stm32单片机.docx

摘要 单片微型计算机管理系统是一种集成电路器件,是指利用超大面积范围集成化电路 工艺技术将拥有信息处理功用的中央处理器CPU随机存储器RAM、只读存储器 ROM、各类I/O连接和暂停装置、定量器/计量器等功用(或许还含有显示驱动电路、 脉宽调制电路、模拟高速变换器、A/D变换器等电路)整合在同一个微机上形成的 一种结构简单而强大的，在工业管理方面广泛的应用着。在上世纪八1年代，从当时 的4位、8位单片微型计算机管理系统，逐渐蓬勃开展到了现在的32位300M的高 速单片微型计算机管理系统。在数字单片机使用领域，由于数字单片机拥有容积小、 控制能力好、功耗小、对环境的适应性好、应用操作灵活多样强和使用方便的特性, 用数字单片机就能够组成形式多样的生产管理系统、数据采集系统、信息通讯网络 系统、数据分析监测控制系统、无线传感网络系统、测控网络系统、人工智能以及 应用系统。例如生产流水线的车间智能控制，楼梯智能控制、各类报警系统，与电脑 直接连接的二级控制器等等。为优化人工补漆成漆的效果，解决大量漆雾和有害气 体对人体产生的危害，通过研究国内外研究成果和进行相关的仿真实验过程，文章阐 述了利用STM32单片机设计工业钢管件自动喷涂技术的系统设计过程，设计了一款 自动喷漆装置，分析了工业钢管件自动喷漆装置效果和技术方案，该成果具备喷漆更 均匀、成漆效果更好、高防锈性能、高装饰性，以适应在未来更高的环保标准下，完 成高质量的汽车车身喷漆的要求。该论文有图8幅，参考文献29篇。关键词:stm32单片机;自动喷漆;系统设计AbstractSingle chip computer is a kind of integrated circuit chip, is a data processing capability of central processor CPU random memory RAM, read-only memory ROM, multiple I / 0 port and interrupt system, timer / timer and other functions (may also include display driver circuit, pulse circuit width modulated circuit, analog multiplex converter, A/D converter, etc.) into a small and perfect microcomputer system on a silicon chip, widely used in the field of industrial control.From the 1980s, from the then 4-bit,8-bit single chip computer, to the current 32-bit 300M high-speed single chip computer.In terms of SCM application, it has small size, strong control function, low power consumption, strong environmental adaptability, flexible expansion and easy to use, it can constitute various forms of control system, data acquisition system, communication system, signal detection system, wireless sensing system, measurement and control system, and robot application control system.For example, the intelligent management of factory assembly line, intelligent control, various alarm systems, and computer networking constitute a secondary control system.In order to optimize