车辆缓速器运行性能远程实时检测与控制系统

车辆缓速器运行性能远程实时检测与控制系统,车辆,缓速器,运行,性能,机能,远程,实时,检测,控制系统 江苏理工学院毕业设计（论文）选题审批表学生姓名刘海阳班级11汽服1W专业（专业方向）汽车与交通工程学院选题名称设计车辆缓速器运行性能远程实时检测与控制系统(实时检测采集终端)论文课题来源工程实际 科研项目 其它（含自拟）选题理由、具备的条件及应达到的教学要求： 随着社会的发展，交通环境越来越恶劣。缓速器的远程实时检测与控制系统可以保证缓速器的运行可靠性，提高使用寿命。设计的电涡流缓速器性能测试系统可以远程测定出电涡流缓速器的制动转矩与车速、励磁电流及转子温度的关系，在不同角度对电涡流缓速器的工作性能进行综合的评定，从而为电涡流缓速器的改进或评价提供有力的数据支持。具体要求： 1. 基于MC9S12XS128单片机实现对缓速器扭矩、温度、转速等数据采样测试软件编写；2. 服务器通过3G(或4G)网络获取采集的数据并分析计算存储；3.客户端软件，实现“扭矩/转速”曲线的生成、“温度/ 时间”曲线的生成，以及具体的相关报表并具有打印输出功能； 4.控制系统必须具有较高的实时性，软件运行可靠；系统具有高抗干扰能力。具体要求：1.对各种型号的电涡流缓速器各项性能测试；2. 测试数据通过3G(或4G)网络适时传输至服务器；3. 扭矩范围05000NM，具有较好的抗震性；4、实现性能参数实时采样与报表远程存盘。 指导教师签名： 年 月 日系（教研室）审核意见： 系主任签名： 年 月 日江苏理工学院毕业设计（论文）指导教师审阅意见表设计题目车辆缓速器运行性能远程实时检测与控制系统(实时检测采集终端)论文题目学生姓名刘海阳班级11汽服1W 指导教师姓名施卫职称高级实验师设计得分 论文得分指导教师审阅意见： 一、该课题实现了以下内容及创新： 1.设计了机械运转测试台架结构，满足缓速器的快捷拆。 2.根据相关要求，测试系统可以装配各种型号的电涡流缓速器并模拟实现汽车实际制动惯量与力矩。 3.实现性能参数的实时采样。 4.测试系统可以测定出转速、制动转矩以及温度的采集与上传 二、论文设计内容符合本科毕业生的要求，针对设计的内容分析思路正确、运用方法合理；论文撰写符合学校对于毕业生毕业论文的格式规范；从论文的设计内容、撰写格式、英文摘要的翻译、采用的设计方法及结果可看出该生已经具备了针对具体问题自行开展文献资料收集、解决方法分析、制定设计计划、寻求研究方法和手段进行实际问题解决的初步能力；工作量较大，难度适中。 三、毕业设计说明书内容基本正确，论述较清楚，书写格式规范，符合技术用语要求。Solidworks软件能对零件顺利分析，硬件模拟能够正常调试。 四、答辩讲解思路明晰，富有条理性。对设计研究范围内的问题以及相关本专业类问题能正确回答。 指导教师签名： 年 月 日江苏理工学院毕业设计（论文）评阅意见表题目设计车辆缓速器运行性能远程实时检测与控制系统(实时检测采集终端）论文学生姓名刘海阳班级11汽服1 W评阅人姓名刘成晔职称副教授设计得分 论文得分 评阅人意见：该课题主要是设计汽车流缓速器性能测试系统测定出电涡流缓速器的制动转矩与车速、励磁电流与转子温度的关系，主要是硬件方面的设计，包括机械运转测试台架的设计以及下位机的采集与控制设计。该课题完成了一下内容：1.机械运转测试台架设计完成，solidworks中完成台架整体的装配模拟，以及台架上的零部件的设计和出图。2.下位机采用MC9S12X128单片机作为控制和采集核心，通过单片机控制步进电机还有温度的采集。 完成情况：能基本完成毕业设计任务书提出的内容和要求，立论和设计方案正确，能运用所学知识分析与解决实际问题，有的独立工作能力 论文设计内容符合本科毕业生的要求，针对设计内容的分析思路正确、运用方法合理；论文撰写符合学校对于毕业生毕业论文的格式规范，从论文的设计内容、撰写格式、英文摘要的翻译、采用的设计方法及结果可看出该生已经具备了针对具体问题自行开展文献资料收集、解决方法分析、制定设计计划、寻求研究方法和手段进行实际问题解决的初步能力。工作量较大，有一定难度。 毕业设计说明书内容正确，论述清楚，书写格式规范，符合技术用语要求。软件界面设计与布局正确，清晰，程序编制合理。 