| 【中文题名】 | 基于单片机的船舶设备信号采集及处理系统 |
| 【英文题名】 | The Signal Gathering and Processing System for Shipboard Equipment Based on Single-chip |
| 【学科专业】 | 轮机工程 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2007-9-10 |
| 【中关键词】 | 单片机,自整角机,步进电机,NMEA-0183标准,, |
| 【英关键词】 | single-chip,synchro,step-by-step motor,NEMA0183 standard, |
| 【分类导航】 | 交通运输>水路运输>船舶工程>船舶电气设备、观通设备>观通设备、船用弱电>船用电子设备 |
| 【论文摘要】 |
随着计算机技术的广泛应用，由计算机组成的数字控制系统将逐步取代传统的模拟控制系统。计算机包括个人微机(PC机)和工作站及网络技术也应用到船舶的驾驶和管理之中，船用电子设备如GPS、雷达、电罗经等设备之间存在着各种各样的接口关系，使船舶设备的接口关系更加复杂多样。为解决信号不统一的问题，提出设计一种船舶信号采集与处理系统，输出的信号为标准的NMEA-0183格式信号。
船舶设备上自整角机和步进电机应用比较广泛，本系统以这两种设备的信号采集与处理来研究并开展设计的。
自整角机是一种感应式同步微型电机，它广泛用于显示装置和随动系统中，使机械上互不相连的两根或多根转轴能够自动保持相同的转角变化，即同步旋转。自整角机的三相模拟信号中含有轴角信息，经过信号隔离转换电路隔离并转换为两相正弦和余弦信号后送入轴角／数字转换电路。正余弦信号进入89C51处理后，经串口输出标准的NMEA-0183格式信号。
步进电动机又称脉冲电动机或阶跃电动机，它是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。其三相绕组的电平规律为6进制格雷码，所以对步进罗经信号只需降压，判别航向增减即可送至单片机处理，获得标准的NMEA... |
| 【论文题纲】 |
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摘要 |
3-4 |
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Abstract |
4-8 |
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第1章 绪论 |
8-11 |
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1.1 选题背景 |
8-9 |
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1.2 发展现状和趋势 |
9-10 |
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1.3 本课题的任务 |
10-11 |
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第2章 自整角机及步进电机工作原理概述 |
11-16 |
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2.1 自整角机 |
11-14 |
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2.1.1 自整角机的分类、特点 |
11-12 |
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2.1.2 自整角机的工作原理及应用 |
12-14 |
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2.2 步进电机 |
14-16 |
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2.2.1 步进电机应用及特点 |
14 |
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2.2.3 步进电机的动态指标 |
14-16 |
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第3章 系统硬件的设计与实现 |
16-45 |
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3.1 系统总体构架 |
16 |
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3.2 AT89C51单片机的结构特点与工作原理 |
16-27 |
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3.2.1 存储器 |
17-18 |
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3.2.2 定时器/计数器 |
18 |
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3.2.3 中断系统 |
18-19 |
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3.2.4 输入输出端口 |
19-24 |
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3.2.5 时钟电路与复位电路及掉电工作方式 |
24-27 |
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3.3 自整角机信号采集电路设计 |
27-35 |
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3.3.1 自整角机隔离降压转换设计 |
27-29 |
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3.3.2 多路采样数据的实时性及其精度的保证 |
29-30 |
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3.3.3 采样基准信号形成电路 |
30-31 |
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3.3.4 采样保持电路的设计 |
31-32 |
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3.3.5 多路模拟开关电路的设计 |
32-34 |
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3.3.6 A/D转换电路设计 |
34-35 |
|
3.4 步进电机信号采集电路设计 |
35-41 |
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3.4.1 步进电机信号分析 |
35-37 |
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3.4.2 步进电机信号降压电路 |
37-38 |
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3.4.3 步进电机信号降压后的处理 |
38-41 |
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3.5 串口通讯设计 |
41-45 |
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3.5.1 RS-232C接口标准 |
41-43 |
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3.5.2 RS-485/442A接口标准 |
43-44 |
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3.5.3 串口通讯设计 |
44-45 |
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第4章 系统的软件设计与实现 |
45-53 |
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4.1 系统主程序的设计 |
45-46 |
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4.2 步进电机信号数字化程序设计 |
46-49 |
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4.3 自整角机位置信号数字化程序设计 |
49-52 |
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4.3.1 软件算法 |
49-51 |
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4.3.2 软件流程 |
51-52 |
|
4.4 串行通讯设计 |
52-53 |
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第5章 系统的抗干扰问题 |
53-56 |
|
5.1 硬件抗干扰 |
53-54 |
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5.2 软件抗干扰 |
54-56 |
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5.2.1 CPU抗干扰技术 |
54-55 |
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5.2.2 数字滤波技术 |
55-56 |
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第6章 结论与展望 |
56-57 |
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致谢 |
57-58 |
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参考文献 |
58-60 |
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攻读硕士学位期间发表的论文 |
60 |
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| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.112317 |