the effect of manual paint, solve the harm of paint fog and harmful gas to human body, by studying the research results at home and abroad and the simulation process, this paper describes the STM32, designed an automatic painting device, analyzes the effect and technical scheme, the results have more uniform paint, better paint effect, high rust performance, high decorative, to meet the requirements of high quality paint in the future./ADC求平均值ADC12，次数uint!6_t ADC_Average(ADC_HandlcTypcDcf* hade , uint!6_t times)(uinl32_t temp_val=O;uint!6_t i;for(i=0; itimes ; i+)(temp_val+=HAL_ADC_GetVakie(hadc);HAL_Dclay(10);)return temp_val/times;)/* USER CODE BEGIN PV */uint32_t ADC_Value16;定义 ADC 采集数字值 uint8_t i;循环变量uintl6_t ad 1，转换模拟电压量/* USER CODE END PV */* USER CODE BEGIN 2列HAL_ADC_Start_DMA(&hadc 1, ADC_Value,32);以 DMA 方式开启 ADC /* USER CODE END 2*/while (1)(/* USER CODE END WHILE */* USER CODE BEGIN 3*/ for(i =0,adl=0;instance = htim2.Instance)HAL_GPIO_TogglePin(LED_GPIO_Port, LED_Pin);)/* USER CODE END 4*/#include uintl 6_t display_temp 100;sprintf(char*)display_temp,temp:%d,temp);LCD_ShowString(20,20,display_temp,l 2);5.结语喷漆生产线在引进r自动喷漆机器人之后，工作人员就需要借助人眼看到零件的种 类等信号,来自动设定喷漆机器人的工作参数，并合理设定要完成所加工零件的工序 参数,而人工设定不但会影响生产线的制造效果，并且也极易错误。由于在喷涂及制 造环境中产生了大量灰尘、高温高湿、化学腐蚀和能见度极差等的实际状况，导致 条码自动识别(RFID)技术长期无法有效应用。RFID技术相比于条形码(Barcode)技 术来说具有很多优势，比方标识距离较远、标识后并不要求标签的视觉上可见、更 易于在恶劣环境中应用、数据大小可改变、可以批量读取多种标记、可以标识高速 移动物体、数量大、不易于仿制等。为此，利用超高频RFID工艺技术完成自动喷漆 工艺生产线上重要施工的采集,并与智能化产线及喷涂机器人控制系统有效配套，解 决了现在整个系统中问题，大大提高了喷漆工厂采集的可信度和准确度，大大提升了 工作效率。自动采集喷漆环节的工件设计码与喷漆施工的机型码等信息内容，基于 stm32单片机的自动化制造工艺技术为智能化喷漆奠定了信息技术基石;信息技术整 合感应器科技、智能化科技和RFID科技，完成喷漆工厂的全流程智能化，到达了真 正的两化融合;喷涂RFID工厂的智能化，大大减小了现场人员,有效减低货防止粉尘 及油漆对人体的伤害;大大提高了公司的产出经济效益，缓解了劳务力度,减低了失误; 进一步提高了公司的信息化水平。由于大规模的电子集成电路的应用，自动喷漆装 置在当今工业生产流水线中独占鳌头。