评阅人签名： 年 月 日江苏理工学院 2015届毕业设计（论文）任务书学 院汽车与交通工程学院班 级11汽服1W姓 名刘海阳题 目设计车辆缓速器运行性能远程实时检测与控制系统(实时检测采集终端)指导教师施卫论文主要内容及基本要求设计的电涡流缓速器性能测试系统可以远程测定出电涡流缓速器的制动转矩与车速、励磁电流及转子温度的关系，在不同角度对电涡流缓速器的工作性能进行综合的评定，从而为电涡流缓速器的改进或评价提供有力的数据支持,具有很好的应用前景。具体要求：1.对各种型号的电涡流缓速器各项性能测试；2. 测试数据通过3G(或4G)网络适时传输至服务器；3. 扭矩范围05000NM，具有较好的抗震性；4实现性能参数实时采样与报表远程存盘。设计（研究）条件及预期目标1. 基于MC9S12XS128单片机实现对缓速器扭矩、温度、转速等数据采样测试软件编写；2. 服务器通过3G(或4G)网络获取采集的数据并分析计算存储；3.客户端软件，实现“扭矩/转速”曲线的生成、“温度/ 时间”曲线的生成，以及具体的相关报表并具有打印输出功能； 4.控制系统必须具有较高的实时性，软件运行可靠；系统具有高抗干扰能力。进度安排起 止 日 期内 容2014年11月22日-2014年12月12日:开题报告2014年12月13日-2015年01月31日:单片机采集硬件、软件框图2015年02月01日-2015年03月10日:硬件采集电路设计与调试2015年03月11日-2015年03月31日：采集系统软件编写2015年04月01日-2015年04月10日：联机通讯调试2015年04月11日-2015年05月10日：现场调试2015年05月11日-2015年05月22日：系统综合测试2015年05月23日-2015年06月11日：论文撰写参 考 文 献1.深圳市外贸通达实业有限公司TELMA电涡流缓速器期刊论文-城市车辆 2002(2)2.时军.过学迅车用液力减速制动器的现状与发展趋势期刊论文-车辆与动力技术 2001(4)3.来西特缓速器的功能及应用期刊论文-商用汽车 2000(2)4.Helmut Schreck.Heinz Kucher.Bernhard Reisch ZF Retarder in Commercial Vehicles SAE922452 19925.Timothy J.Jol E Development of a Hydraulic Retarder for the Allison AT545R Transmission SAE Paper 952606 19956.Timothy J.Paulo Roberto.Cassoli Mazzali The MT643R An Automatic Transmision with Retarder for the Latin American Market SAE Paper 973127 19977.马建.陈荫三.余强.郭荣庆.张庆余汽车缓行器辅助制动效果分析 1999(07)8.罗富坤.杨富营排气缓速式辅助制动技术探析期刊论文-林业机械与木工设备 2003(5)9.喻方平.吕林.陈智君汽车排气制动性能随车测试分析系统设计期刊论文-武汉理工大学学报(交通科学与工程版) 2002(4)10.Hein KF.喻豪勇货车、公共汽车和旅游车上的液力辅助制动器 1991(02)11.林重博液力缓速器和电涡流缓速器期刊论文-汽车研究与开发 2001(6)12.廉保绪.丁守松电涡流缓速器的工作原理及使用情况期刊论文-合肥工业大学学报（自然科学版） 2000(z1)13. 王威.HCS12微控制器原理及应用M. 北京航天航空大学出版社.2007.10.指导教师：_ 年 月 日专 业 系 审 核 意 见符合毕业设计大纲要求，同意立题。系主任：_年 月 日说明：毕业论文任务书由指导教师根据课题的具体情况填写，经系部审核并由系主任签字后生效。此任务书在毕业论文开始前一周内填写并发给学生。2015届毕业设计（论文）开题报告题 目车辆缓速器运行性能远程实时检测与控制系统 (服务器端软件，客户终端软件) 学 院 汽车与交通工程学院 专 业 汽车服务工程 姓 名 刘海阳 班 级 11汽服1W 指导教师 施 卫 设计地点 江苏理工学院 起止日期 2014年11月22日2015年6月11日 2014年 12 月 7 日毕业设计（论文）开题报告一 研究的目的和意义：本课题研究的目的：设计的电涡流缓速器性能测试系统可以远程测定出电涡流缓速器的制动转矩与车速、励磁电流及转子温度的关系，在不同角度对电涡流缓速器的工作性能进行综合的评定，从而为电涡流缓速器的改进或评价提供有力的数据支持。 