Разработка программы управления на микроконтроллере для тахометра

Содержание

Введение

Глава 1. Теоретико-методологические основы построения транспортных микропроцессорных систем измерения

1.1. Классификация и принципы функционирования современного транспортного радиоэлектронного оборудования

1.2. Нормативное регулирование эксплуатации измерительных приборов на транспорте в соответствии с ГОСТ Р

1.3. Анализ отечественного рынка микроконтроллеров и датчиков частоты вращения для нужд транспортного машиностроения

Глава 2. Анализ и синтез системы управления цифровым тахометром

2.1. Обоснование структурной схемы устройства и выбор программно-аппаратных средств реализации

2.2. Инженерный расчет временных интервалов и алгоритма программной обработки импульсных сигналов

2.3. Разработка методики технической эксплуатации и карты контроля параметров работоспособности устройства

Заключение

Список использованной литературы

КУРСОВАЯ РАБОТА

Разработка программы управления на микроконтроллере для тахометра

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы исследования обусловлена возрастающими требованиями к точности и надежности измерительных систем транспортного радиоэлектронного оборудования в условиях современной эксплуатации. Цифровые тахометры на базе микроконтроллеров представляют собой важнейший класс измерительных приборов, обеспечивающих контроль частоты вращения двигателей, валов и других вращающихся элементов на железнодорожном, автомобильном и авиационном транспорте. Переход от аналоговых к цифровым системам измерения обеспечивает повышение точности регистрации параметров, снижение массогабаритных характеристик приборов и расширение функциональных возможностей диагностического оборудования.

В отечественной практике технической эксплуатации транспортного радиоэлектронного оборудования вопросы программирования микроконтроллерных систем измерения рассматриваются в контексте обеспечения метрологической надежности и соответствия требованиям ГОСТ Р. Современные микропроцессорные тахометры должны обеспечивать высокую помехозащищенность, стабильность показаний в широком диапазоне температур и вибрационных воздействий, характерных для транспортных условий эксплуатации. Разработка эффективных алгоритмов программной обработки импульсных сигналов от датчиков частоты вращения позволяет минимизировать погрешности измерения и повысить быстродействие системы контроля.

Степень разработанности проблемы в отечественной научно-технической литературе характеризуется наличием фундаментальных работ по микропроцессорной технике и цифровым измерительным системам, однако специализированные исследования по адаптации алгоритмов измерения для жестких условий эксплуатации транспортного оборудования требуют дальнейшего развития.

Цель курсовой работы – разработка программы управления на микроконтроллере для цифрового тахометра транспортного назначения с обоснованием структурно-алгоритмических решений и методики технической эксплуатации.

Задачи исследования:

• провести анализ классификации и принципов функционирования транспортного радиоэлектронного оборудования измерительного назначения;
• изучить нормативное регулирование эксплуатации измерительных приборов на транспорте в соответствии с требованиями ГОСТ Р;
• выполнить обоснование структурной схемы тахометра и выбор программно-аппаратных средств реализации;
• разработать алгоритм программной обработки импульсных сигналов с выполнением инженерных расчетов временных интервалов;
• сформировать методику технической эксплуатации и карту контроля параметров работоспособности устройства.

Объект исследования – микроконтроллерные измерительные системы транспортного радиоэлектронного оборудования.

Предмет исследования – программно-алгоритмическое обеспечение процесса измерения частоты вращения в цифровом тахометре.

Методологическая база исследования включает теоретические основы цифровой обработки сигналов и микропроцессорной техники, методы инженерного расчета параметров измерительных систем, алгоритмы программирования встраиваемых систем, нормативно-техническую базу ГОСТ Р по метрологическому обеспечению и технической эксплуатации радиоэлектронного оборудования транспорта.

Научная новизна работы состоит в комплексном подходе к разработке алгоритма измерения с учетом специфических требований транспортного применения и формировании методики контроля параметров работоспособности.

Теоретическая значимость заключается в систематизации принципов построения микропроцессорных измерительных систем транспортного назначения. Практическая значимость определяется разработкой готового технического решения с программным обеспечением и методическим сопровождением эксплуатации.

Структура работы включает введение, две главы основной части, заключение и список использованной литературы. В первой главе рассматриваются теоретико-методологические основы построения транспортных микропроцессорных систем измерения. Во второй главе выполняется анализ и синтез системы управления цифровым тахометром с разработкой структурной схемы, алгоритма обработки сигналов и методики эксплуатации.

ГЛАВА 1. ТЕОРЕТИКО-МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПОСТРОЕНИЯ ТРАНСПОРТНЫХ МИКРОПРОЦЕССОРНЫХ СИСТЕМ ИЗМЕРЕНИЯ

1.1. Классификация и принципы функционирования современного транспортного радиоэлектронного оборудования

Транспортное радиоэлектронное оборудование представляет собой комплекс технических средств, обеспечивающих контроль, диагностику и управление процессами функционирования транспортных средств различных видов. В соответствии с функциональным назначением радиоэлектронное оборудование транспорта классифицируется на следующие основные группы:

• системы навигации и позиционирования, обеспечивающие определение координат и параметров движения транспортного средства;
• системы связи и передачи данных, реализующие информационный обмен между подвижными объектами и наземными диспетчерскими центрами;
• измерительные и диагностические системы, осуществляющие контроль технического состояния узлов и агрегатов транспортных средств;
• системы автоматического управления и регулирования, обеспечивающие оптимальные режимы работы силовых установок и вспомогательных механизмов;
• системы безопасности и мониторинга критических параметров эксплуатации.

Измерительные системы транспортного назначения занимают особое место в структуре радиоэлектронного оборудования, поскольку от их точности и надежности зависит обеспечение безопасности движения и эффективность использования транспортных средств. Современные измерительные приборы транспортного назначения строятся на базе микропроцессорных платформ, что обеспечивает широкие возможности по программной реализации алгоритмов обработки сигналов и адаптации к различным условиям эксплуатации [3, c. 45].

История развития транспортных измерительных систем в отечественной практике характеризуется последовательным переходом от электромеханических приборов к ан

…