基于單片機(jī)的鋰電池極片成型裝置控制系統(tǒng)

基于單片機(jī)的鋰電池極片成型裝置控制系統(tǒng)摘要本論文設(shè)計(jì)了一種基于單片機(jī)的鋰電池極片成型裝置控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)旨在提高鋰電池生產(chǎn)過(guò)程中的自動(dòng)化程度和生產(chǎn)效率。通過(guò)使用單片機(jī)作為主控制器，結(jié)合適當(dāng)?shù)膫鞲衅骱蛨?zhí)行器，實(shí)現(xiàn)了對(duì)鋰電池極片成型過(guò)程的精確控制。首先，論文介紹了鋰電池極片成型過(guò)程的重要性和現(xiàn)有控制方法的局限性。然后，詳細(xì)闡述了系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)和電路連接。單片機(jī)作為核心控制器，通過(guò)與速度傳感器、紅外傳感器和繼電器等硬件組件的連接，實(shí)現(xiàn)了距離和成型速度的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和控制。接下來(lái)，論文描述了系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)。采用嵌入式C語(yǔ)言編程，編寫了相應(yīng)的控制算法和用戶界面。控制算法通過(guò)分析傳感器數(shù)據(jù)，并根據(jù)預(yù)先設(shè)定的參數(shù)來(lái)調(diào)整電動(dòng)執(zhí)行器的運(yùn)行狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)成型過(guò)程的精確控制。最后，論文進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。通過(guò)在實(shí)際鋰電池生產(chǎn)線上的應(yīng)用實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了系統(tǒng)在控制精度、穩(wěn)定性和響應(yīng)速度等方面的優(yōu)越性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該系統(tǒng)能夠有效地控制鋰電池極片的成型過(guò)程，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。綜上所述，本論文設(shè)計(jì)的基于單片機(jī)的鋰電池極片成型裝置控制系統(tǒng)具有良好的性能和應(yīng)用前景。它為鋰電池生產(chǎn)企業(yè)提供了一種可靠且高效的自動(dòng)化控制解決方案，有助于推動(dòng)鋰電池產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。關(guān)鍵詞：鋰電池；C語(yǔ)言；傳感器；

目錄摘要 緒論研究的目的及意義電源是實(shí)現(xiàn)電能變??換和功??率傳遞??的主要??設(shè)備，??是一種??技術(shù)含??量高、??更新?lián)Q??代快、??應(yīng)用需??求高的??產(chǎn)品。??電源已??廣泛應(yīng)??用到能??源、信??息、航??天航空??、教育??、交通??、國(guó)防??等領(lǐng)域??,這些??領(lǐng)域在??當(dāng)今信??息時(shí)代??的發(fā)展??都異常??迅猛，??不可避??免地對(duì)??電源產(chǎn)??業(yè)提出??更高的??要求，??如節(jié)能??、節(jié)電??、節(jié)材??、防止??污染、??改善環(huán)??境、安??全、可??靠、延??長(zhǎng)壽命??、適用??方便等??。這種??大背景??就迫使??電源開??發(fā)、制??造工作??者在電??源研發(fā)??過(guò)程中??不斷探??索，尋??求各種??相關(guān)技??術(shù)做出??合格電??源產(chǎn)品??，以滿??足各行??各業(yè)的??需求，??因此電??源管理??技術(shù)就??應(yīng)運(yùn)而??生。電??源管理??是指如??何將電??源有效??分配給??系統(tǒng)的??不同組??件，這??種技術(shù)??對(duì)于依??賴電池??電源的??移動(dòng)、??便攜式??設(shè)備(??這些設(shè)??備通常??對(duì)電源??的體積??、能量??密度、??可靠性??、使用??壽命等??都有較??高的要??求)至??關(guān)重要??，特別??是便攜??式電子??產(chǎn)品“??。在設(shè)??計(jì)便攜??式產(chǎn)品??時(shí)通常??使用電??池供電??，在使??用時(shí)電??池的狀??態(tài)是用??戶所關(guān)??心的，??因此基??于監(jiān)測(cè)??管理的??智能電??源管理??器就此??誕生并??迅猛發(fā)??展。便??攜式產(chǎn)??品突飛??猛進(jìn)的??背后，??電源管??理技術(shù)??功不可??沒(méi)。經(jīng)??歷了數(shù)??十年不??斷發(fā)展??和完善??，電源??管理技??術(shù)從單??純的分??立器件??系統(tǒng)演??變?yōu)榉??立器件??與微控??制器(??如單片??機(jī))??集成的??綜合系??統(tǒng)。本??文設(shè)計(jì)??一款基??于單片??機(jī)的鋰??電池極??片成型??裝置的??控制系??統(tǒng)，來(lái)??推進(jìn)智??能電源的發(fā)展。