本课题研究的意义： 通过对电涡流缓速器数据的掌握，从而提升缓速器的工作性能，将车轮制动器的温度控制在安全范围之内，提高行车的安全系数。二 研究内容： 1. 基于MC9S12XS128单片机实现对缓速器扭矩、温度、转速等数据采样测试软件编写；2. 服务器通过3G(或4G)网络获取采集的数据并分析计算存储；3.客户端软件，实现“扭矩/转速”曲线的生成、“温度/ 时间”曲线的生成，以及具体的相关报表并具有打印输出功能； 4.控制系统必须具有较高的实时性，软件运行可靠；系统具有高抗干扰能力。具体要求：1.对各种型号的电涡流缓速器各项性能测试；2. 测试数据通过3G(或4G)网络适时传输至服务器；3. 扭矩范围05000NM，具有较好的抗震性；4、实现性能参数实时采样与报表远程存盘。三、研究方案：1、设计方案整体概述： 本次设计是以对缓速器的运行性能测试为主要研究方向，通过温度传感器、扭矩传感器、转速传感器等对缓速器在工作状态下的运行参数进行读取并传输给服务器，服务器对所得数据进行分析计算并储存，最终由客户端处理生成曲线打印输出，从而达到实时监控缓速器性能的效果。 研究方案的大体流程框图如下： 温度传感器单片机（数据采集）工作状态下 的电涡流缓速器扭矩传感器转速传感器 （3G4G网络）客户端软件服务器 (打印输出) 、硬件设计：本次研究是基于MC9S12XS128单片机，对缓速器的温度、扭矩、转速等进程实时数据收集，并传输给服务器。 PM0TX PM1RX IN OUT IN OUT IN OUT TXDRXD RX TX温度传感器模块转速传感器模块电源控制模块正常工作电压扭矩传感器模块休眠工作电压（MC9S12XS128单片机）、软件设计本次设计是通过语言或者汇编语言的编写，来实现单片机系统所需的功能。主程序流程图如下图所示： 四、预期成果：所设计的车辆缓速器运行性能远程实时检测系统，能实现对缓速器扭矩、温度、转速等数据采样测试等功能，可以远程测定出电涡流缓速器的制动转矩与车速、励磁电流及转子温度的关系。五、进度安排： 2014年11月22日-2014年12月12日:开题报告2014年12月13日-2015年01月31日:单片机采集硬件、软件框图2015年02月01日-2015年03月10日:硬件采集电路设计与调试2015年03月11日-2015年03月31日：采集系统软件编写2015年04月01日-2015年04月10日：联机通讯调试2015年04月11日-2015年05月10日：现场调试2015年05月11日-2015年05月22日：系统综合测试2015年05月23日-2015年06月11日：论文撰写六、主要参考文献： 1.深圳市外贸通达实业有限公司TELMA电涡流缓速器期刊论文-城市车辆 2002(2)2.时军.过学迅车用液力减速制动器的现状与发展趋势期刊论文-车辆与动力技术 2001(4)3.来西特缓速器的功能及应用期刊论文-商用汽车 2000(2)4.Helmut Schreck.Heinz Kucher.Bernhard Reisch ZF Retarder in Commercial Vehicles SAE922452 19925.Timothy J.Jol E Development of a Hydraulic Retarder for the Allison AT545R Transmission SAE Paper 952606 19956.Timothy J.Paulo Roberto.Cassoli Mazzali The MT643R An Automatic Transmision with Retarder for the Latin American Market SAE Paper 973127 19977.马建.陈荫三.余强.郭荣庆.张庆余汽车缓行器辅助制动效果分析 1999(07)8.罗富坤.杨富营排气缓速式辅助制动技术探析期刊论文-林业机械与木工设备 2003(5)9.喻方平.吕林.陈智君汽车排气制动性能随车测试分析系统设计期刊论文-武汉理工大学学报(交通科学与工程版) 2002(4)10.Hein KF.喻豪勇货车、公共汽车和旅游车上的液力辅助制动器 1991(02)11.