基于arm7的多路稱重系統(tǒng)軟件設(shè)計畢業(yè)設(shè)計論文-預覽頁

　

【正文】 27 27致謝 29參考文獻 30畢業(yè)設(shè)計（論文）知識產(chǎn)權(quán)聲明 30畢業(yè)設(shè)計（論文）獨創(chuàng)性聲明 32附錄 33附錄A 軟件程序 33附錄B 外文翻譯 74西安工業(yè)大學畢業(yè)設(shè)計（論文）1 緒論公路系統(tǒng)是由“車、路、運”三個因素構(gòu)成的，而車、路與運的發(fā)展是相互依存、相互制約的，它們之間只有協(xié)調(diào)發(fā)展才能取得最佳的社會、經(jīng)濟效益。另外交通檢查、計重收費和不停車收費系統(tǒng)的發(fā)展與應用，這些都需要對行駛的車輛進行準確的稱重計量。超限超載車輛的荷載遠遠超過了公路和橋梁的設(shè)計承受荷載，致使路面損壞、橋梁斷裂，正常使用年限大大縮短，只能提前進行大修。（3）對車輛本身造成巨大的損失。因為車輛超載后其平穩(wěn)性、操作性、制動性等安全系數(shù)都會大幅下降，而交通事故率會大幅上升。為迎合車輛超限超載運輸?shù)男枨螅恍┢嚿a(chǎn)廠商競相生產(chǎn)“大噸小標”車，一些汽車改裝廠和修理廠也紛紛非法改裝車輛，影響了汽車工業(yè)的健康發(fā)展。本課題旨在開發(fā)一種基于ARM7的車輛多路稱重系統(tǒng)，該系統(tǒng)集多路稱重、車輛信息錄入、打印罰單于一體。（2）良好的上位機通訊接口。用戶可以根據(jù)LCD提示來進行查詢數(shù)據(jù)、設(shè)置參數(shù)等操作。我國從上世紀八十年代開始研究多路稱重系統(tǒng)，隨著這些年經(jīng)濟的不斷發(fā)展和科研實力的不斷增強，光纖傳感技術(shù)的快速發(fā)展，利用光纖進行傳感器方面的檢測技術(shù)研究也取得一定的進展，在公路自動化交通調(diào)查、稱重收費、軸載檢測、限重執(zhí)法等領(lǐng)域發(fā)揮越來越重要的作用。國內(nèi)研究較早的是太原理工大學與山西省電子研究所開發(fā)出的軸重式計量汽車衡，山西電子所于1985年引進了加拿大公司汽車衡，與太原理工大學在此汽車衡的基礎(chǔ)上做了很多技術(shù)上的改進，能夠方便地應用于公路自動化交通調(diào)查、軸載檢測、限重執(zhí)法等領(lǐng)域。國外許多國家的道路運輸也普遍存在超載現(xiàn)象，為了避免超載車輛對公路造成的一系列危害，歐共體成員和美國、日本等在20世紀50年代開始就對車輛多路稱重系統(tǒng)進行研究，經(jīng)過半個多世紀的研究取得了一系列的研究成果。2000年工TS年會上展出了一種由美國MSI公司開發(fā)的共聚物壓電軸傳感器，可以同時測量車速、車軸數(shù)、軸距并進行車型分類和多路稱重。2 多路稱重系統(tǒng)方案由于汽車的運動是非常復雜的，再加上各種干擾信號的存在，使真實的軸重信號淹沒在各種噪聲中。若檢測結(jié)果與真實值偏差過大，就達不到稱重的最初目的，失去了稱重的意義。當車輛進入稱重區(qū)時，首先光幕或地感檢測到有車輛駛?cè)耄瑔?A/D 采集數(shù)據(jù)，車輛逐軸通過稱臺，在重力的作用下，傳感器的彈性體在彈性范圍內(nèi)發(fā)生與壓力成正比的變化，從而使彈性體上的應變片阻值也發(fā)生正比的變化，配合檢測電橋，得到與荷重力成正比的檢測信號，A/D 采集傳感器的檢測信號，通過 A/D 轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，A/D 轉(zhuǎn)換器將數(shù)字信號送給處理器進行數(shù)據(jù)算法處理，處理器根據(jù)采集到的數(shù)據(jù)進行分析和運算，然后送數(shù)碼管部分進行顯示，并根據(jù)需要和上位機進行通信。稱重系統(tǒng)通過壓力傳感器，將汽車重量轉(zhuǎn)換為壓力信號傳送給主系統(tǒng)用來計算汽車自重。上述數(shù)據(jù)經(jīng)處理后傳送至收費計算機（上位機），作為判定是否超限或?qū)嵤┯嬛厥召M的依據(jù)。