最近幾年，全國(guó)各??地絕大??部分省??市惡劣??霧霾天??氣開始??集中爆??發(fā)。P??M2.??5(細(xì)??顆粒物??)濃度??時(shí)常遠(yuǎn)??遠(yuǎn)超出??國(guó)家標(biāo)??準(zhǔn)。經(jīng)??過(guò)相關(guān)??部門的??調(diào)研發(fā)??現(xiàn)，能??源因素??占我國(guó)??PM2??.5??污染問(wèn)??題的五??分之四??左右，??化石燃??料燃燒??排放的??溫室氣??體占全??部溫室??氣體的??百分之??七十以??上?？??以肯定??的是，??霧霾天??氣的集??中暴發(fā)??與我國(guó)??能源結(jié)??構(gòu)發(fā)展??長(zhǎng)時(shí)間??不夠合??理有著??密不可??分的聯(lián)??系。要??想從根??本上解??決霧霾??污染問(wèn)??題，必??須加快??進(jìn)行能??源改革??，調(diào)整??能源結(jié)??構(gòu)，促??使能源??結(jié)構(gòu)不??再以煤??為主，??著力發(fā)??展電能??替代戰(zhàn)略。電力能源居于??能源發(fā)??展的中??心地位??，推進(jìn)??電力能??源替代??燃煤能??源戰(zhàn)略??，保證??電力能??源占終??端能源??消費(fèi)的??比重穩(wěn)??步的提??高，是??優(yōu)化能??源結(jié)構(gòu)??、降低??污染排??放、治??理大范??圍霧霾的有效途徑。國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀2019年周志敏??學(xué)者在??《綠色??電源一??電子設(shè)??備電源??管理技??術(shù)與解??決方案??》一書??中寫道??電池管??理技術(shù)??的發(fā)展??與進(jìn)步??是具有??必然性??的。單??體電池??有一定??的溫度??耐受范??圍，在??實(shí)際應(yīng)??用中如??果體積??過(guò)大，??會(huì)產(chǎn)生??局部的??過(guò)熱，??從而影??響電池??的安全??和性能??。因此??，單體??電池在??應(yīng)用時(shí)??，其大??小受到??了很大??的限制??，動(dòng)力??以及儲(chǔ)??能電池??在應(yīng)用??時(shí)不可??能采用??體積超??大的單??體鉀電??池?；??于現(xiàn)有??的電池??制造水??平和電??池正極??材料，??單體電??池之間??尚且不??能達(dá)到??性能的??完全統(tǒng)??一，在??通過(guò)串??、并聯(lián)??方式組??成大功??率大容??量動(dòng)力??電池組??后，其??苛刻的??使用要??求也極??易誘發(fā)??局部偏??差，進(jìn)??而引發(fā)??安全以??及性能??問(wèn)題。??因此，??為保證??電池的??性能以??及電池??使用壽??命(提??升50??%以上??)，必??須使用??電源管??理系統(tǒng)??(BM??S，B??att??ery??Man??age??men??tS??yst??em)??對(duì)電池??組進(jìn)行??有效且??合理的??管理及??控制。??因此，??對(duì)電池??管理技??術(shù)的研??究和開??發(fā)具有重大意義。2017年徐愛(ài)鈞在《??單片機(jī)??原理及??應(yīng)用-????--基??于P??rot??eus??虛擬??仿真技??術(shù)》一??書中提??到自??20??世紀(jì)??90??年代初??，作為??便攜式??電源最??佳方案??的離子??電池上??市以來(lái)??，離子??電池以??其高比??能密度??及使用??壽命長(zhǎng)??而倍受??重視，??采用聚??合物做??電極和??電解質(zhì)??材料的??研究以??及開發(fā)??尤為引??人注目??。目前??，隨著??便攜式??電子設(shè)??備應(yīng)用??的越來(lái)??越廣、??市場(chǎng)需??求越來(lái)??越多，??作為二??次電池??使用的??鎳氫與??鯉離子??兩種電??池，其??需求量??也隨之??不斷增??加?；??于如此??廣闊的??市場(chǎng)，??全球各??大電池??公司及??廠商為??了在這??個(gè)領(lǐng)域??中取得??先機(jī)，??無(wú)不致??力于開??發(fā)具有??更高能??量密度??、輕量??化、小??型化、??薄型化??、高安??全性、??低成本??與長(zhǎng)循??環(huán)使用??壽命的??新型電??池。在??這其中??，聚合??物鯉離??子電池??以其高??安全可??靠、輕??薄、能??量密度??高，符??合便攜??、移動(dòng)??產(chǎn)品苛??刻要求??等優(yōu)異??特性而??尤為引??人注目??。因此??，聚合??物鉀離??子電池??被稱為??是2??1世??紀(jì)移動(dòng)??、便攜??設(shè)備的??最佳電??源解決方案。2018年Cerati??G,??Elm??er??P,??Lan??tz??S,??eta??在《T??rad??iti??ona??lT??rac??kin??gw??ith??Ka??lma??nF??ilt??er??on??Par??all??elA??rch??ite??ctu??res??Jo??urn??al??of??Phy??sic??s:??Con??fer??enc??eS??eri??es》??一文中??寫下鋰??離子電??池的單??位質(zhì)量??能量密??度以及??單位體??積能量??密度都??是很高??的，即??同樣的??電池質(zhì)??