字频率跟踪系统——数字锁相环和全数字功率调节系统——数字PWM调制、数字PID调节，从而取代了传统的模拟锁相环芯片CD4046和模拟PWM控制芯片SG3525，在控制的精确性、快速性和灵活性上都有了很大的提高。此外，利用ATmega16单片机实现了人机接口电路、频率采样和电流A/D转换，并通过SPI接口与FPGA进行数据传输，完善了数字控制体系，从而实现了基于FPGA和单片机的全数字控制超声逆变电源系统。
上传时间： 2022-05-30
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随着微电子技术和电力电子技术的发展，伺服运动控制系统已经从模拟控制发展到全数字控制，其性能不断提高，在工业机器人、数控机床等设备中获得了广泛应用.基于现场总线网络的伺服运动控制系统以其高可靠性、快速性和稳定性成为伺服运动控制系统的发展趋势。德国倍福公司提出的EtherCAT工业以太网技术在数据链路层采用了实时调度的软件核，并提供了过程数据传输的独立通道，提高了系统的实时性：该网络还具有灵活的拓扑结构，简单的系统配置，较低的构建成本等特点，适合应用于运动控制领域。目前，该网络受到了运动控制开发商的广泛关注。本文以海洋研究领域的造波机系统开发为背景，利用EtherCAT从站接口控制器ET1100和DSP芯片TMS320F28335开发了EtherCAT从站设备，构建了一主一从的EtherCAT网络结构实现了伺服系统精确的位置控制。论文首先对伺服运动控制系统的概念、特点进行了介绍，对其各个组成部分进行了详细分析，并结合实践经验给出了自己的观点，就目前广泛应用于网络运动控制中的两种总线网络进行了介绍。其次，详细分析了EtherCAT网络的原理、技术特点及主从站关键技术。结合本文的系统设计，介绍了1公司最新推出的用于1业控制的DSP片-TMS320F28335，分析了系统设计中用到的几个运动控制模块与通讯模块，并给出了相应寄存器配置。最后在对EtherCAT网络和DSP芯片TMS320F28335研究基础上，开发了EtherCAT从站设备，避免了造波机系统中脉冲+方向位置控制方式长线传输的缺点，给出了开发系统的总体框架及主从站实现的关键细节，并给出了相应的实验结论。本设计充分发挥了EtherCAT工业以太网络实时数据传输的功能和TMS320F28335 DSP芯片运动控制功能，实现了运动系统高精度的位置控制。
上传时间： 2022-06-01
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针对目前我国已经存在的温室控制系统成本高、网络化不足以及测量环境因子单一等问题，文中开发了一套基于STM32的温室远程控制系统。该系统通过利用STM32单片机作为温室内的控制器以及MFC编写的控制软件实现对温室内空气温度、空气湿度、光照强度和CO2浓度多个环境因子的远程监测和控制。 系统的硬件电路设计包括STM32控制器、数据采集模块、设备控制模块、网络接口模块、实时显示模块以及数据存储模块等。其中数据采集模块采用DHT11、MG811以及BH1750传感器进行环境因子的测量，设备控制模块通过控制继电器通断来控制温室内的加热系统和光照系统等执行设备，STM32通过ENC28J60接入网络实现远程控制，显示模块实现各个环境因子的实时显示，数据存储模块采用外接SD卡的方式进行数据的存储。在STM32的程序设计中采用了库函数的开发方式设计了测量程序、显示程序以及控制程序。通过在STM32中移植μC/OS-Ⅱ操作系统实现多任务的运行，移植LwIP协议使STM32可以接入网络，实现控制的网络化。在VC6.0平台下利用MFC设计了控制软件，控制软件和STM32之间通过TCP/IP协议进行数据和命令的传输。控制软件的主要功能是对温室内的多个环境因子进行远程监测和对执行设备进行远程控制。在控制软件设计中，采用面向对象的方法将相关的操作函数封装到类中，便于对系统进行升级，采用多线程的方法解决了多个任务同时运行的状况。将控制过程中产生的数据保存到数据库中，可以对系统运行产生的数据进行分析和利用。 为了对系统进行测试，在文中搭建了一个小型的温室并将控制器安装在温室内。经过测试，文中设计的温室控制系统可以实现对温室内空气温度、空气湿度、光照强度和CO2浓度的远程实时监测，数据每秒更新一次。当上述的环境因子超过控制软件上设置的上下限范围时，系统会报警，此时可以在控制软件上控制执行设备的通断来调节该因子使其到达设置的范围内。