由于車輛多路稱重是通過軸重測量來實現(xiàn)的,具體實現(xiàn)還有三個問題需要解決,一是如何對車輛進行有效的分離,正確區(qū)分測量到的軸重信號是同一輛汽車的,還是不同車輛的,可以進行正確的疊加；二是如何辨別同一輛車的軸數(shù)；三是由于多路稱重系統(tǒng)在車輛行駛中完成測量,速度的大小會影響稱重傳感器的輸出信號的大小,進而影響測量結(jié)果和測量精度,故在處理測量數(shù)據(jù)時,要對車速進行處理,以消除車速對稱重結(jié)果的影響,因此就需要測量經(jīng)過稱重系統(tǒng)的車輛速度。多路稱重采用軸重測量的方法，要測出單軸的質(zhì)量再進行疊加，得到車輛的實際質(zhì)量。當沒有物體經(jīng)過時，電感不會改變。輪軸識別器由多個高靈敏度、高精度的稱重傳感器構(gòu)成，采用線陣式布設(shè)在秤臺前方單側(cè)，用來檢測駛過稱重檢測區(qū)域內(nèi)車輛各軸的輪胎寬，同時與稱重檢測秤臺配合完成聯(lián)軸類型的識別。控制面板上有16個LED燈，當某傳感器被車輪壓到時，對應LED指示燈發(fā)光。“地感線圈”就是一個振蕩電路。技術(shù)關(guān)鍵是設(shè)計出的振蕩器穩(wěn)定可靠并且有汽車經(jīng)過時頻率變化明顯。ARM公司是專門從事基于RISC (Reduced Instruction Set Computer)技術(shù)芯片設(shè)計開發(fā)的公司，作為知識產(chǎn)權(quán)供應商，本身不直接從事芯片生產(chǎn)，靠轉(zhuǎn)讓設(shè)計許可由合作公司生產(chǎn)各具特色的芯片。 工業(yè)控制領(lǐng)域；216。 成像和安全產(chǎn)品。 大量使用寄存器，指令執(zhí)行速度更快；216。ARM7TDMIS是通用的32位微處理器，它具有高性能和低功耗的特性。由于使用了流水線技術(shù)，處理和存儲系統(tǒng)的所有部分都可連續(xù)工作。基本上，ARM7TDMIS處理器具有兩個指令集：u 標準32位ARM指令集u 16位THUMB指令集THUMB指令集的16位指令長度使其可以達到標準ARM代碼兩倍的密度，卻仍然保持ARM的大多數(shù)性能上的優(yōu)勢，這些優(yōu)勢是使用16位寄存器的16位處理器所不具備的。LPC2210包含一個支持仿真的ARM7TDMIS CPU、與片內(nèi)存儲器控制器接口的ARM7局部總線、中斷控制器接口的AMBA高性能總線（AHB）和連接片內(nèi)外設(shè)功能的VLSI外設(shè)總線（VPB、ARM AMBA總線的兼容超集）。LPC2210的外設(shè)功能（中斷控制器除外）都連接到VPB總線。該模塊必須由軟件進行控制以符合外設(shè)功能與管腳在特定應用中的需求。 16K字節(jié)片內(nèi)靜態(tài)RAM 。 通過外部存儲器接口可將存儲器配置成4組每組的容量高達16Mb數(shù)據(jù)寬度為8/16/32位。 嵌入式跟蹤宏單元ETM支持對執(zhí)行代碼進行無干擾的高速實時跟蹤。 2個32位定時器帶4路捕獲和4路比較通道PWM單元6路輸出實時時鐘和看門狗。 向量中斷控制器可配置優(yōu)先級和向量地址。 通過片內(nèi)PLL可實現(xiàn)最大為60MHz的 CPU操作頻率。 2個低功耗模式空閑和掉電。 可通過個別使能/禁止外部功能來優(yōu)化功耗。 10%)開發(fā)板外部開展了SST39VF160 芯片，它是一款2MB的CMOS多功能Flash器件，具有高性能的字編程功能，字編程實踐為14181。用此，主芯片外部擴展了IS61LV25616AL芯片，它是一款512KB的靜態(tài)RAM，具有高性能和低功耗的特點，我們將其作為數(shù)據(jù)存儲器。當看門狗使能時，如果用戶程序沒有在周期時間內(nèi)喂狗（重裝），看門狗會產(chǎn)生一個系統(tǒng)復位。T6963C與同類產(chǎn)品相比，擁有較大的優(yōu)勢。l 。l 支持存儲器大小：64KB字節(jié)SRAM，及字符發(fā)生器CGRAM。其主要作用是產(chǎn)生T6963C的工作時鐘，實現(xiàn)各種顯示特性，同時管理多個顯示區(qū)。T6963C 的接口部由控制電路、數(shù)據(jù)輸入緩沖器、數(shù)據(jù)輸出鎖存器、指令寄存器及譯碼器、忙狀態(tài)觸發(fā)器以及時序控制電路等組成。