基于單片機的彈簧位置—力測控系統

高源蓬

摘要：本文介紹了基于STM32F103VCT6單片機開發的彈簧位置-力測控系統的總體設計思路和方法，闡述了整個系統的工作原理，硬件和軟件設計及相關技術問題，該測控系統較機械彈簧控制閥具有精度高、可靠性好的特點。

關鍵詞：位置-力測控系統；單片機；PID校正；PWM脈沖

中圖分類號：TP368 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2018）06-0021-01

隨著人工智能的不斷發展，工業的自動化水平體現出無比重要的環節。然而，自PID控制器問世以來已有70多年歷史，控制理論的發展也經歷了古典、現代和智能控制理論三個階段。隨著傳感器應用，微電子技術的發展以及單片機技術在各領域的應用，為智能彈簧位置的測控系統測控功能的完善、測控精度的提高和抗干擾能力的增強都提供了有利條件。使用了STM32F103VCT6單片機，設計了一個簡單的彈簧位置-力測控系統，使用方便、靈活，成本低，足以完成整個系統算法的功能實現。

1 系統總體設計方案

根據智能高精度彈簧位置-力測控系統的要求，實現的目標應具有顯示功能在顯示器上顯示表示當前彈簧形變量的四位十進制數，具有按鍵輸入和操作功能，輸入為要求控制的彈簧形變量，具有PID校正的閉環控制彈簧受力。

綜合考慮系統可靠性、實用性以及便于可維護性操作簡便性，本系統設計時主要采用以下技術措施：

（1）利用了STM32F103VCT6的軟硬件資源，包括其內部的A/D轉換部件、獨立按鍵5顆、四位七段數碼管。（2）圖1中控制器單片機模塊為系統的核心部件，數碼管顯示以及按鍵用來實現人機交互功能，其中通過按鍵將需要的控制的彈簧長度數據輸入到單片機中，由數碼管顯示當前彈簧形變量。……