汽车式起重机力矩限制器的研制设计说明书.doc

中国矿业大学2007届本科生毕业设计第1页目录1绪论11.1概述11.2力矩限制器技术概况以及发展趋势21.3课程的主要工作31.4解决方案的选择41.4.1工业控制计算机解决方案41.4.2单片机解决方案61.5系统可扩展行的探讨61.5.1集散式控制系统改进71.5.2现场总线72总体方案的设计92.1力距限制器的原理92.2力矩限制器的工作流程102.2.1软件流程102.2.2系统硬件结构112.3力矩限制器的数学模型122.4力矩限制器的调试143系统硬件方案的设计163.1系统硬件设计概述163.2前向通道的设计163.2.1信号的拾取、变送183.2.2信号的变换213.2.3ADC0809简介223.3基本系统的实现与扩展263.3.1单片机系统的组成263.3.2几类流行微控制器的介绍与最小系统的组成273.3.3最小系统的外围扩展283.3.4微控制器系统构成的实用考虑-AT89S52283.4复位监测、看门狗X504532中国矿业大学2007届本科生毕业设计第2页3.4.1引脚介绍323.4.2工作原理333.4.3硬件连接353.5人机通道设计353.5.1显示363.5.2键盘373.5.3报警383.6串行扩展技术得应用与探讨383.6.1串行扩展技术概述383.6.2CI2与SPI总线简介393.7数字语音技术403.7.1数字语音技术概述403.7.2语音合成与语音合成集成电路403.7.3ISD系列语音产品简介403.7.4引脚功能413.7.5ISD1420454系统软件设计484.1软件设计概述484.2编程语言的选择与简介484.3软件设计构思及软件结构494.4主要功能的软件实现505抗干扰设计535.1硬件抗干扰535.2软件抗干扰546结论与展望57参考文献58致谢60附录61中国矿业大学2007届本科生毕业设计第3页摘要起重机是一种蕴含多种危险因素的设备，操作不当或超载，容易引起翻车、折臂等无法挽回的后果，因此对于16吨以上的起重机要求安装一种保护设备，一般称为力矩限制器。起重机力矩限制器是装备在起重机上的重要超载保护装置，它为起重机的安全工作提供了保障。本文在参考现有力矩限制器的基础上，充分利用单片机技术、传感器技术等一些技术成果，来实现起重机的超载力矩限制，努力确保不会出现因超载而造成意外事故。本系统具有精度高，通用性好，抗干扰能力强，功能多，比较低的建设成本以及系统的可扩展性能强等优点。本文所述的起重机力矩限制器的主控单元是以单片机AT89C52为核心部件，A/D转换器采用ADC0809，对从各传感器采集到的数据进行变换，然后送至AT89C52进行数据的、判断，做出各种控制动作；显示、输入单元选用了MAX7219芯片作为显示和输入控制；复位监测芯片采用X5045来实现开门狗定时器、电源监测等。关键词：力矩限制器；超载保护；AT89C52；单片机；汽车起重机中国矿业大学2007届本科生毕业设计第4页AbstractCranemomentlimiterthatisequippedonthecraneisanimportantoverloadprotectivedevice.Itprovidessafeguardforthesafetyworkofcrane.Thispaperisbasedontheefficientexperiencelearntthroughthecomparisonandanalysisofthepresentdomesticandforeignmomentlimiter.Inthispaper,theantherproposestheideaofseparatingthemaincontrolunitofsystemandthedisplayunit,whichcanenhancegenerationandfunction,greatlyreducebuildingandmaintenancecosts,increasetheprecisionofcontrolandboostupexpansibilityofsystem.MCUAT89S52isusedasacorecomponentinthemaincontrolunitofsystem.Itsamplessignalsfromthesensors,calculates,judgesandexecutesthecorrespondingcontrolaction.Inthedisplayunit,theauthorchoosesAT89S52anthecontroller.LiquidCrystalDisplay,whichcanprovidebothinteractionbetweenpeopleandmachinesandalargeamountofinformation,isapplied,sothatparametersoftheworkingconditionsofcranecanbedisplayedoneissupportedbythecommunicationprotocolthatisdevelopedbytheauthor.Theadjustingandrunningofthesystemindicatesthatthewholedesignisfeasibleandreliable,andthepresumedfunctionshavebeenconductedsuccessfully.Keywords:crane；momentlimiter；overloadprotect；datetransmission；communicationportico