(最大)。3 多路稱重系統(tǒng)軟件設(shè)計，包含了數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、軸輪識別、數(shù)據(jù)傳輸和數(shù)據(jù)顯示五大模塊。主程序主要完成可編程芯片的初始化和重量數(shù)據(jù)采集及按需要調(diào)用各模塊。 系統(tǒng)主流程圖數(shù)據(jù)采集就是把稱重傳感器的模擬信號x(t)經(jīng)過采樣轉(zhuǎn)換為采樣信號x(nT),然后再進行量化和編碼處理得到離散的數(shù)字信號x(n),最后把x(n)送到計算機進行相應的處理。0x80000000)==0 )。ADC_Data = ADDR。 //轉(zhuǎn)換計算ADC_Data = ADC_Data / 1024。 // 右輪切換通道//并進行第一次轉(zhuǎn)換while( (ADDRamp。0x80000000)==0 )。 ADC_Data = ADC_Data * 3300。輪軸識別任務的功能主要有三個:第一，根據(jù)A/D采樣任務發(fā)送的信息進行輪軸上下秤臺的判斷，并發(fā)送消息給數(shù)據(jù)處理任務；第二，結(jié)合地感線圈和光幕，進行車輛的收尾工作；第三，定時對地感線圈、光幕等其他設(shè)備進行檢測，判斷有無車輛駛?cè)耄瑸閿?shù)據(jù)處理任務服務。采樣次數(shù)N的選取，取決于系統(tǒng)對于參數(shù)平滑度和靈敏度的要求。式（）是算術(shù)平均值法數(shù)字濾波公式。它是在選定了單位制之后，由基本物理量單位表達的式子。接收由串口中斷服務程序和定時器中斷服務程序配合，當串口發(fā)生接收中斷時，由串口中斷服務程序?qū)⑹盏降耐ㄓ嵶止?jié)放到接收緩沖區(qū)并開始接收定時。 數(shù)據(jù)傳輸流程圖顯示任務定時刷新顯示或接收按鍵任務的顯示消息后立即刷新顯示。首先，編輯想要得到的字母、文字及圖片，調(diào)整到合適的大小，點擊生成字模，將會生成一個char類型的數(shù)組，本設(shè)計采用的是橫向取點，高位在前。但在實際稱量中，汽車衡為短臺面，無法獲得經(jīng)衰減后的穩(wěn)定信號值。車輛多路荷載的振動頻率在3~20Hz的低頻范圍，振幅變化可達靜載的10%。本課題的設(shè)計，我們則采用了最大值測量法。｝Else｛繼續(xù)執(zhí)行S1檢測信號。4 系統(tǒng)軟件調(diào)試本調(diào)試過程主要通過計算機SUB口和JLink與目標板連接，用AXD調(diào)試軟件進行調(diào)試，主要調(diào)試方法為設(shè)置斷點，查看CPU內(nèi)部寄存器，查看memory，查看某個變量值等。單擊File選擇Load ，即*.axf文件。隨著交通運輸業(yè)的持續(xù)發(fā)展，車輛對道路的破壞日益嚴重。在該開發(fā)平臺上完成了各個功能模塊的硬件選型、電路設(shè)計和驅(qū)動開發(fā)。（2）完成了系統(tǒng)任務劃分和顯示界面設(shè)計。由于本論文重在顯示平臺的搭建，對算法的研究還不夠深入。本論文中設(shè)計的稱重系統(tǒng)假設(shè)輸入信號為加有白噪聲的理想輸入，并沒有對濾波有過多的介紹。后續(xù)開發(fā)中需要編寫上位機數(shù)據(jù)庫軟件。參考文獻[1] :長安大學，2009[2] ：山東大學，2009[3] ：太原理工大學，2009[4] . 沈陽：東北大學，2010[5] 何紅麗 .：鄭州大學，2007[6] :吉林大學，2007[7] :長安大學,2008[8] :湖南大學,2006[9] :江南大學,2005[10] 孫元博，++,2009,15: 195197[11] :湖南大學,2008[12] ,2002,5: 4446[13] :浙江大學,2008[14] (上).電子設(shè)計應用，2003,4:6063[15] Wavelet Tour of Signal Processing. 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