The paper has 15 figures,26 tables, and 160 references.Key words:Single-chip machine of stm32; automatic spray painting; system design目录 摘要I目录V1绪论11.1 概述12浮选柱实验研究72.1浮选柱研究现状73浮选柱的旋流场结构213.1 浮选柱分选机理21浮选柱选流场256浮选动力学71柱体背压的影响716.1 循环矿浆压力的影响72循环矿浆量的影响768结论107参考文献111翻译局部.115ContentsAbstract IContents VIntroduction 1 1.1 Introduction 1Experiment Research of Column Flotation 7Present Research of Column Flotation 7Structure of Cyclonic Field of Column Flotation 212.1 Separation Mechanism of Column Flotation 21Cyclonic Field of Column Flotation 256 Flotation Kinetics of Column Flotation 71Influence of Back Pressure 716.1 Influence of Pressure Circulating 72Influence of Intensity of Cyclonic Field 768 Conclusions 107References 1111绪论Introduction概述研究目标工、亚钢管件喷涂是指在工业制造所需用的钢管外表上喷射一层涂料起到保护的效果, 钢制管件喷涂通常使用烤漆，在工厂制造工序中使用。工业钢管件焊后的一个工序 便是涂装，涂料有普通涂料、金属漆和珠光涂料;工业钢管件喷涂工序分为刮油漆、 抛光和喷漆等。喷漆设备对工业钢件涂装质量作用很大,和一般人工喷漆比拟，自动 喷涂设备可以更有效地遥控喷枪的动作、更准确地掌握喷射时间、喷出位置等，其 喷漆效率较高、平稳平安、人员劳动强度较小，节约涂料、减少排放、效益显著等 特点，故自动喷漆的喷涂质量更高。目前，工业钢管件补漆技术常常是人工补漆，成漆 的效果往往和技术人员工作经历、工人经验有关，涂料在使用的过程中往往会生成 大量的漆雾和有害废气，对人身健康产生影响。由于人工补漆技术有着此类缺点，因 此,为了解决因喷涂技术人员经验缺乏导致的喷涂质量问题，文章提出了工业钢管件 车身自动喷涂设备的研究与技术方法，具有成漆效果好且对空气进行净化等技术优 势。1.1.1 研究背景 目前三十二位单片微型计算机的使用愈来愈普遍,各种教程也开始盛行，因此本文将 给大家推荐经典的三十二位单片微型计算机。STM32代表ARM Cortex-M核心的 三十二位嵌入式微控制器,具备了效率高，即时性好，低功率,便于在低电压运行等优点, 而且还便于开发。系统按内部结构划分，主要包括STM32FIO3“强化型”系、 STM32F101”基础型”体系、STM32F105、STM32F107”互连型”体系。其中，扩展型 系统的频率已超过了七十二MHz,是所有相关系统中性能开展最快的系统;基本型的 时钟频率为三十六MHz,在十六位产品的低价位下获得比十六位产品明显增强的特 性,是三十二位产品使用的良好选择。二种系统均内置三十二K到一百二十八K的单芯片，但有所不同的是SRAM的最大 容量和外设端口的组成。当时钟工作频率为七十二MHz时，由单芯片执行代码，而 STM三十二功率为三十六MA时，是当时三十二位市场上功率较低的产品，相当于零 点五MA/MHz核心:ARM32的COrtex-m3CPU,最高工作频段为七十二 MHz,1.25DMIPS/MHzo单循环加减法和硬件分划。内存:片材集成,32-512KB的 Flash内存。6-64KB的SRAM内存。时钟、恢复和电源管理20-3.6V的电源供电， 和I/O端口的驱动电流。上电复位(POR)、掉电恢复(PDR)和可编程的电流检测器 (PVD)o 4-16MHZ的晶体振荡器。内嵌在出厂前调校的8MHz RC振荡集成电路。 内置40 kHz的RC振荡集成电路。使用CPU时钟的PLL。带校准的RTC的32 kHz的晶体振荡器。1.2 国内外研究现状目前在国内外，喷漆作业大局部是靠工人手工进行，喷漆的产品质量受工人技术影响 明显，这不但造成人工本钱过大，而且喷漆作业环境条件往往非常糟糕,各种油漆对身 体影响极大，长时间工作极易引发各类病症或者食物中毒。