基于STM32的故障电弧检测装置设计

检测负载电流信号特征是判断低压配电线路中是否发生电弧故障的有效方法之一。依据国家标准GB/T 31143-2014《电弧故障保护电器(AFDD)的一般要求》,搭建模拟串联故障电弧实验平台,研究故障电弧发生时电流波形的特征,并采用db4小波函数作为小波基函数,对降噪后的电流波形进行小波分解重构,提取小波高频分量,计算小波高频分量的周期方差值,将周期方差值作为主要特征值来进行电弧故障检测;为了在硬件上验证该检测算法的可行性和有效性,将电弧故障检测算法移植到STM32平台,设计了基于STM32的故障电弧检测装置,该装置可以实现电流信号采集、数据处理和串联电弧故障检测识别功能。在以阻性负载、LED灯、吸尘器和微波炉为屏蔽负载的实验结果表明,该装置能够检测出串联电弧故障,且可靠性高,不会在没有产生故障电弧的情况下产生误判。     

基于STM32F407的以太网通信模块设计

物联网的大规模形成和高速发展,使得基于以太网通信的嵌入式系统开发成为物联网应用的一个实际课题。本论文设计了一种以STM32F407作为主处理器的以太网通信模块;利用32位闪存微控制器STM32F407与以太网模块CH395实现串口通信;采用CH395控制芯片内置的TCP/IP协议栈与上位机LabVIEW客户端建立数据通信,并实时发送测试数据进行实验研究。实测结果表明：基于STM32F407的以太网通信嵌入式系统工作稳定,数据传输可靠,能够满足系统设计需求。     

基于STM32植物动态离子流信号检测系统设计

溶液中无机盐离子的定向流动会产生微弱的电压信号,通过检测电压信号可以计算离子的浓度、植物根系吸收离子的速度,进而获取植物的生理信息。对植物动态离子流信号检测系统进行设计,采用STM32F103ZET6作为主控芯片,利用极低偏置电流放大芯片和高共模抑制比差分放大芯片,给出了信号放大、滤波处理和数据采集电路,对系统噪声来源进行分析,提出了降低噪声的方法,并通过STM32进行A/D转换,把转换数据传输到上位机。该设计实现了植物动态离子流信号的检测,得到了离子在溶液中的流速。     

基于STM32F407的高压输电线电磁检测系统设计

针对输电线的结构特点,采用涡流检测与漏磁检测相结合的电磁检测方法,设计了一套以高速ARM微控制器STM32F407VG为控制核心器件的高压输电线电磁检测系统。介绍了系统采用直接数字频率合成DDS技术的涡流激励信号产生模块、采用锁相放大技术的涡流信号提取模块、采用差动测量技术的漏磁检测模块、A/D模数转换模块等。上位机程序采用LabVIEW虚拟仪器设计,并通过USB总线与系统进行实时通信。整个系统具有实时性强、易于集成和重构的特点。     

基于STM32F4的电机控制系统设计

为改善步进电机堵转、失步、超步等问题,提高步进精度,使步进电机能够快速准确定位,提出基于STM32F4微控制器的步进电机控制系统设计。通过改变PWM输出定时器的预分频值控制电机转速,直线阶梯形升降速算法实现调速;采用DMA方式控制电机脉冲数量,实现位置精确控制。实验以及实际应用情况表明,阶梯形升降速算法以及DMA方式位置控制算法能够满足一般要求,系统误差为±0.01度。系统精确度高、性能可靠、扩展性强,具有较高的应用价值。     

基于STM32的多网络人防警报终端设计

传统人防警报系统一般采用单一途径触发方式,实时性和可靠性易受限制,据此设计了多种远程方式控制警报的终端,采用STM32作为主控芯片,外围集成包括移动通讯、固话、有线以太网络三种技术途径触发多种警报,三种途径的仲裁采用先到先触发的兼容方式,并给出了终端的架构及内部设计运行原理,充分发挥了不同网络在不同环境下的优势,保障了不期灾害发生时警报的实时快速预警,同时对状态信息进行反馈,经实际使用测试,系统稳定,实时,可靠性强,为破坏性灾害发生时的成功预警提供了一种可靠方法。     

基于STM32的简易数字示波器设计

随着科学技术的发展,示波器已成为电路调试测试的必备仪器之一,其发展速度和应用远超其他测量仪器。本设计完成基于Cortex-M3内核单片机设计的数字示波器,硬件电路设计主要包含STM32F103RCT6单片机最小系统、信号调理电路、TFT液晶屏显示电路、按键电路,电源电路;软件设计主要包含模数转换处理编程、TFT液晶屏波形显示编程、按键功能控制编程和数据算法处理编程^[1]。系统信号调理电路将输入信号衰减、限幅、叠加,最后输入单片机自带的模数转器中,将模拟量转换为数字量,最后经过单片机转换处理,通过液晶屏将采集到的波形信号显示出来。系统设计具有功耗低、体积小、成本低等特点,具有一定的应用前景和研究价值。     

