（定稿）特色林木种苗产业发展项目实施计划方案3 ㊣ 精品文档 值得下载

过寄存器进行。

寄存器由控制寄存器通道选择排序寄存器转换结果寄存器最大转换通道数寄存器它们都是位寄存器组成，其地址外围是到。

转换时，首先设置采样窗的宽度，宽度范围为。

再标定内核时钟，设置触发模式表示启动或停止，表示连续触发，最后设置采样模式表示顺序采样，表示同时采样。

本次设计由于要同时提取塔机倾角起重量起重力矩等信息，采取同时采样模式。

由于不能完全使用个通道，可采程序启动紧急停车系统初始化调用数据采集子程序调用转换子程序调用转换子程序调用显示子程序数据处理超限超载判断结束数据存储报警用个通道分别采集同种信号，然后取其平均值，这样可以提高的转换精度。

每次启动排序器，同时采样和到和等信号，由于个周期内各采样两次，则次排序中共转换对模拟引脚的电压。

图子程序流程图显示模块设计显示模块主要是对塔机监控系统采集到的塔机的塔机倾角起重量小车变幅起重力矩等信息进行显示。

模块工作时采用不断刷新的模式，对采集到的数据进行实时显示。

首先，初始化模块，在个周期的数据采集完成之后，液晶显示开，并写入控制命令和数据，对所采集到的塔机信息进行显示。

显示流程图如图开始关中断初始化寄存器初始化采样模式设置延时等待发送缓冲是否为空启动排序器开始转换存入结果寄存器读取数据液晶实时显示开中断返回图显示流程图按键中断服务程序设计本文采用的矩阵小键盘共有个键，运用行描的方法实现按键的识别，再运用查表法对按键值进行查询。

般在按键按下时都会出现抖动的问题，时间般为，这种情况与开关的机械特性有关。

为了保证系统正常运行，在软件中必须设计去除抖动环节。

按键程序流程图如图所示。

开始系统初始化初始化配置命令口延时等待数据采集转换是否完成清屏显示开写命令写数据显示起重量显示小车变幅显示起重力矩显示倾角返回图按键程序流程图数据存储模块塔机监控系统中所有固定参数均采用位保存，来保证存储数据的精度和程序处理统。

在数据存储芯片中，数据只能以位方式访问，因此需要对数据进行相应的处理。

其流程图如图。

开始有键按下延时去抖有键按下确认键值数字键数字键处理程序取键值并修改缓冲区指针设置键确定键取消键上翻键下翻键复位处理程序设置键处理程序取消键处理程序上翻键处理程序下翻键处理程序确定键处理程序等待按键松开结束图总线读写程序开始开始读状态寄存器读状态寄存器上次写操作完成上次写操作完成否发送写字节指令发送写字节地址写数据低位写数据高位延时等待写操作结束发送读字节指令发送读字节地址读数据低字节读数据高字节返回返回第章总结对国内外的塔机监控系统生产现状做了详细的了解，针对国内塔机安全装置存在的问题以及起重设备安全保护系统的技术，阅读了大量的相关文献并借鉴国内安全保护系统的开发经验的基础上设计了基于单片机为核心的塔机动态平衡监控系统。

本文设计的监控系统可以实时显示塔机起吊重量塔机倾角小车变幅起重力矩等信息，给塔机操作人员以直观提示。

在塔机出现异常时，可以实现停止起升停止小车运动的保护控制功能，并且在达到或者超过设定值时进行声光报警。

在硬件设计中，行线通过上拉电阻接电源被钳制在高电平状态。

图键盘扫描电路识别有无按键按下时，将所有列线置低电平，将行线电平状态读入，如果有键按下，则有根行线电平被拉至低电平，从而使行输入不全为。

识别按下的键时，依次置列线为低电平，其余列线为高电平，检查各行线电平的变化，若行线电平变低，可确定对应行列线的交叉点处的键被按下，通过扫描法找到哪个按键被按下，就可以对其赋键值。