于是，喷涂作业的自动化 就变得非常关键。在基于单片机的自动化系统开发领域，国内外许多专家提出了很 多精彩的研究成果。张智勇，曹颖，刘梓博，王晓玲等(2022)共同研制了采用STM三十二单片机的智能家居 设计控制系统。硬件结构局部全部采用了 STM三十二单片机，并设置了主回路;软 件设计时采用自动检测家庭环境信息并进行即时上传云端，实现智能家居检测技术。 仿真试验证明，该技术在普通家庭和复杂家庭中均具有很好的检测准确度和即时上 传云端能力。王瑞鹏，段奇凯，高程，朱美芬，刘欢(2022)以STM三十二为主控芯片，利用RFID读卡 器时RFID卡实现无限循环读写，以及利用人体的热释电红外感应器对周围温度进行 监测、判别，只有当同时符合上述二种要求，才会将其确认为钱包并未损坏，由此来完 成了钱包防盗功用。利用TTS语音警报器和STM三十二单片机连接,完成支付宝钱 包的及时告警系统，最快捷地提示失主，极大降低经济损失。试验显示,该系统反响灵 敏，平安特性高，告警准确。徐江莉，康家林,姚传安(2022)基于STM32单片机的水环境监测系统，由采集信息电路 和运算放大电路等信号处理模块、模拟信号量转换成数字信号量的转换模块和LCD屏屏幕显示数据模块组成，选择E201-BNC型PH电极、PH复合电极酸碱度电 极、PH探头等识别淡水源的PH值，生化需氧量BOD传感器显示淡水源中重金属 种类和数量。测量数据通过串口显示到LCD屏幕上，同时显示数据通过USART通 信WIFI模块上传到服务器，以实时监控水资源的动向状态。杨恒敏教授(2022)以STM三十二单片机作为控制系统的内核实现了智能家居控制 器的设计。系统的主要芯片选择为STM32F103RCT6,单片机最小系统为集成电路 的正常工作提供保证，外设语言识别电路、蓝牙通讯电路、液晶显示电路及其各种 传感器电路等，可以利用软件编制一定的程式，完成串口通讯和语言识别等各种功能， 并通过收发语音，完成对系统各局部的管理，所有模块的工作状况都能够即时地在液 晶显示屏上呈现,系统操作简便，功能齐全，能够有效改善现代居家生活质量。贺佩(2022)首先介绍了整个控温系统的设计思路,然后从温度采集以及逻辑控制两个 方面对其硬件局部设计进行分析，最后对系统软件局部进行设计，最终到达提高控温 系统精度、降低损耗、提升电路工作效率及其可靠性的目的。紧张力，赵钢，俞文波,张慧颖(2022)以STM32F103单片机为基础的一种集合人体心率、 血氧、腹围等卫生指标检测于一身的仪器。系统拥有心速监测模组、体温监测模组 和Wi Fi通信模组，能够即时将收集到的数据至上位机,并辅以报警系统方便于疾病 常态化预防应用。试验显示，该系统具备精确、性价比高等优势,具备使用示范意义。 罗靖松，陶妍敏彳余涯鑫，李航，邓婷婷等(2022)将基于STM三十二设计的变频式翻身 压性损伤防治床，运用在长时间卧着病人对压性损伤的防治中,能有效提高对压性损 伤的防治疗效，并大大地提升了病人和护士的生活满意度和护士的效率。Ma Jiahao,Wu Dong,Huang Muhuan(2021)分析了检测系统的总体设计方案，然后从硬 件和软件两个方面阐述了检测系统的设计和实现。该系统的预期功能是检测汽车内 部环境中的温度、湿度和PM2.5值，并将检测结果显示在液晶显示器上。无线传输 可以通过HC-06蓝牙模块实现，而无线传输该模块需要与移动设备一起使用。如果 检测到的PM2.5值不在有限范围内，蜂鸣器将响，并伴随LED灯。1.3 研究方法最早的汽车喷漆工作大多通过人工喷漆完成，但喷涂的油漆中通常都带有大量危险 的化学物质，这对喷漆技术人员的人身健康也会产生严重的负面影响,但通过自动喷 涂设备就能够防止喷漆技术人员直接接触大量化学物品。此外，由于现代社会的迅 速开展，人们对于汽车的美观性和实用性能都有很大的需求，传统人工喷涂的生产方 式已无法适应现代汽车装饰工艺开展的需要，而自动喷涂装置那么在极大程度上克服 了传统人工喷漆的缺点，因此，更多汽车专业人士参与到汽车自动喷涂技术的研究工 作中。对于工业钢管件方面，目前最常见的两个雾化方法为高速旋杯离心雾化和空气雾化。 空气雾化主要包括无静电空气喷涂和静电空气喷涂两类，高速旋杯离心雾化主要适 用于静电喷涂罩光清漆。