基于STM32F电气火灾无线红外测温系统的设计与实现

为进一步提高电气火灾探测系统的探测精度及响应时间,在传统电气火灾探测系统的基础上,设计了基于STM32F的无线红外测温系统;该系统采用红外测温技术,探测出电气配电箱内各线路的温度信号;通过微处理器实时采集温度信号及A/D转换后的数据,进而进行数据处理和算法分析;并利用ZigBee无线网络技术组建检测网络,实现温度数据的可靠传输;实验结果表明:电气火灾无线红外测温系统精确度高达99.37%,灵敏度高,响应时间为20.5 s,能精确监测电气配电箱内温度,预防电气火灾的发生。     

基于STM32的雷达信号跟踪控制系统设计

为了保证航空器运行过程中,天线能够实时的对准行航空器,保证通讯的正常,本文设计了一种基于STM32的雷达信号跟踪控制系统。使用STM32F407IG控制芯片作为信号跟踪控制系统的处理器,通过处理来自接收机的方位差电压ΔA信号和俯仰差电压ΔE信号,控制步进电机的转动,实现对天线运动状态的控制,保证天线能够实时对准航空器。STM32F407IG自带的定时器提供了PWM脉冲功能,可以通过给步进电机驱动器发送脉冲命令来实现对电机的运动控制。为了保证运动的可靠性,系统使用了旋转变压器形成闭环控制。     

基于STM32的凝结水液位监控系统的设计与实现

为降低PLC控制单容器液位控制系统的设计难度及成本,本系统选用STM32和STC89C51分别作为上位机与下位机的处理器,设计了基于Modbus-RTU协议的液位监控系统;实现了数据实时采集、显示与报警功能;采用PID算法很好的实现了凝结水液位恒值控制,满足了设计要求;最后给出了系统的实物图和测试结果。实验表明,该系统经济实用,抗干扰能力强,可以在工业控制中广泛使用。     

基于STM32的建筑物接地电阻检测仪的研制

针对目前建筑物接地电阻检测装置存在的缺陷,提出一种基于STM32的建筑物接地电阻检测的系统方案。该方案根据三极补偿原理,采用嵌入式系统控制的主从机软硬件实现接地电阻的精确测量。检测系统包括交流合成、信号采集和数据处理三部分。检测系统由STM32控制产生频率精度高、波形稳定的交流电流注入接地网,对地网中的电压电流信号经带通滤波、差分放大、同步AD转换、FFT处理得到精确地接地电阻值。本检测系统能够提高检测精度以及检测效率,实现检测工作的智能化。     

频率自动跟踪超声波电源设计

针对超声波电源工作时负载状态改变,换能系统产生谐振漂移的问题,提出了一种基于STM32的频率自动跟踪超声波电源的设计。电源逆变电路采用带辅助网络的全桥结构,阻抗匹配电路选择了一种改进型的T型匹配网络,应用PWM移相调功技术控制电源的输出功率,通过数字鉴相技术得到电压电流的相位差作为电路谐振状态的反馈信号,结合STM32主控制器进行PI控制,调节PWM波的输出频率使电路始终工作于谐振状态,实现了谐振频率的自动跟踪。最后基于该设计方案,实际制作了一款应用于超声波清洗仪的电源,并通过实验验证了该电源具有输出功率稳定,负载适应性强,输出频率自动跟踪等特点。     

基于嵌入式系统的搬运机器人设计与路径规划研究

为了解决目前工业搬运机器人发展的需求问题,设计了一款基于嵌入式系统的搬运机器人。该型搬运机器人的循线采用的是一种七路灰度传感器,并通过设计的一种蓝牙模块将灰度信息发送到手机端,从而简化了循线时的调试,具有创新性。搬运机器人前端安装有颜色传感器用以区分不同种类的物料。电机控制部分设计了一个PID闭环控制系统,通过PWM脉冲宽度调节来控制电机的转速。然后,针对模拟场地提出了一种路径规划算法,并通过设计的搬运机器人进行了实验测试与分析,验证了该方法的准确性和有效性。     

基于STM32F的企业楼宇节能控制系统设计

针对企业楼宇耗电量严重的问题,研究设计了基于STM32F的楼宇节能控制系统。该系统采用红外传感模块统计楼宇内人数,使用光控模块采集光照度,通过微处理器实时采集人数和光照强度信号,然后进行数据处理和算法分析,从而实现楼宇照明灯具的自动控制;同时采集用电电器的工作状态信息,若电器长时间处于待机状态,系统将会自动切断其供电电源。实验结果表明：企业楼宇节能控制系统提高了电能利用率,实现了楼宇的低碳节能。     

基于ZigBee和STM32L的罐车液位监控系统设计

针对传统碳硫分析仪单片机控制频繁出现通信中断及接口单一的情况,以TMS320F2806数字信号处理器作为主控单元,设计了24位高精度ADS1224芯片模数转换电路、CH376 USB通讯电路以及W5500以太网通讯电路。在CCS2.0环境实现了TMS320F2806处理器对各功能模块的SPI程序控制。调用CH376 API函数、Socket套接字编程在VC++6.0平台分别测试了USB与以太网双接口数据传输性能。结果表明TMS320F2806与各功能模块电路设计准确、时序控制有效。数据分析的准确性与精密性可以满足在工业环境下铁基合金中碳量与硫量的测定。