量、同??樣的電??池體積??，在同??樣的負(fù)??荷電流??時(shí)，鋰??離子電??池的兩??次充電??時(shí)間間??隔較長(zhǎng)??，且其??自放電??效率很??低，也??無(wú)記憶??效應(yīng)。??基于這??些優(yōu)點(diǎn)??，其在??便攜式??電子設(shè)??備，如??移動(dòng)電??話、P??DA、??掌上電??腦等產(chǎn)??品的開??發(fā)使用??中始終??占據(jù)優(yōu)??先地位??，但是??其也有??價(jià)格較??昂貴而??造成其??使用范??圍受限??的缺點(diǎn)??。正是??由于鉀??離子電??池在生??產(chǎn)過(guò)程??中的高??技術(shù)密??度、使??用材料??嚴(yán)格、??價(jià)格昂??貴等特??點(diǎn)，因??此對(duì)其??的充電??要求就??必然提??出了嚴(yán)格的要求。2018年P(guān)en??gwe??iH??ua，??Xia??owu??Li??u,J??igu??oY??u,N??aD??ang??，Xi??aow??ei??Zha??ng在??《En??erg??y-e??ffi??cie??nta??dap??tiv??es??li??ce-??bas??ed??sec??ure??da??ta??agg??reg??ati??on??sch??eme??in??WS??N》一??書中寫??道目前??，鉀離??子電池??充電器??常采用??三段充??電法，??即預(yù)處??理，恒??流充電??、恒壓??充電。??這樣的??充電方??案，不??僅保證??了電池??的充電??效率，??在電池??保護(hù)方??面也得到了保障。主要研究?jī)?nèi)容本系統(tǒng)主要設(shè)計(jì)??一個(gè)鋰??電池極??片成型??裝置的??控制系??統(tǒng)?；??于ST??M32??F10??3C8??T6單??片機(jī)通??過(guò)紅外??傳感器??、舵機(jī)??模塊、??液晶顯??示模塊??完成??整套系??統(tǒng)的研??究設(shè)計(jì)??，并在??And??roi??d平臺(tái)??上利用??C編程??語(yǔ)言和??SQL??數(shù)據(jù)??庫(kù)設(shè)計(jì)??完成具??有能檢??測(cè)傳送??帶上物??料情況??、電機(jī)??是否勻??速轉(zhuǎn)動(dòng)??、物料??運(yùn)輸軌??道是否??存在偏??移等信??息以及??數(shù)據(jù)上??傳報(bào)警??在完成??物料傳??輸工作??時(shí)，啟??動(dòng)液壓??切割裝??置完成??一次處??理等功??能的設(shè)??計(jì)，實(shí)??現(xiàn)的成??果為實(shí)??物，并通過(guò)測(cè)試并運(yùn)行。

系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)2.1設(shè)計(jì)方案文獻(xiàn)研究法。??通過(guò)查??閱文獻(xiàn)??來(lái)獲得??研究資??料，對(duì)??系統(tǒng)設(shè)??計(jì)中所??涉及到??的相關(guān)??內(nèi)容進(jìn)??行研究??，初步??構(gòu)想系??統(tǒng)要實(shí)??現(xiàn)的功??能及其??運(yùn)用的??技術(shù)并??搜集相??關(guān)資料??，作為??系統(tǒng)設(shè)計(jì)的素材。功能分析法。??功能分??析法是??社會(huì)科??學(xué)用來(lái)??分析社??會(huì)現(xiàn)象??的一種??方法，??是社會(huì)??調(diào)查常??用的分??析方法??之一。??本系統(tǒng)??通過(guò)功??能分析??法，對(duì)??軟件的??各項(xiàng)功??能進(jìn)行??具體分析，從而明確開發(fā)目標(biāo)。定性分析法??。通過(guò)??對(duì)文獻(xiàn)??的研究??，運(yùn)用??歸納和??演繹、??分析與??綜合以??及抽象??與概括??等方法??，深入??了解軟??件和硬??件開發(fā)??的相關(guān)??技術(shù)，??從而熟??悉系統(tǒng)??中各個(gè)??功能模??塊之間??的關(guān)系??，掌握??系統(tǒng)的??工作原??理及其??本質(zhì)，??確定開發(fā)流程。經(jīng)驗(yàn)總結(jié)法。希??望通過(guò)??已有的??每一塊??功能的??結(jié)合進(jìn)??行總結(jié)??，設(shè)計(jì)??出一套??優(yōu)良的??系統(tǒng)，??并規(guī)范??的編寫程序。2.2功能需求分析2.2.1技術(shù)路線1.硬件部分需要STM32F103C8T6單片機(jī)模塊、液晶顯示模塊、紅外傳感器模塊、蜂鳴器報(bào)警模塊、舵機(jī)模塊;2.設(shè)計(jì)中采用LCD1602液晶顯示傳送帶傳送速度，便于觀察和調(diào)整；3.對(duì)該電源系統(tǒng)進(jìn)行了Proteus仿真，配合KeiluVision4軟件的應(yīng)用；4.在Android平臺(tái)上利用C編程語(yǔ)言和SQL數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)完成設(shè)計(jì)；5.設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)框圖.2.2.2預(yù)期結(jié)果1.