基于单片机的振动检测系统研究(附程序代码)(任务书,开题报告,外文翻译,论文10000字,程序代码)
摘 要
在现代机械和现代工业中，振动监测，信号分析是十分重要的环节，但是传统的机械式仪表检测方法步骤繁多，导致检测工作费时费力，随着传感器技术和单片机技术的发展，采用传感器技术，单片机技术实现振动信号检测与分析逐渐成为新的发展方向。
为此，本文研究基于单片机的多路振动监测系统，其主要内容包括：(1)针对目前振动监测技术在国内外的现状与需求进行了分析，提出了基于Stc12单片机的振动频率检测系统，针对测量系统中振动点方向判别的需求，进行了多传感器模式的设计(2)选择合适的传感器，分析了压电传感器的工作原理，建立了压电传感器等效机械系统，基于二阶质量弹簧系统建立了电荷灵敏度方程；(3)制定了数据采集、数据比较、数据显示等模块的设计方案、构成及实现方式；进行了测量系统的软硬件设计，包含主要电路设计；进行了数据接收和显示的逻辑流程等；(5)基于自制模拟振动平板进行了与功能对应的实验，验证了本文设计方案在检测振动频率，方向等方面的有效性。
本文的研究针对振动检测的现实问题，建立了基于单片机的的振动频率检测系统，提出了压电传感器二阶质量弹簧系统模型，并设计了相关实物进行了验证实验，对检测振动频率与方向有一定的应用意义。
关键词：单片机；多节点；频率测量；方向判断
Abstract
In modern machinery and modern industry, vibration monitoring and signal analysis are very important links. However, there are many steps in traditional mechanical instrument detection methods, which lead to time-consuming and laborious detection work. With the development of sensor technology and single-chip technology, sensor technology and single-chip technology are used to detect and detect vibration signals. Analysis has gradually become a new direction of development.
Therefore, this paper studies multi-channel vibration monitoring system based on single chip microcomputer. The main contents are as follows: (1) in view of the current situation and demand of vibration monitoring technology at home and abroad, the vibration frequency detection system based on Stc12 microcontroller is put forward, and the multi transmission is carried out in view of the demand of the direction discrimination of the vibration point in the measurement system. The design of the sensor mode (2) selects the appropriate sensor, analyzes the working principle of the piezoelectric sensor, establishes the equivalent mechanical system of the piezoelectric sensor, and establishes the charge sensitivity equation based on the two order mass spring system. (3) the design scheme, composition and Realization of data collection, data comparison, data display and so on are formulated. The design of the software and hardware of the measurement system is carried out, including the main circuit design, the logic process of receiving and displaying data and so on. (5) the experiment based on the homemade simulated vibration plate is carried out with the function, which validates the effectiveness of the design scheme in detecting the frequency and direction of the vibration.
In this paper, a vibration frequency detection system based on single chip microcomputer is established for the real problem of vibration detection. The two order mass spring system model of piezoelectric sensor is proposed, and the related object is designed to verify the vibration frequency and direction.
Key words:single chip microcomputer; multi node; frequency measurement; direction judgement
研究内容及章节安排
本文主要设计基于stc12单片机[4]，并通过压电传感器进行检测振动频率，该系统通过在平台上模拟振动的发生，利用压电传感器检测振动，利用单片机外部中断，定时器计算每秒中断几次，求得瞬时频率，达到对某一时间段，某次敲击所产生的震动频率变化进行测量的目的，并对各路频率值进行比较，判断振动所在的方向。然后向lcd1602液晶传输数据，终端接收到数据后通过液晶显示屏进行显示等操作[5]。
本文分为六个章节，各章节的安排内容如下：
第一章绪论
主要阐述了本课题的研究背景、研究意义、振动检测的发展现状，以及未来振动检测的发展趋势，简要叙述了本文的内容编排。
第二章系统方案设计
本章主要叙述了该系统的硬件需求、软件需求，经过需求分析后得出的总体
方案设计，给出直观的振动频率系统框图，然后根据需求确定各个模块的选型及理由，并对每个模块的功能实现提出技术方案。
第三章系统硬件设计
本章详细叙述了振动检测系统各个硬件部分的设计，包括传感器模块、显示模块，单片机模块等。
第四章系统软件设计
本章主要叙述了软件的设计逻辑，包括主控系统流程、数据处理与lcd显示等。
第五章 实物的制作与调试
本章主要根据之前的系统软硬件设计进行模拟仿真，并进行实物的制作，调试。
第六章 总结与展望
对本文的研究成果进行总结，并结合研究情况展望系统中可以优化的地方。
目录
第1章 绪论 1
1.1课题研究背景 1
1.2研究的目的及意义 1
1.3国内外研究现状 1
1.4研究内容及章节安排 2
第2章 系统方案设计 4
2.1硬件需求分析 4
2.2 软件需求分析 4
2.3 系统总方案设计 4
2.3.1 主控芯片 5
2.3.2测量模拟平台与传感器 5
2.3.3显示屏 6
第3章 系统硬件设计 7
3.1 核心控制器件 7
3.1.1 STC12C5A60S2单片机简介 7
3.1.2 STC12C5A60S2单片机的A/D转换介绍 7
3.1.3 晶振电路简介 8
3.2 显示电路 9
3.3传感器模块 11
第4章 系统软件设计 14
4.1 系统主程序模块 14
4.2 液晶显示及方向判断 14
第5章实物的制作与调试 15
5.1 实物的制作 15
5.2 电路的调试过程 15
5.2.1 四路振动频率功能调试 15
5.2.2 电路的调试结果分析 17
5.3 调试过程中遇到的问题及误差分析 17
第6章 总结与后续工作 19
6.1 全文总结 19
6.2 存在的不足与后续工作 19
参考文献: 20
致谢 21
附录1：程序代码 22
附录2：硬件总电路图 35
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