林重博液力缓速器和电涡流缓速器期刊论文-汽车研究与开发 2001(6)12.廉保绪.丁守松电涡流缓速器的工作原理及使用情况期刊论文-合肥工业大学学报（自然科学版） 2000(z1)13. 王威.HCS12微控制器原理及应用M. 北京航天航空大学出版社.2007.10.指导教师意见（对课题设计（研究）内容的深度、广度及设计（研究）方案的意见和对毕业设计（论文）结果的预测等）指导教师签名：年 月 日系（教研室）审核意见： 系主任签名： 年 月 日注：开题报告应在指导教师指导下由学生填写，经指导教师及系审核后生效。 本科毕业设计（论文）车辆缓速器运行性能远程实时检测与控制系统(实时检测采集终端)学院名称： 汽车与交通工程学院 专 业： 汽车服务工程 班 级： 11汽服1W 学 号： 11323113 姓 名： 刘海阳 指导教师姓名： 施 卫 指导教师职称： 副教授 二一五 年 六 月江苏理工学院毕业设计（论文）车辆缓速器运行性能远程实时检测与控制系统(实时检测采集终端)摘要：针对现在大多数大型汽车缓速器损耗严重的问题，设计了一款车辆缓速器运行性能远程实时检测与控制系统。该系统通过对缓速器外围所安装的加速度传感器、温度传感器、应变传感器和转速传感器的数据收集，对缓速器的运行工况进行实时地监测。本次设计所选用的单片机是MC9S12XS128单片机，它是飞思卡尔16位单片机，一般是作为主控芯片来实现数据的收取、传送和控制的功能。通过编程，可以实现控制多路PWM驱动的功能，从而控制缓速器的工作状态，对缓速器进行实时保护。另外，传感器所接收到的数据，一方面要通过3G网络收发模块，传输到服务器端，进行后续的云计算，另一方面会在驾驶员对话窗口进行显示缓速器的安全信息。最后，针对基于车辆缓速器运行性能远程实时检测与控制系统进行了实验研究。结果表明，该系统的使用，可以实时控制缓速器的运行工况。当缓速器的工作状态达到一定负荷时，会减缓或停止缓速器的工作，加强了缓速器的安全性，可靠性，提高了缓速器的使用寿命，有极其广泛的实用价值。关键词：缓速器；飞思卡尔单片机；传感器The vehicle retarder performance of remote real-time detection and control system (Real-time detection acquisition terminal) Abstract: For the serious loss in most of the big automotive retarder problems now, a performance car retarder remote real-time detection and control system was designed. Through the data collection of the acceleration sensor, the temperature sensor , strain sensor and speed sensor which installed on the periphery of the retarder, operating condition of retarder was real-time monitored. This design was based on freescale 16-bit single chip computer MC9S12XS128 single-chip microcomputer as main control chip to realize the data receiving, transmission and control function. Through programming, the design could control the function of the multiplex PWM drive, thus the working state of the retarder could be controlled, for the real-time protection of retarder. In addition, the data received by the sensor, on the one hand, through the 3G network