上传时间： 2022-06-09
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本文逐步介如何使用USB-2-RTMI（RTMI）一步一步调试TMC4671。通讯转换器是采用基于FTDI FT4222H高速 USB转SPI桥路。采用USB供电带有一个小巧的10引脚接头和TMC4671-EVAL的RTMI接口引脚相同，且具有相同的引分配可以在TMC4671估板上找到。TMCL- IDE提供软件工具用于调试不同控制环路。因此，RTMI是调试，监控和系统配置的最简便的方式。
上传时间： 2022-06-12
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在马达控制类应用中，正交编码器可以反馈马达的转子位置及转速信号.TM32F10x系列MCU集成了正交编码器接口，增量编码器可与MCU直接连接而无需外部接口电路。该应用笔记详细介绍了STM32F1Ox与正交编码器的接口，并附有相应的例程，使用户可以很快地掌握其使用方法.1正交编码器原理正交编码器实际上就是光电编码器，分为增量式和绝对式，较其它检测元件有直接输出数字量信号，惯量低，低噪声，高精度，高分辨率，制作简便，成本低等优点。增量式编码器结构简单，制作容易，一般在码盘上刻A.B.Z三道均匀分布的刻线，由于其给出的位置信息是增量式的，当应用于伺服领域时需要初始定位格雷码绝对式编码器一般都做成循环二进制代码，码道道数与二进制位数相同。格富码绝对式编码器可直接输出转子的绝对位置，不需要测定初始位置，但其工艺复杂、成本高，实现高分辨率、高精度较为困难。本文主要针对增量式正交编码器，它产生两个方波信号A和B，它们相差+-90.其符号由转动方向决定。如下图所示：图1：增量式正交编码器输出信号波形2 STM32F10x正交编码器接口详述STM32F10x的所有通用定时器及高级定时器都集成了正交编码器接口，定时器的两个输入TII和TI2直接与增量式正交编码器接口，当定时器设为正交编码器模式时，这两个信号的边沿作为计数器的时钟，而正交编码器的第三个输出（机械零位），可连接外部中断口来触发定时器的计数器复位.
上传时间： 2022-06-18
上传用户：zhanglei193
本设计针对目前市场上传统充电控制器对蓄电池的充放电控制不合理，同时保护也不够充分，使得蓄电池的寿命缩短这种情况，研究确定了一种基于单片机的太阳能充电控制器的方案。在太阳能对蓄电池的充放电方式、控制器的功能要求和实际应用方面做了一定分析，完成了硬件电路设计和软件编制，实现了对蓄电池的高效率管理。设计一种太阳能LED照明系统充电控制器，既能实现太阳能电池的最大功率点跟踪（MPPT）又能满足蓄电池电压限制条件和浮充特性。构建实验系统，测试表明，控制器可以根据蓄电池状态准确地在MPPT、恒压、浮充算法之间切换，MPPT充电效率较恒压充电提高约16%，该充电控制器既实现了太阳能的有效利用，又延长了蓄电池的使用寿命。在总体方案的指导下，本设计使用STMSS系列8位微控制器是STM8系列的主流微控制器产品，采用意法半导体的130纳米工艺技术和先进的内核架构，主频达到16MHz（105系列），处理能力高达20MTPS。内置EEPROM、阻容（RC）振荡器以及完整的标准外设，性价比高，STMSS指令格式和意法半导体早期的ST7系列基本类似，甚至兼容，内嵌单线仿真接口模块，支持STWM仿真，降低了开发成本；拥有多种外设，而且外设的内部结构、配置方式与意法半导体的同样是Cortex-M3内核的32位嵌入式微处理器STM32系列的MCU基本相同或者相似。另外系列芯片功耗低、功能完善、性价比高，可广泛应用在家用电器、电源控制和管理、电机控制等领域，是8位机为控制器控制系统较为理想的升级替代控制芯片"261，软件部分依据PWM（Pulse Wiath Modulation）脉宽调制控制策略，编制程序使单片机输出PMM控制信号，通过控制光电耦合器通断进而控制MOSFET管开启和关闭，达到控制蓄电池充放电的目的，同时按照功能要求实现了对蓄电池过充、过放保护和短路保护。实验表明，该控制器性能优良，可靠性高，可以时刻监视太阳能电池板和蓄电池状态，实现控制蓄电池最优充放电，达到延长蓄电池的使用寿命。
上传时间： 2022-06-19
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