系統(tǒng)可控制舵機(jī)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，將物料倉(cāng)中的物料送至傳送帶；2.系統(tǒng)可控制傳輸電機(jī)勻速正傳，將物料送至操作臺(tái)；3.系統(tǒng)通過(guò)傳送帶將物料送至操作臺(tái)后，反轉(zhuǎn)，復(fù)位，等待下一次物料到來(lái)；4.系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)傳送電機(jī)的速度，并顯示；5.系統(tǒng)可調(diào)節(jié)傳送電機(jī)的轉(zhuǎn)速；6.系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)位于傳送帶邊緣的紅外對(duì)管，判斷物料是否發(fā)生偏移；7.若物料發(fā)生偏移，啟動(dòng)物料歸位舵機(jī)，復(fù)位物料后，復(fù)位物料歸位舵機(jī)；8.系統(tǒng)監(jiān)測(cè)到物料已運(yùn)送至操作臺(tái)上，啟動(dòng)液壓切割裝置，完成一次處理。2.3總體方案設(shè)計(jì)第一：理論知識(shí)??準(zhǔn)備階??段，理??解設(shè)計(jì)??課題，??認(rèn)真研??究課題??所涉及??到的內(nèi)??容，能??夠較好??的掌握??有關(guān)題??目的知識(shí)；第二：確定系統(tǒng)各個(gè)模塊，理清各個(gè)模塊之間的關(guān)系，收集相關(guān)得到軟硬件資料；第三：規(guī)劃課題，??確定系??統(tǒng)組成??結(jié)構(gòu)，??勾畫出??大體系??統(tǒng)框架??并在結(jié)??構(gòu)框架??的基礎(chǔ)??上提出原理框圖；第四：利用軟件??完成硬??件電路??部分設(shè)??計(jì)并畫??出各部??分電路??圖，將??系統(tǒng)部??件通過(guò)??接口電??路集合??在一起??，并畫??出電路圖；第五：根據(jù)系統(tǒng)??控制過(guò)??程完成??軟件設(shè)??計(jì)部分??，繪制??出主流程圖；第六：進(jìn)行模擬??仿真，??檢查系??統(tǒng)是否??能夠按??照要求??實(shí)現(xiàn)控??制功能，整理論文。2.4單片機(jī)型號(hào)選擇主控制芯片選擇STM32單片機(jī)。S????TM??3????2F1????0??3C????8T??6????是由意????法??半導(dǎo)????體集??團(tuán)????基于S????T??M3????2系??列????ARM??????Co????rt??e????x-M????內(nèi)??核開????發(fā)的??一????款具有????6??4K????B的??程????序存儲(chǔ)????器??的3????2位??微????控制器????。??其工????作時(shí)??需????要2V????~??3.????6V??的????電壓和??-40??℃~8??5℃環(huán)??境溫度??。????該系列????單??片機(jī)????常被??用????于要求????低??成本????、高??性????能和低????功??耗的????嵌入??式????應(yīng)用程????序??，其????在功??耗????和集成????方??面也????展現(xiàn)??出????良好的????性??能。????由于??其????便捷的????工??具和????簡(jiǎn)單??的????結(jié)構(gòu)并????且??結(jié)合????了強(qiáng)??大????的功能????性??，在????業(yè)界??很????受歡迎????。??本實(shí)????驗(yàn)采??用的最??小系統(tǒng)如下圖。圖2-1STM32單片機(jī)最小系統(tǒng)原理圖

系統(tǒng)的硬件部分設(shè)計(jì)3.1系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)基于STM32F103C8T6單片機(jī)??通過(guò)紅??外傳感??器、舵??機(jī)模塊??、液晶??顯示模??塊、蜂??鳴器完??成整套??系統(tǒng)的??研究設(shè)??計(jì)，并??在An??dro??id平??臺(tái)上利??用C編??程語(yǔ)言??和SQ??L數(shù)??據(jù)庫(kù)設(shè)??計(jì)完成??具有能??檢測(cè)傳??送帶上??物料情??況、電??機(jī)是否??勻速轉(zhuǎn)??動(dòng)、物??料運(yùn)輸??軌道是??否存在??偏移等??信息以??及數(shù)據(jù)??上傳報(bào)??警在完??成物料??傳輸工??作時(shí)，??啟動(dòng)液??壓切割??裝置完??成一次??處理等??功能的設(shè)計(jì)。最終實(shí)現(xiàn)：1.系統(tǒng)可控制舵機(jī)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，將物料倉(cāng)中的物料送至傳送帶；2.系統(tǒng)可控制傳輸電機(jī)勻速正傳，將物料送至操作臺(tái)；3.系統(tǒng)通過(guò)傳送帶將物料送至操作臺(tái)后，反轉(zhuǎn)，復(fù)位，等待下一次物料到來(lái)；4.系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)傳送電機(jī)的速度，并顯示；5.系統(tǒng)可調(diào)節(jié)傳送電機(jī)的轉(zhuǎn)速；6.系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)位于傳送帶邊緣的紅外對(duì)管，判斷物料是否發(fā)生偏移；7.