transceiver module, transmitted to the server side, follow-up of cloud computing, on the other hand, the security information will be displayed in the driver dialog window retarder. Finally, according to the vehicle retarder performanceof remote real-timedetection and control system,theexperimental study was conducted. The results showed that, the use of the system, the operation condition of the retarder could be real-time controlled. When the working state of the retarder reached a certain load, the operation of the retarder would be slowed or stopped, the safety, reliability of the retarder was strengthened and the service life was improved, all of these had extensive practical value. Keywords：Retarder; Freescale microcontroller;Sensor目 录序 言1第1章 课题分析与方案论证21.1课题任务分析21.2方案论证21.3设计步骤3第2章 技术分析42.1 单片机MC9S12XS128单片机42.2 多路PWM控制模块技术分析62.2.1 PWM模块特点62.2.2 PWM模块框图6第3章 系统硬件设计、采集和实现83.1系统工作原理及组成83.2 系统个硬件的采集93.2.1 OLED屏幕93.2.2 霍尔式转速传感器103.2.3 加速度传感器模块113.2.5 温度传感器模块113.3 MC9S12XS128单片机的外围电路设计123.3.1 电路设计软件Prolet DXP 2004123.3.2 电源电路设计123.3.3时钟电路的设计133.3.4 滤波电路设计143.3.5 复位电路设计153.3.6 电机模块电路设计15第4章 系统软件的设计和具体的实现174.1 引言174.2 CodeWarrior编程调试软件的概述174.3 基于S12XS系列单片机的编程要点194.3.1 AD转换模块说明204.3.2 IO端口模块说明214.3.3 PWM模块说明224.4 单片机主控程序设计254.5 基于Web的数据的发送模块设计26第5章 软硬件调试315.1硬件调试315.1.1 OLED显示屏的调试315.1.2 电机模块调试325.1.3 各个传感器模块的调试325.2 软件调试325.2.1 单片机部分软件调试325.2.2 服务器部分软件调试33参考文献35致 谢37附 录38序 言随着汽车行业的发展，越来越多的汽车需要更全方面的技术支撑。近几年来，国民生产水平和人均消费水平的日渐提高，人们对汽车的需求也越来越高。现在，人们不仅仅需要汽车只作为一个代步工具，更加注重的是汽车的安全性和可靠性。于是，对汽车这方面的研究已经成为近期汽车领域研究的方向。随着人们生活水平的不断提高，各式各样的汽车应运而生，其中，客车、卡车等一系列载重汽车也成了与人们生活息息相关，必不可少的组成部分。在这些载重汽车中，车辆缓速器则是保障它们安全性和可靠性的重要部件。但是，现在国内交通日益堵塞，还有在一些如下长坡等情况下，这些装有缓速器的汽车需要点刹或者持续刹车，此时，缓速器就有可能需要持续工作。在缓速器持续工作的情况下，缓速器内部会随着工作产生热量，随着热量的上升，可能会减少缓速器寿命或者直接导致缓速器的损坏。车辆缓速器运行性能远程实时检测与控制系统可以对缓速器的工作状态进行实时监控，对保护缓速器有着十分重要的作用。本次设计一共分为五章来进行说明，第一章，我先简单论述一下我的课题的任务，并对其进行一些简要的分析。