液压电动工具电动控制板设计开题报告

1.1电子控制技术的背景

如果说电机是电动工具“心脏”的话，那么电子控制技术就是电动工具的“中枢神经系统”。它不仅能够提高工具本身的操作性能，而且能够改善加工质量，增强使用灵活性，增加产品附加值，把电动工具推向一个崭新的发展阶段。因此，国外主要电动工具制造厂商都致力于开发和扩大应用电子调速等电子技术，以适应不同加工材质的需要。

1.2 电子技术的发展与应用

二十世纪六十年代中期，电子控速技术研究得以发展，实现了采用电子技术控制电动工具的空载转速；到了上世纪八十年代初期，已经有了微机控制的电动工具的开发，能够取得最佳的使用参数，同时，电子控温、软起动、软停止扭矩控制等电子技术也在电动工具上相继得到实际使用。特别是近年来，随着电子技术的高速发展，电路设计得到了简化，可靠性不断提高，产品价格不断降低，电动工具上的应用范围更加广阔。电子技术发展到现在，国外主要电动工具产品、电池式工具和电动液压工具上几乎都已采用微机控制，而电机与系统控制对于电动液压工具是关键部分。

1.3单片机的发展历史及应用

单片机的发展历史可划分为三个阶段：

第一阶段(1974年-1976年)：单片机初级阶段。因工艺限制，单机采用双片形式，而且功能比较简单。

第二阶段(1976年-1978年)：低性能单片机阶段。以Intel公司的MCS-48系列单片机为代表。这种单片机片内集成有8位CPU，并行IO口，8位定时器计数器，RAM及ROM等。不足之处是无串行口，中断简单。

第三阶段(1978年至今)：高性能单片机阶段。单片机以其优异的性能，低廉的价格，不断渗透到社会生活的每个角落。单片机生产厂商如雨后春笋不断涌现，多系列，多型号，各种性能组合的单片机层出不穷，不断满足不同应用场合的新要求。随着芯片制作工艺，技术水平的不断提高和单片机需求量的不断加大，单片机的性能价格比不断攀升，呈现出一派欣欣向荣的景象。单片机技术的开放性，生产商的竞争激烈性和广泛的市场需求等因素，无疑为单片机的飞速发展提供了强大动力。因此，单片机应用开发成为当今电子工程技术人员急需掌握的技术。

目前单片机渗透到我们生活的各个领域，几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。导弹的导航装置，飞机上各种仪表的控制，计算机的网络通讯与数据传输，工业自动化过程的实时控制和数据处理，广泛使用的各种智能IC卡，民用豪华轿车的安全保障系统，录像机、摄像机、全自动洗衣机的控制，以及程控玩具、电子宠物等等，这些都离不开单片机。总而言之单片机集成度高、系统结构简单，使用方便、可靠性高、处理功能强，速度快等优点。

1.4 基于STM32的电动液压控制系统设计

此次设计基于STM32F103单片机的电动液压控制板。利用STM32芯片的可塑性好，方便扩展，ADC采集精确快速，稳定性高等特点，完成电压采集到按键控制的设计。而以单片机为核心的电控产品具有集成化高、应用多、可靠性高、功能强等优点，能够很好地保证电控工具的使用和检测。基于STM32单片机的电控工具能够安全控制系统的运行完成对工作环境信息的数据实时采集，完成工作环境的安全判断，保障电动工具的使用安全。

2.1 电动液压控制板设计指标：

(1)电控板电路原理图设计

A.方案制定与主要芯片原件选型；

B．电池供电电路设计（升降压DC-DC以及LDO转换）；

C．直流电机驱动与控制电路设计（SWITCH、PWM、MOSFET等）；

D．MCU核心电路及外围电路设计；

E．液压状态值采集电路设计；

F．其他外围接口电路设计；

2.2 单片机程序(固件)设计与调试

A．固件设计环境安装，代码架构搭建，固件设计规划制定；

B．NTC温感数据采集单元代码设计与调试；

C．直流电机驱动与控制算法实现代码设计与调试；

D．液压实时数据采集单元代码设计与调试；

E．电机控制与液压反馈采样联动控制算法设计与调试；

F．部分开关控制（电源或外围控制的MOSFET）逻辑代码设计与调试；

[1] 李广弟 单片机基础北京航空航天出版社 2001.7[2] 楼然苗 51 系列单片机设计实例北京航空航天出版社 2003.3[3] 唐俊翟 单片机原理与应用冶金工业出版社 2003.9[4] 刘瑞新 单片机原理及应用教程机械工业出版社 2003.7[5] 吴国经 单片机应用技术中国电力出版社 2004.1[6] 李全利 迟荣强编著单片机原理及接口技术高等教育出版社 2004.1[7] 侯媛彬 单片机原理及其毕业设计精选 科学出版社 2006[8] 罗亚非 十六位单片机应用基础 北京航空航天大学出版社2003[9] 张毅刚 MCS-51单片机应用设计 哈工大出版社2004 年第2 版[10] 霍孟友 单片机原理与应用 机械工业出版社 2004.1[11] 霍孟友 单片机原理与应用学习概要及题解，机械工业出版社 2005.3：

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