若物料發(fā)生偏移，啟動(dòng)物料歸位舵機(jī)，復(fù)位物料后，復(fù)位物料歸位舵機(jī)；8.系統(tǒng)監(jiān)測(cè)到物料已運(yùn)送至操作臺(tái)上，啟動(dòng)液壓切割裝置，完成一次處理?？傮w原理圖如下。圖3-1系統(tǒng)總體原理圖3.2系統(tǒng)的主要模塊設(shè)計(jì)3.2.1速度傳感器模塊設(shè)計(jì)HJ-IR6雙路測(cè)速????模塊??。????本產(chǎn)品????相??當(dāng)于????一個(gè)??紅????外電子????開??關(guān)，????檢測(cè)??到????障礙（????碼??盤）????輸出??低????電平，????平??時(shí)高????電平??。????碼盤中????沒(méi)??有障????礙物??時(shí)????，紅外????管??發(fā)出????的紅??外????信號(hào)經(jīng)????紅??外接????收管??接????收回來(lái)????后??，經(jīng)????集成??的????芯片放????大??，比????較后??，????輸出一????低??電平????，點(diǎn)??亮????模塊上????的??L????ED??????發(fā)光管????，??同時(shí)????可以??輸????出一個(gè)????低??平信????號(hào)，??信????號(hào)可以????作??為單????片機(jī)??的????信號(hào)輸????入??檢測(cè)????控制??外????部各種????驅(qū)??動(dòng)模????塊之??用????。模塊??????4????線制??，????VCC??????為電????原+??5????V，O????U??T1????、O??U????T2????為??信號(hào)????輸出??端????，GN????D??接????電源??負(fù)極。??原理圖如下。圖3-2測(cè)速傳感器模塊原理圖3.2.2紅外傳感器模塊設(shè)計(jì)紅外傳感器模塊是基于單片機(jī)的鋰電池極片成型裝置控制系統(tǒng)中的關(guān)鍵組成部分之一。該模塊主要用于檢測(cè)和測(cè)量鋰電池極片成型過(guò)程中的溫度和熱輻射。紅外傳感器模塊通過(guò)接收來(lái)自鋰電池極片的熱輻射，并將其轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。該模塊內(nèi)部包含紅外傳感器和信號(hào)處理電路。紅外傳感器是專門設(shè)計(jì)用于接收紅外輻射的傳感器，其工作原理基于物體的熱輻射特性。當(dāng)鋰電池極片處于成型過(guò)程中，其溫度會(huì)隨著時(shí)間的推移而變化，因此紅外傳感器能夠感知到不同溫度下的熱輻射。紅外傳感器模塊將從紅外傳感器接收到的信號(hào)進(jìn)行放大、濾波和數(shù)字化處理，然后通過(guò)單片機(jī)進(jìn)行進(jìn)一步的分析和控制。單片機(jī)可以根據(jù)接收到的紅外信號(hào)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)鋰電池極片的溫度變化，并根據(jù)預(yù)設(shè)的控制算法來(lái)調(diào)整成型過(guò)程中的溫度和速度等參數(shù)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)成型過(guò)程的精確控制。紅外傳感器模塊具有快速響應(yīng)、高精度和穩(wěn)定性的特點(diǎn)，能夠有效地監(jiān)測(cè)鋰電池極片的溫度變化。通過(guò)使用紅外傳感器模塊，可以確保成型過(guò)程中的溫度控制在合適的范圍內(nèi)，從而提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。綜上所述，紅外傳感器模塊在基于單片機(jī)的鋰電池極片成型裝置控制系統(tǒng)中具有重要作用，為實(shí)現(xiàn)精確的溫度控制和自動(dòng)化生產(chǎn)提供了可靠的技術(shù)支持。原理圖??如下。圖3-3紅外傳感器原理圖3.2.3OLED顯示屏模塊設(shè)計(jì)OLED，即有機(jī)發(fā)??光二極??管。O??LED??由于同??時(shí)具備??自發(fā)光??，不需??背光源??、對(duì)比??度高、??厚度薄??、視角??廣、反??應(yīng)速度??快、可??用于撓??曲性面??板、使??用溫度??范圍廣??、構(gòu)造??及制程??較簡(jiǎn)單??等優(yōu)異??之特性??，被認(rèn)??為是下??一代的??平面顯??示器新??興應(yīng)用技術(shù)。LCD都需要背光??，而??OLE??D不需??要，因??為它是??自發(fā)光??的。這??樣同樣??的顯示??OLE??D效果??要來(lái)得??好一些??。以目??前的技??術(shù)，O??LED??的尺寸??還難以??大型化??，但是??分辨率??確可以??做到很高。有以下特點(diǎn)：1)0.96寸OLED有黃藍(lán)，??白，藍(lán)??三種顏??色可選??;其中??黃藍(lán)是??屏上1??/4部??分為黃??光，下??3/4??為藍(lán);??而且是??固定區(qū)??域顯示??固定顏??色，顏??色和顯??示區(qū)域??均不能??修改;??白光則??為純白??，也就??是黑底??白字;??藍(lán)色則??為純藍(lán)??，也就是黑底藍(lán)字。