另外，还有对大概的设计方案和设计步骤的简述。第二章是技术分析，介绍了一下我在本次设计中所选用的单片机的功能和特点，还对该设计一个重要部分PWM控制部分做了一下描述。第三章就是开始设计时的准备工作，即对设计所需的硬件进行采集，设计和实现。第四章是介绍系统软件的设计。这一章是本次设计的难点，也是特别重要的一部分。通过软件设计要能实现电机的运转，并能通过环境温度控制它的工作。还要将各个传感器所发给单片机的数据通过显示屏显示出来。第五章则是待软件和硬件都准备好后，进行最终的调试，调试分为硬件调试和软件调试，调试要顺序进行，保证设计系统最终能正常工作。第1章 课题分析与方案论证1.1课题任务分析本课题主要实现的是单片机实时接收各个传感器的数据，进行分析发送，并通过PWM 模块实现多路控制。同时， 单片机所接收到的传感器的数据要显示出来。本次设计的重点分别有：传感器数据的接收；单片机实现控制多路PWM驱动；缓速器安全信息的读取这三点内容。加速度传感器模块、转速传感器模块、温度传感器模块和应变传感器模块所感应到的数据通过自身模块处理后，将数据传输给单片机。然后编写一段程序，设置一个温度节点，当传感器接受到的温度达到一定临界值时，PWM模块会控制缓速器定子绕组中电流的通断，从而降低缓速器的工作温度，达到保护缓速器的作用。另外，对传感器的数据要实时反映到液晶显示屏上，模拟驾驶员对话窗口，实时监测缓速器的安全信息。构建3G通讯网络技术，将单片机中的数据进行云计算传输，传输到服务器中。缓速器会实现有大规模的终端用户数据采样，并通过3G网络运营商实现无线数据交换（这里可以采用电信或者联通运营商），之后再链接入云服务器管理及分析数据报表，数据可共享到生产设计部门。在安装有缓速器的车辆上完成转速、负载（扭矩）曲线的采样生成，温度时间曲线采样生成，相应速度，振动噪音采样与频谱分析等测试，以上参数通过客户端32位嵌入式系统进行集中处理分析。以32位ARM9为处理器核心，嵌入相应操作系统，开发出以自适应预测控制策略为基础（既转速传感器的实时测量，对负加速度的采样，以及制动踏板行程等传感器的采样分析），实现对定子线圈电流大小的控制输出达到制动力矩大小的控制目的。服务器端分析测控专家系统软件研发，完成性能分析与决策报表，反馈电涡流缓速器生产研发部门。1.2方案论证首先对设计中所涉及到的单片机进行的选型，由全球顶尖的汽车电子制造商飞思卡尔公司生产的16位MC9S12XS128单片机是专门用在智能小车大赛上作为汽车芯片的单片机。使用这种型号的单片机相对于传统的51单片机而言更为可靠，而且不需要添加过多的外围电路就能实现设计所需的要求。MC9S12XS128单片机自带有PWM模块，这个模块能够对输出的频率信号进行合理地调整和有序地变化，本设计可以通过单片机的这一功能对缓速器的工作状态进行调整。不过由于最后调试如果在带有缓速器的汽车上进行有些麻烦，所以这里我通过用一个直流电机来模拟缓速器的工作，通过PWM来实现对直流电机的变频调速。本次设计所选用的MC9S12XS128单片机额定工作电压为5V，不过考虑到汽车上车载电源电压为12V，所以后续会在系统的电源模块加装一个传统的降压芯片，把车载电源的12V电压转化为设计系统可用的5V电压，方便今后系统的就车调试运行。1.3设计步骤设计步骤如图1-1所示。方案设计系统硬件框图设计系统软件框图设计绘制电路图绘制PCB板硬件采集焊接电路板烧录软件调试现场调试 图1-1 设计步骤第2章 技术分析2.1 单片机MC9S12XS128单片机MC9S12XS128单片机是16位微控制器S12XS系列的一种，S12XS系列是由S12XE系列缩减而来的版本，并且它还能与S12XE系列微控制器兼容。S12XS系列延续了上个系列版本的诸类特征，比如：Flash存储器带有的纠错编码，数据和程序分开存储的闪存数据模块；频率调制锁相环，改善EMC功能的ATD快速转换器。S12XS系列同时具备了32位MCU的优势和16位的MCU所拥有的固有效率，并且能拥有现有飞思卡尔系列版本所具有的低功耗、低成本等优势。与其他S12X系列一样，不需要等待状态，S12XS系列直接为MCU外围设备和存储器提供16位访问。S12XS系列拥有LQFP封装引脚112个、QFP引脚80个、LQFP封装引脚64个选择，并且和S12XE系列高度兼容。除了每个模块所提供的I/O端口外，还具有18个从停止到等待的模式被唤醒的终端功能I/O端口。