空气雾化喷涂附着率比拟低，一般有30%左右，而高速旋杯 静电喷涂雾化效果比空气雾化效果好，其附着率有85%以上。由于汽车应用的金属 闪光漆比拟多，因此，提高金属闪光漆的附着率是当今喷涂领域共同研究的问题。自动喷漆装置一般都是用来喷涂工业钢管件的外部外表，不管是往复式空气喷涂设 备，还是高速旋杯式喷涂装置都是由自成体系的侧喷机构与顶喷机构组成。每个往 复空气喷涂装置,都是由两个侧喷机构和一个顶喷机构组成，每个高速旋杯一般根据 雾化数量为5-11杯，其中通常有3个顶喷机构，其余为侧喷机构。为了减少漆雾对设 备的污染，延长喷涂设备的使用寿命，防止机件及相对运动可能会给车身造成污点及 机件的摩擦火花产生危险，喷涂设备由内置式向外置式开展，尽量减少室外机件和室 内部件的相对运动。自动喷涂设备大多采用变频电机或伺服电机作为驱动电机，由于科技的开展,变频技 术和测控技术也得到了快速的应用，这两种电机能满足高精度准确的喷涂运动规律 的要求。随着技术日趋完善，由硬同步控制向软同步控制转变，单驱动形式向双驱动 形式转变，从而提高了机器设备的可靠性。研究结果说明，本文设计的汽车车内环境 检测系统具有创新性。与目前同类产品比拟，具备使用简便、系统平稳、响应快速 等优势，基本实现设计需求的大局部功能，具备相应的实践使用参考。2 .系统设计本系统主要搭载了基于Keil软件的深度学习框架进行视觉识别，利用STM32嵌入式 单片机作为微控制器进行功能拓展。对于工业钢管件的喷漆过程，主要由上料、喷 涂、烘烤、下料四大主要过程所构成。论文拟开发设备将实现当工件上料，工业钢 管件在产业链条的传动下自动按匀量供弹至喷涂区时，利用喷头自行喷漆，且工件在 喷涂的温度范围内完成自转，在喷涂完成之后,工件将进入到高温的烘烤区，并利用具 有PID控制设备的控制式热风机来调节作业温度，从而使油漆迅速的干结成型并开 始下料。为了使工件涂料的厚薄满足所要求的工艺需要，工件可以通过反复循环进 入到喷漆区完成喷漆，这样使工件的外表层可以完全涂抹上绝缘漆，从而使涂料到达 了一定的厚度。然后通过串口，把经过处理后的数据传给了 STM三十二单片机，经 过单片机对数据作进一步处理后控制步进电机与舵机运转，实现喷涂漆料的自动识 别和自动操作，以及LCD显示屏的显示功能,最终实现工业钢管件，还可在喷漆装置 上外加对射红外开关进行满载检测。工艺流程图如图1所示。图1图2吊装链式传动方案本文中使用的是以链条驱动的机械传输方式，如图二所述，利用电源驱动主动链轮的 运行，再通过控制四个链轮实现机械输送链进行循环运动，并利用与治具和机械调节 架之间的摩擦完成工件外表360。的外表涂覆工作,如图三所述。3 .硬件结构设计工业钢管件喷漆控制系统整体装配如图4所示。图41装置的自然本体;2进风机;3第一个滑槽;4-第一个电动曲柄滑块;5第二滑 槽;6第二电动曲柄滑块;7电动升降拉杆;8旋转喷头:9漆盒;10自动化水 泵;11风机;12进风口温度;13水泵;14进风机支架;15排出口;16空气净化 箱;17吸附层;18出气口。图53第一滑槽;6-第二电动曲柄滑块;7电动升降拉杆;8旋转喷头。工业钢件的自动喷涂设备，分为装置本体一，装置木体一的顶壁之间固定安置有进风 扇二，进风扇二和装置本体一的顶端之间均紧固安置有滤网，装置本体一的内室左右 二个内壁之间均紧固安置有第一滑槽三，在二个第一滑槽三内表而均滑动连接有第 一电动曲柄滑块四，在二个第一电动曲柄滑块四的相对面均固定连接有第二滑槽五， 第二滑槽五的外外表均滑动连接有第二电动曲柄滑块六，第二电动曲柄滑块六的底 面均固定安置有电动升降杆七，电动升降杆七的底面均紧固安置有旋转喷嘴八，旋转 喷嘴八的数量均不少于二个，且为电动升降杆7、第二电动曲柄滑块六和第二滑槽五, 且与第一滑槽三和第一电动曲柄滑块四的数量均为1:2对应。装置本体一左侧内室的底壁固定安装有漆箱九,在漆箱九的上部固定安装有右侧与 漆箱九相通，且在左侧与旋转喷嘴八相通的水泵十，在水泵十的左右侧二端均连接有 管道,且左边管道贯通并伸入至漆箱九内，而右边管道那么与旋转喷嘴八相通，在装置本 体一的右边内室底壁固定安装有风机十一。风机十一的左侧连接有与装备本身一内 腔连接的进风口温度十二，进风口温度十二与风机十一中间也经过风管相连,在风机 十一的上部设置有与装备本身一固定相连的水箱十三,在水箱十三与排水出口十五 中间以及在水泵十三与空气净化箱十六中间也都经过风机支架相连，风机11的上部 连接有嵌入水泵十三内室下部的进风机支架十四，水泵十三的左侧连接有贯穿和延 长至装备本身一外侧的排水出口十五，在出水口温度十五和水泵十三中间设置的水 阀。