2）分辨率為128*64其基本原理圖如下：圖3-4OLED顯示屏原理圖3.2.4電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊設(shè)計(jì)主要采用L2??98N??，通過(guò)??單片機(jī)??的I/??O輸入??改變芯??片控制??端的電??平，即??可以對(duì)??電機(jī)進(jìn)??行正反??轉(zhuǎn)，停??止的操??作。L??298??N是??SGS??公司的??產(chǎn)品，??內(nèi)部包??含4通??道邏輯??驅(qū)動(dòng)電??路，是??一種二??相和四??相電機(jī)??的專用??驅(qū)動(dòng)器??，即內(nèi)??含二個(gè)??H橋的??高電壓??大電流??雙全橋??式驅(qū)動(dòng)??器，接??收標(biāo)準(zhǔn)??TTL??邏輯電??平信號(hào)，可驅(qū)動(dòng)46V、2A以下的電機(jī)。其原理圖如下：圖3-5L298N電機(jī)驅(qū)動(dòng)原理圖

系統(tǒng)的軟件部分設(shè)計(jì)4.1軟件的主要流程系統(tǒng)可控制舵機(jī)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，將物料倉(cāng)中的物料送至傳送帶；可控制傳輸電機(jī)勻速正傳，將物料送至操作臺(tái)；通過(guò)傳送帶將物料送至操作臺(tái)后，反轉(zhuǎn)，復(fù)位，等待下一次物料到來(lái)；系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)傳送電機(jī)的速度，并顯示；可調(diào)節(jié)傳送電機(jī)的轉(zhuǎn)速；系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)位于傳送帶邊緣的紅外對(duì)管，判斷物料是否發(fā)生偏移；若物料發(fā)生偏移，啟動(dòng)物料歸位舵機(jī)，復(fù)位物料后，復(fù)位物料歸位舵機(jī)；系統(tǒng)監(jiān)測(cè)到物料已運(yùn)送至操作臺(tái)上，啟動(dòng)液壓切割裝置，完成一次處理。流程圖如下。開始圖4-1系統(tǒng)總體流程圖開始N是否超出閾值超速減速NN發(fā)送至單片機(jī)進(jìn)行閾值判斷速度傳感器檢測(cè)轉(zhuǎn)速舵機(jī)調(diào)整物料位置是否超出閾值發(fā)送至單片機(jī)進(jìn)行閾值判斷超聲波傳感器檢測(cè)物料之間的距離顯示屏顯示實(shí)時(shí)物料物料發(fā)生偏移，舵機(jī)擺正物料是否超出閾值發(fā)送至單片機(jī)進(jìn)行閾值判斷紅外傳感器檢測(cè)物料位置初始化成功，顯示屏顯示實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，電動(dòng)機(jī)勻速旋轉(zhuǎn)

N是否超出閾值超速減速NN發(fā)送至單片機(jī)進(jìn)行閾值判斷速度傳感器檢測(cè)轉(zhuǎn)速舵機(jī)調(diào)整物料位置是否超出閾值發(fā)送至單片機(jī)進(jìn)行閾值判斷超聲波傳感器檢測(cè)物料之間的距離顯示屏顯示實(shí)時(shí)物料物料發(fā)生偏移，舵機(jī)擺正物料是否超出閾值發(fā)送至單片機(jī)進(jìn)行閾值判斷紅外傳感器檢測(cè)物料位置初始化成功，顯示屏顯示實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，電動(dòng)機(jī)勻速旋轉(zhuǎn)4.2速度傳感器模塊軟件設(shè)計(jì)當(dāng)系統(tǒng)初始化完成后，開始正常工作。速度傳感器會(huì)檢測(cè)傳送帶的實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)速，并發(fā)送給單片機(jī)，單片機(jī)進(jìn)行閾值判斷。若超出或小于閾值，單片機(jī)控制電機(jī)模塊更改運(yùn)作速度。流程圖如下。圖4-2速度傳感器流程圖速度傳感器數(shù)值檢測(cè)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速N超速檢測(cè)開始上傳至單片機(jī)初始化完成

是否超出閾值圖4-2速度傳感器流程圖速度傳感器數(shù)值檢測(cè)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速N超速檢測(cè)開始上傳至單片機(jī)初始化完成是否超出閾值4.3紅外傳感器模塊軟件設(shè)計(jì)當(dāng)系統(tǒng)初始化完成后，開始正常工作。紅外傳感器位于傳送帶邊緣，當(dāng)有物料發(fā)生偏移則傳感器上出現(xiàn)數(shù)值，此時(shí)單片機(jī)控制兩側(cè)舵機(jī)工作將偏移的物料擺正。流程圖如下。 圖4-3對(duì)射光電傳感器流程圖 物料發(fā)生偏移舵機(jī)擺正物料是否超出閾值上傳至單片機(jī)分析數(shù)據(jù)開始初始化完成N紅外傳感器數(shù)值檢測(cè)物料位置是否正常

物料發(fā)生偏移舵機(jī)擺正物料是否超出閾值上傳至單片機(jī)分析數(shù)據(jù)開始初始化完成N紅外傳感器數(shù)值檢測(cè)物料位置是否正常4.4電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊軟件設(shè)計(jì)當(dāng)系統(tǒng)初始化完成后，開始正常工作。電機(jī)將收到單片機(jī)的指令勻速帶動(dòng)傳送帶工作，若速度超出閾值，則單片機(jī)控制電機(jī)更改速度。流程圖如下。 圖4-4電機(jī)驅(qū)動(dòng)流程圖 N開始N開始減速至勻速是否超出閾值速度傳感器轉(zhuǎn)速檢測(cè)