采用中断扫描方式接入个四输入与门来确保能及时响应按键操作，又不过多占用工作时间。

液晶显示模块的设计本文采用点阵液晶显示，高分辨率。

自带背光，背光均匀亮度高，不受光线强弱等条件的限制。

与同类产品相比具有如下特点有功能较强的缓冲器指令功能丰富四位数据并行传送，最大驱动能力为点阵能够显示图形和文本。

的硬件结构可分为接口部分管理控制部分以及显示驱动部分三个部分。

显示模块与单片机的接口电路，虽然实现的功能比较复杂，但接口电路比较简单，实际上设计的是单片机与液晶显示控制器的连接电路。

液晶显示模块接口电路如图所示。

图显示模块接口电路单片机外围接口扩展模块由于单片机的口不足以满足系统的需求，因而要对其接口进行扩展。

目前普遍采用来进行接口扩展。

有三个扩展接口，个位的静态随机存储器和个位定时计数器，可以扩展系统的静态存储器，满足系统外扩字节的需要，与系列单片机的接口也比较简单，易于实现。

单片机与外围接口扩展电路图如图。

图系统外围接口扩展第章系统软件设计塔机监控系统系统软件设计塔机监控系统硬件系统还需要有相应的系统软件才能有效地完成塔机监控。

本文运用通用语言软件，对系统软件进行了模块化设计，简化了设计过程，增强了程序的可读性和兼容性。

系统软件总体架构本文的信号采集处理分析和报警等模块都是通过软件来实现的。

软件系统主要包括数据传输模块转换数据采集模块以及外扩存储器报警输出控制模块的数据处理模块。

系统软件是人机交互的渠道，担负着数据处理以及对各硬件模块进行调度和控制的功能。

系统主要分为数据采集和数据处理两个部分，系统软件采取顺序扫描，不断循环的工作方式。

各模块的主要功能如下系统主程序模块的主要功能包括初始化和对各子函数的调用，系统的启动停止复位等。

转换模块的主要功能包括将传感器所采集到的模拟信号如角度起重量等转换为数字信号，进行通道的选择，以及数据的存储和读取等。

液晶显示模块对采集来的起重量塔机倾角小车变幅起重力矩等信息进行实时显示。

外扩存储器模块由于单片机系统存储空间有限，利用外扩存储器来满足塔机数据记录和事故查询的功能。

报警模块对塔机各种异常情况，进行报警。

转换和输出控制模块将数字信号转换为模拟型号，然后将此控制信号送给输出继电器电机等驱动机构，当发生危险时切断塔机向危险方向运动的控制回路。

系统主程序流程图如图图塔机监控主程序流程图系统软件模块设计转换是塔机监控系统工作的基础，只有将传感器采集来的数据进行转换后，单片机才能对相关数据进行处理和显示。

本文根据监控系统的功能要求和硬件布局设计了如图的软件工作模块的全部操作都是通选择风取，则按照计算转矩应小于联轴器的公称转矩的条件，查标准，选用型弹性柱销联轴器，见图。

其公称转矩为。

半联轴器的孔径，故取半联轴器长度，半联轴器与轴配合的毂孔长度。

轴的结构设计拟定轴上零件的装配方案对于跨距较大的轴，考虑到轴工作温度升高时的热伸长量，应采用支点双向固定，另支点游动的支承结构。

作为固定支承的轴承，应能承受双向轴向载荷，故内外圈在轴向都要固定。

作为补偿轴的热膨胀的游动轴承，若使用的是内外圈不可分离型轴承，只需固定内圈，其外圈在座孔内应可以轴向游动。

如图所示。

图轴上零件的装配方案根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度ⅥⅤⅣⅢⅡⅠ图传动轴的基本尺寸结构图为了满足半联轴器的轴向定位要求，Ⅰ轴段左端需制出轴肩，故取Ⅱ段的直径左端轴承用弹性挡圈定位，按轴端直径取挡圈直径。

半联轴器与轴配合的毂孔长度，为了保证轴端挡圈只压在半联轴器上而不压在轴的端面上，故Ⅷ段的长度应比略短些，现取Ⅷ。

初步选择滚动轴承。

因轴承主要受有径向力作用，可能伴有不大轴向力，故可选用深沟球轴承。

圆周力径向力轴向力是变化的，暂取为根据工作条件选取深沟球轴承。

轴承转速，装轴承处的轴颈直径可在内选取，运转时有轻微冲击，预期计算寿命。

求比值根据机械设计表，深沟球轴承的最大值为，故此时。

初步计算当量动载荷，根据式按照表，，取按照表，，暂取近似中间值，则根据式，求轴承应有的基本额定动载荷值按照轴承样本或设计手册选取的轴承，此轴承的基本额定静载荷。

验算如下求相对轴向载荷对应的值和值按表注，对深沟球轴承取，则相对轴向载荷为，在表中介于之间，对应的值为，值为用线性插值法求值故，求当量动载荷校核型深沟球轴承的寿命，根据式即高于预期寿命，所以满足。

