基于STM32的尘埃粒子计数器控制系统设计
发布时间：2023-04-26 21:09
随着科学技术与经济水平的提高,人们越来越重视在各个领域的生产环节中尘埃粒子所带来的影响。尘埃粒子计数器的应用也变得更加的广泛。传统的尘埃粒子计数器存在检测流量小、检测规格少、检测精度低、抗干扰能力差等不足。本文针对目前尘埃粒子计数器的现状,提出了一种新的尘埃粒子计数器控制系统——基于STM32的100L/min尘埃粒子计数器控制系统。该控制系统采用STM32处理器结合粒子传感器、流量传感器、变速风机等模块实现了对单位体积的采样空气中尘埃粒子的计数。首先变速风机从采样口进行采样,然后经过粒子传感器产生不同大小的脉冲信号通过处理器接收并计数,再经过流量传感器得到电压信号通过处理器接收并得到具体的流量大小,最终完成尘埃粒子的检测功能。本文首先介绍了尘埃粒子计数器的发展背景与国内外的研究现状,从目前尘埃粒子计数器存在的不足点出了当前国内尘埃粒子计数器的不足与发展方向,说明了尘埃粒子计数器的研究意义。然后介绍了尘埃粒子计数器的工作原理以及工作的流程,阐述了尘埃粒子计数器的系统方案设计。并且根据系统方案提出了具体的尘埃粒子计数器的技术指标以及操作流程。本文还着重介绍了该控制系统中的硬件与软件部分设...
【文章页数】：61 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 尘埃粒子检测技术背景
1.2 国内外研究现状
1.2.1 国外发展状况
1.2.2 国内发展状况
1.3 本课题的目的意义以及研究内容
1.3.1 本课题的目的意义
1.3.2 本课题的研究内容
2 尘埃粒子计数器检测原理及系统方案
2.1 尘埃粒子计数器检测原理
2.2 尘埃粒子计数器总体方案设计
2.2.1 尘埃粒子计数器技术指标
2.2.2 系统总体方案
2.2.3 在正常操作中主要包括以下步骤
2.3 本章小结
3 尘埃粒子计数器控制系统硬件设计
3.1 硬件设计基本流程
3.2 硬件总体结构
3.3 尘埃粒子计数器供电系统设计
3.3.1 充电器接口与锂电池接口模块设计
3.3.2 尘埃粒子计数器电源模块设计
3.4 STM32最小系统设计
3.5 尘埃粒子计数器控制板电源模块设计
3.6 粒子传感器硬件模块设计
3.6.1 粒子传感器硬件接口模块设计
3.6.2 粒子传感器信号检测与脉冲分级采集电路模块
3.7 流量传感器接口模块设计
3.8 变速风机控制模块电路
3.9 通讯模块设计
3.9.1 ARM与falsh通讯
3.9.2 ARM与触摸屏打印机通讯
3.9.3 ARM与上位机通讯
3.10 系统PCB设计
3.11 本章小结
4 尘埃粒子计数器控制系统软件设计
4.1 控制系统总体框架
4.2 粒子传感器计数软件设计
4.2.1 STM32定时器介绍
4.2.2 STM32F103定时器脉冲计数过程
4.2.3 定时器脉冲接收程序设计
4.3 流量传感器,电池电量与温湿度传感器软件设计
4.3.1 STM32的ADC模块介绍
4.3.2 ADC的DMA请求
4.3.3 ADC采样时间计算
4.3.4 ADC模块软件设计
4.4 变速风机软件控制
4.5 PID控制算法介绍
4.5.1 何为PID控制算法
4.5.2 变速风机的PID算法设计
4.6 SPI-Flash数据存储软件设计
4.6.1 STM32的SPI模块简介
4.6.2 Flash模块介绍
4.6.3 SPI-Flash模块软件设计
4.7 触摸屏程序设计
4.7.1 STM32 USART简介
4.7.2 USART模块软件设计
4.8 本章小结
5 系统调试
5.1 硬件调试
5.2 软件调试
5.3 系统运行的结果分析
5.3.1 检测方法
5.3.2 自净时间
5.3.3 计数效率
5.3.4 单分散粒子测量离散度
5.4 误差分析
5.4.1 重叠误差
5.4.2 其他类型误差
5.5 本章小结
6 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
参考文献
致谢
攻读硕士期间所发表论文及专利
本文编号：3802191
【文章页数】：61 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 尘埃粒子检测技术背景
1.2 国内外研究现状
1.2.1 国外发展状况
1.2.2 国内发展状况
1.3 本课题的目的意义以及研究内容
1.3.1 本课题的目的意义
1.3.2 本课题的研究内容
2 尘埃粒子计数器检测原理及系统方案
2.1 尘埃粒子计数器检测原理
2.2 尘埃粒子计数器总体方案设计
2.2.1 尘埃粒子计数器技术指标
2.2.2 系统总体方案
2.2.3 在正常操作中主要包括以下步骤
2.3 本章小结
3 尘埃粒子计数器控制系统硬件设计
3.1 硬件设计基本流程
3.2 硬件总体结构
3.3 尘埃粒子计数器供电系统设计
3.3.1 充电器接口与锂电池接口模块设计
3.3.2 尘埃粒子计数器电源模块设计
3.4 STM32最小系统设计
3.5 尘埃粒子计数器控制板电源模块设计
3.6 粒子传感器硬件模块设计
3.6.1 粒子传感器硬件接口模块设计
3.6.2 粒子传感器信号检测与脉冲分级采集电路模块
3.7 流量传感器接口模块设计
3.8 变速风机控制模块电路
3.9 通讯模块设计
3.9.1 ARM与falsh通讯
3.9.2 ARM与触摸屏打印机通讯
3.9.3 ARM与上位机通讯
3.10 系统PCB设计
3.11 本章小结
4 尘埃粒子计数器控制系统软件设计
4.1 控制系统总体框架
4.2 粒子传感器计数软件设计
4.2.1 STM32定时器介绍
4.2.2 STM32F103定时器脉冲计数过程
4.2.3 定时器脉冲接收程序设计
4.3 流量传感器,电池电量与温湿度传感器软件设计
4.3.1 STM32的ADC模块介绍
4.3.2 ADC的DMA请求
4.3.3 ADC采样时间计算
4.3.4 ADC模块软件设计
4.4 变速风机软件控制
4.5 PID控制算法介绍
4.5.1 何为PID控制算法
4.5.2 变速风机的PID算法设计
4.6 SPI-Flash数据存储软件设计
4.6.1 STM32的SPI模块简介
4.6.2 Flash模块介绍
4.6.3 SPI-Flash模块软件设计
4.7 触摸屏程序设计
4.7.1 STM32 USART简介
4.7.2 USART模块软件设计
4.8 本章小结
5 系统调试
5.1 硬件调试
5.2 软件调试
5.3 系统运行的结果分析
5.3.1 检测方法
5.3.2 自净时间
5.3.3 计数效率
5.3.4 单分散粒子测量离散度
5.4 误差分析
5.4.1 重叠误差
5.4.2 其他类型误差
5.5 本章小结
6 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
参考文献
致谢
攻读硕士期间所发表论文及专利
本文编号：3802191
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/yiqiyibiao/3802191.html