電機(jī)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)初始化完成減速至勻速是否超出閾值速度傳感器轉(zhuǎn)速檢測(cè)電機(jī)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)初始化完成4.5顯示屏模塊軟件設(shè)計(jì)當(dāng)系統(tǒng)初始化完成后，開始正常工作。顯示屏?xí)@取來(lái)自單片機(jī)的內(nèi)部各項(xiàng)傳感器和電機(jī)的工作狀態(tài)和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，以便查看監(jiān)控。流程圖如下。圖4-5顯示屏模塊流程圖初始化完成開始初始化完成開始結(jié)束顯示屏顯示單片機(jī)將傳感器數(shù)據(jù)和系統(tǒng)工作狀態(tài)發(fā)生顯示屏

結(jié)束顯示屏顯示單片機(jī)將傳感器數(shù)據(jù)和系統(tǒng)工作狀態(tài)發(fā)生顯示屏系統(tǒng)測(cè)試5.1系統(tǒng)實(shí)物圖步進(jìn)電機(jī)：控制傳送帶沖壓控制繼電器超聲波測(cè)距測(cè)速用紅外傳感器判斷是否偏移的紅外傳感器糾偏用舵機(jī)藍(lán)牙模塊顯示屏：顯示速度，距離，是否偏移以及結(jié)果圖5-1系統(tǒng)總體實(shí)物圖圖5-2上位機(jī)界面5.2測(cè)試原理圖5-3上位機(jī)課設(shè)定閾值，下位機(jī)屏幕數(shù)值顯示圖5-4把手機(jī)墊起來(lái)，高度在閾值范圍內(nèi)，觀察到各個(gè)繼電器正常工作圖5-5用手在速度傳感器附近快速揮動(dòng)，觀察顯示屏和上位機(jī)中速度數(shù)值變化

總結(jié)與展望6.1總結(jié)在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，硬件方面主要設(shè)計(jì)了STM32單片機(jī)的最小系統(tǒng)、速度傳感器電路、對(duì)射光電傳感器電路、LCD1602顯示電路、電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路；軟件方面借助各個(gè)渠道的資料，主要設(shè)計(jì)了傳感器運(yùn)行程序、LCD顯示程序、電機(jī)驅(qū)動(dòng)程序、復(fù)位程序；系統(tǒng)的調(diào)試主要是通過(guò)一塊STM32開發(fā)板，再借助于Keil以及少許自己搭建的外圍電路實(shí)現(xiàn)的；再此過(guò)程中，成功實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)貨物狀況。此鋰電池極片成型裝置控制系統(tǒng)表具有讀顯示直觀、功能多樣、電路簡(jiǎn)潔、成本低廉等諸多優(yōu)點(diǎn)，符合發(fā)展趨勢(shì)，具有廣闊的市場(chǎng)前景。6.2展望在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中學(xué)到了許多沒(méi)學(xué)到的知識(shí)，在電路焊接時(shí)雖然沒(méi)什么大問(wèn)題，但從中也知道了焊接在整個(gè)作品中的重要性，電路工程量大，不能心急，一個(gè)個(gè)慢慢來(lái)不能急于求成。反而達(dá)到事半功倍的效果。對(duì)電路的設(shè)計(jì)、布局要先有一個(gè)好的構(gòu)思，才顯得電路板美觀、大方。程序編寫中，由于思路不清晰，開始時(shí)遇到了很多的問(wèn)題，經(jīng)過(guò)靜下心來(lái)思考，理清了思路，反而得心應(yīng)手。在此次設(shè)計(jì)中，知道了做事要有一顆平常的心，不要想著走捷徑，一步一腳印。也練就了我的耐心，做什么事都要有耐心。在本次設(shè)計(jì)中學(xué)到了很多很多東西，這是最重要的。總之，此次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我的能力得到了全方位的提高，此設(shè)計(jì)也存在的不足的地方，有待于以后的改進(jìn)。

參考文獻(xiàn)[1]周志敏等.綠色電源一電子設(shè)備電源管理技術(shù)與解決方案[M].人民郵電出版社,2019.[2]周志敏.便攜式電子設(shè)備充電器實(shí)用電路與電源管理[M].中國(guó)電力出版社,2017(7):109-114.[3]徐愛(ài)鈞.單片機(jī)原理及應(yīng)用基于Proteus虛擬仿真技術(shù)[M].機(jī)械工業(yè)出版社,2017.[4]何希才等.常用集成電路應(yīng)用實(shí)例[M].電子工業(yè)出版社,2018.[5]何寶祥,朱正偉,劉訓(xùn)非,儲(chǔ)開斌.模擬電路及其應(yīng)用[M],清華大學(xué)出版社,2019.02.[6]LouisScheffer等.集成電路實(shí)現(xiàn)、電路設(shè)計(jì)與工藝[M].科學(xué)出版社,2019(36):129-129.[7]趙德安等.單片機(jī)原理及應(yīng)用[M].機(jī)械工業(yè)出版社,2018..[8]朱正偉,何寶祥,數(shù)字電路邏輯設(shè)計(jì)[M].清華大學(xué)出版社.2019,(8).[9]譚浩強(qiáng).C程序設(shè)計(jì)[M].清華大學(xué)出版社,2018:1620-1627.