参照工作要求并根据Ⅶ，由轴承产品目录中初步选取基本游隙组，标准精度级的深沟球轴承，其尺寸为，故ⅣⅠ。

左端滚动轴承采用轴肩进行轴向定位。

由查得型轴承的定位轴肩处直径，因此，取Ⅱ。

安装齿轮处的轴段Ⅳ的直径Ⅳ齿轮的右端与右轴承之间采用套筒定位。

已知齿轮的宽度，为了使套筒端面可靠地压紧齿轮，此轴段应略短于轮毂宽度，故取Ⅳ。

齿轮的左端采取轴肩定位，轴肩高度，取，则轴环处直径Ⅲ。

轴环宽度，取Ⅲ。

轴承端盖的总宽度为。

根据轴承端盖的装拆及便利对轴承添加润滑脂的要求，取端盖的外端面与半联轴器端面的距离，故取Ⅶ。

取齿轮距箱体内壁之距离。

考虑到箱体的铸造误差，在确定滚动轴承位置时，应距箱体内壁段距离，取，已知滚动轴承宽度，则ⅤⅥⅡⅢ至此，已初步确定了轴的各段直径和长度。

轴上零件的周向定位齿轮，半联轴器与轴的周向定位均采用平键联接。

按Ⅳ由手册查得平键截面，键槽用键槽铣刀加工，长为标准键长，齿轮轴键槽深度联轴器上键槽深度同时为了保证齿轮与轴配合有良好的对中性，过寄存器进行。

寄存器由控制寄存器通道选择排序寄存器转换结果寄存器最大转换通道数寄存器它们都是位寄存器组成，其地址外围是到。

转换时，首先设置采样窗的宽度，宽度范围为。

再标定内核时钟，设置触发模式表示启动或停止，表示连续触发，最后设置采样模式表示顺序采样，表示同时采样。

本次设计由于要同时提取塔机倾角起重量起重力矩等信息，采取同时采样模式。

由于不能完全使用个通道，可采程序启动紧急停车系统初始化调用数据采集子程序调用转换子程序调用转换子程序调用显示子程序数据处理超限超载判断结束数据存储报警用个通道分别采集同种信号，然后取其平均值，这样可以提高的转换精度。

每次启动排序器，同时采样和到和等信号，由于个周期内各采样两次，则次排序中共转换对模拟引脚的电压。

图子程序流程图显示模块设计显示模块主要是对塔机监控系统采集到的塔机的塔机倾角起重量小车变幅起重力矩等信息进行显示。

模块工作时采用不断刷新的模式，对采集到的数据进行实时显示。

首先，初始化模块，在个周期的数据采集完成之后，液晶显示开，并写入控制命令和数据，对所采集到的塔机信息进行显示。

显示流程图如图开始关中断初始化寄存器初始化采样模式设置延时等待发送缓冲是否为空启动排序器开始转换存入结果寄存器读取数据液晶实时显示开中断返回图显示流程图按键中断服务程序设计本文采用的矩阵小键盘共有个键，运用行描的方法实现按键的识别，再运用查表法对按键值进行查询。

般在按键按下时都会出现抖动的问题，时间般为，这种情况与开关的机械特性有关。

为了保证系统正常运行，在软件中必须设计去除抖动环节。

按键程序流程图如图所示。

开始系统初始化初始化配置命令口延时等待数据采集转换是否完成清屏显示开写命令写数据显示起重量显示小车变幅显示起重力矩显示倾角返回图按键程序流程图数据存储模块塔机监控系统中所有固定参数均采用位保存，来保证存储数据的精度和程序处理统。

在数据存储芯片中，数据只能以位方式访问，因此需要对数据进行相应的处理。

其流程图如图。

开始有键按下延时去抖有键按下确认键值数字键数字键处理程序取键值并修改缓冲区指针设置键确定键取消键上翻键下翻键复位处理程序设置键处理程序取消键处理程序上翻键处理程序下翻键处理程序确定键处理程序等待按键松开结束图总线读写程序开始开始读状态寄存器读状态寄存器上次写操作完成上次写操作完成否发送写字节指令发送写字节地址写数据低位写数据高位延时等待写操作结束发送读字节指令发送读字节地址读数据低字节读数据高字节返回返回第章总结对国内外的塔机监控系统生产现状做了详细的了解，针对国内塔机安全装置存在的问题以及起重设备安全保护系统的技术，阅读了大量的相关文献并借鉴国内安全保护系统的开发经验的基础上设计了基于单片机为核心的塔机动态平衡监控系统。

本文设计的监控系统可以实时显示塔机起吊重量塔机倾角小车变幅起重力矩等信息，给塔机操作人员以直观提示。

在塔机出现异常时，可以实现停止起升停止小车运动的保护控制功能，并且在达到或者超过设定值时进行声光报警。

在硬件设计中