水箱十三上部连接有与安装本身一固定相连的空气净化箱十六,在空气净化箱 十六内腔中设置有吸收层十七，吸收层十七的总量不少于三点,并均匀的散加在空气 净化箱十六的内腔中，且与内腔壁紧紧贴合，在空气净化箱十六的上部连接有贯通并 伸展于安装本身一外侧的出气口十八，如图4一图5所示。该车身自动喷涂设备，通过装置在自然本体一的内腔中装有第一个滑槽三，在第一个 滑槽三内的均滑连接有第一电动曲柄滑块四，第一电动曲柄滑块四联接有第二滑槽 五，第二滑轨五的滑动联接有第二电动曲柄滑块六，在第二电动曲柄滑块六的底面安 置有电动升降杆七，电动升降杆七的底面固定安置有旋转喷嘴八，做到了从各个珀度 均和平地面对工业钢管件进行喷涂，而机械喷涂并没有产生因人工补漆所造成的喷 涂外表不平整和成漆效果较差的问题。通过在安装本身一的顶壁固定装置上的进风扇二，能够把漆雾和有害废气吹至安装 本身一的内室下部，并且乂防止了漆雾飘至滑块与滑轨之间的连接，长期累积后危害 正常运行的问题。设备本体一的内室下方安装有风机十一，风机11的左侧连接有进 风口温度十二，风机11的上部安装有水泵十三，风机11的上方连接有插入水泵十三 内室下方的进入口风机支架十四，水泵十三的左侧连接有排出口十五,水泵十三上部 连接有净化箱十六，净化箱十六的内腔安装有吸附层十七。净化箱十六的上方连通 有出气口十八，装置本体一内腔中的漆雾和有害气体被风机十一通过进风口温度十 二吸入水箱十三内，空气的漆雾也会沉降到水箱十三的水中，而不溶于水中的有害气 体那么会不断流入净化箱十六，通过净化箱十六内的多层吸收层十七对有害气体进行 吸附，吸收后的废气经过出气口十八排放。水箱十三中的废气经由出水口十五排放, 解决了补漆的效率和工程人员的工作经验有关的问题,而且涂料在使用的过程中也 会生成大量的漆雾和有害废气，对人类健康产生影响的问题。4 .软件仿真设计基于stm单片机的软件设计原理图：图6图7图8局部程序代码本系统设计的软件局部使用了 C语言程序设计，并利用卜i作为程序设计环境。系统 主程序主要分为初始化服务过程、中断服务过程，以及各个功能模块子进程等。首 先先界定好硬件回路的接口，接着完成了延时函数设计工作，接着设定好中断的优先 级别，并显示所有模块的初始化函数，再接着界定了控制函数，而控制器函数的主要功 能就是设定所有电器控制局部的状态，利用最简易的逻辑控制,即可完成对工业钢管 件自动喷漆装置设备状态等的监控功能，系统main主程序局部主要包括：/* USER CODE BEGIN Includes */#include /* USER CODE END Includes */* USER CODE BEGIN PTD */int fputc(int ch, FILE *f)/printf 函数重定向HAL_UART_Transmit(&huart2,(uint8_t *)&ch,8, HAL_MAX_DELAY );/huartl 需要 根据你的配置修改return ch;)int fgetc(FILE *f)scanf 函数重定向(uint8_t ch;HAL_UART_Receive(&huart2,(uint8_t *)&ch ,8, HAL_MAX_DELAY );/huartl 需要 根据你的配置修改return ch;1/* USER CODE END PTD */* USER CODE BEGIN PV */uint!6_t AD_Value =0;/* USER CODE END PV */* USER CODE BEGIN WHILE */while (1)(/* USER CODE END WHILE */* USER CODE BEGIN 3*/HAL_ADC_Start(&hadc 1);HAL_ADC_PollForConversion(&hadc 1,50);AD_Value = HAL_ADC_GetValue(&hadc 1);printf(nADC_Valuc:%dt,AD_Value);printf(nADC_Volt:%.4fnn,AD_Value*3.3f74096);HAL_Delay(1000);) /* USER CODE END 3*/