[10]王兆安,劉進(jìn)軍,電力電子技術(shù)[M].機(jī)械工業(yè)出版社,2019.[11]張向南,汪傳建,蘭貞益.基于Android的老人關(guān)愛(ài)系統(tǒng)[J].計(jì)算機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用,2016.[12]劉紅蓮.基于SIP的智能終端集群通信系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)[D].南京郵電大學(xué),2016.[13]陳家旭,李桂欣,胡文軍.一種便攜式物件防丟失系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].湖州師范學(xué)院學(xué)報(bào),2018.[14]何生毫，周川湖，劉宇昊，等.基于STM32的無(wú)線定位追蹤系統(tǒng)[J].計(jì)量與測(cè)試技術(shù)，2018.[15]張群,楊絮,張正言,等.藍(lán)牙模塊串口通信的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索,2012.[16]CeratiG,ElmerP,LantzS,etal.TraditionalTrackingwithKalmanFilteronParallelArchitecturesJournalofPhysics:ConferenceSeries,2018.[17]PengweiHua，XiaowuLiu,JiguoYu,NaDang，XiaoweiZhang.Energy-efficientadaptiveslice-basedsecuredataaggregationschemeinWSN[J].ProcediaComputerScience,2018,129.[18]KORTUMK,MOLLERM,HIRNEIBC，etal.Smarteyedata:devdtopahealtO0%ofoundationformedicalrescarchusingSmartDataapplications[J].DerOphthalmologeZeitschriftDerDeutschenOphthalmologischenGescllschaft,2019.[19]RaafiB.DesignandDevelopmentofFuzzy-PIDControllerforFour-wheeledMobileRoboticStability:AC'aseStudyontheUphillRoad[J].PTEKJournalofEngineering,2020，6(2):6.[20]ZhouY,DongW,FYuan，etal.ResearchofOnlineWaterQualityMonitoringSystemBasedonZigbeeNetwork[J].AdvancesinInformatioSciences&ServiceSciences,2019，4(5):255-261.

注釋電路圖源代碼//版權(quán)所有，盜版必究。//******************************************************************************/#include"delay.h"#include"sys.h"#include"oled.h"#include"bmp.h"#include"key.h"#include"usart.h"#include"usart3.h"#include"led.h"#include"timer.h"#include"adc.h"#include"UltrasonicCtrol.h"#include<stdio.h>#include<string.h>#include"monitor.h"#include"SpeedCtrol.h"externunsignedcharfront_left_speed;externunsignedcharfront_right_speed;u8speeds[8];unsignedcharduoji_count=0;unsignedcharzhuanjiao=11;u8send[30];u8time[30];u16jl;u16jlyu=50;u8jls[8];u8jlyus[8];u16zhen;u16zhenyu=50;u8zhens[8];u8zhenyus[8];intbfFlag=0;intsudu=30;u8sudus[5];externcharRxBuffer[100],RxCounter;intbeepnum=0;intbiaozhi=0;intyuzhiFlag=0;intbiaozhi1=0;intbiaozhi2=0;intbiaozhi3=0;intbiaozhi4=1;intbiaozhi5=0;voidUSART1_Puts(char*str) {while(*str){USART1->DR=*str++;while((USART1->SR&0X40)==0);}}voidUSART3_Puts(char*str){while(*str){USART3->DR=*str++;while((USART3->SR&0X40)==0);}}unsignedchartick_5ms=0;//5ms計(jì)數(shù)器，作為主函數(shù)的基本周期unsignedchartick_1ms=0;//1ms計(jì)數(shù)器，作為電機(jī)的基本計(jì)數(shù)器unsignedchartick_200ms=0;//刷新顯示intjiaodu1=90;unsignedintj1=0;voidDuojiMid(){ zhuanjiao=15; 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