MC9S12XS128单片机所拥有的这些丰富的外部接口资源和内部资源不但可以满足ECU处理各种数据，还能满足CAN网络数据的接收和发送需求。MC9S12XS128单片机的引脚很多，而且每个引脚都有各自的功能，引脚示意图就如图2-1所示。各个引脚说明如下：1. EXTAL,XTAL (振荡器引脚)EXTAL是晶体驱动引脚，所有设备的复位时钟都是来自于EXTAL的输入频率；XTAL是外部时钟引脚，它是振荡器的输出引脚。2. RESET (外部复位引脚)外部复位引脚是一个有效的低电平双向控制信号。它的输入的前提是当为控制器已经初始化到启动的状态，如果输出的驱动给的信号是低电平信号时，内部的MCU复位源会被指示触发。3. VDDR和VSSR (数字电源和接地引脚)它们分别是外部电源和接地引脚，所提供的是电压调整器的输入和I/O驱动。为了满足信号的快速上升要求，所以要求电源能提供较大的瞬时电流，而且要在两个引脚之间放置一个高频旁路电容，要尽量靠近MCU，而旁路的具体要求则是取决于MCU引脚所能承受的负载。4. VDDX和VSSX （I/O电源和接地引脚）这两个引脚是用来提供I/O驱动。运用到电路上时要在两个引脚之间放置一个旁路电容，并且也要尽量靠近MCU。5. VDDA和VSSA （ADC转换模块电源和接地引脚）这两个引脚的用途是为AD转换器和电压调整器提供电源和接地功能，并且还要为内部的电压调整器发送参考电压。同时两个引脚之间还要放置一个旁路电容。6. VRH和VRL （ADC参考电源输入引脚）这两个引脚都是AD转换器参考电压的输入引脚，它们精度的稳定性直接可以影响到最终转换的结果，因此对这路电源的品质要求会较高，不能够受数字部分影响。不过它们的优点是功率较小，可以单独供电，既经济又实用。7. 其他的一些引脚则是单片机的输入输出口，它们有的自带A/D转换功能，能够自动转换接收外围的模拟信号；有的则可以控制外围通道的开闭，从而达到控制外围电路的效果。图2-1 MC9S12XS128单片机2.2 多路PWM控制模块技术分析2.2.1 PWM模块特点PWM 调制波拥有输出通道八个，每一个输出通道都可以作为一个独立输出通道进行工作。每个输出通道都有一个计算脉冲的个数的精确的计数器，一个工作周期下来可以控制寄存器和两个提供涌来选择的时钟源。PWM输出通道是由所调制出来的占空比来控制，占空比的大小基本上是从0100%。变化的波形。在工业领域，PWM的应用相当的广泛，它可以用来实现D/A转换和精确脉冲序列的输出。MC9S12XS128单片机的PWM模块有如下的特点： 1. MC9S12XS128微控制器有8个可编程PWM通道，和微控制器PP0-PP7引脚复用。占空比和每通道的周期独立控制，8个通道8个精准。可以是邻位的两个通道都受到PWMCTL设定器连接，作为一个16位精度PWM通道，一个XS128器件提供4个16位分辨率的PWM通道; 2. 每一个PWM通道都会拥有一个有独立的计数器； 3. 每个信道的占空比可以由软件通过设置寄存器真实PWMPOL相应位为高电平，低电平有效清除;4. 每一个输出通道都会有两种模式，它们分别为左对齐模式或者是右对齐模式，这些模式的设定是由单片机中的PWMC寄存器来实现的。5. 可编程的时钟选择逻辑； 6. 紧急停止功能。2.2.2 PWM模块框图 框图如图2-2所示。图2-2 PWM框图第3章 系统硬件设计、采集和实现 3.1系统工作原理及组成系统工作原理图如图3-1所示：图3-1 系统原理图这次所研究和设计的系统，是在缓速器的工作状态下，对缓速器的运行性能进行实时地监测与控制。在缓速器运行时间过长，或者工作频率过高的情况下，缓速器可能会产生大量的热量，在这样的工作环境下，缓速器的使用寿命和工作的安全可靠性根本得不到保障。此时系统的作用就是，收集缓速器工作环境的相关数据，如图3-1所示，各个传感器将数据采集出来，传动到单片机中，单片机对传感器传输过来的数据进行收集、分析和计算，并设置一个温度极限值。若检测到的缓速器的工作温度达到这个极限值，单片机的PWM模块的输出通道会改变该通道的占空比，从而控制定子绕组，断开输出的电压，使缓速器暂停工作，当温度降低至安全值时，缓速器又可以重新开始工作了。其他传感器接受到的数据要通过屏幕，在驾驶室中显示出来，与驾驶员形成对话窗口，提示缓速器的安全信息。另外，这些数据还要通过3G 或4G网络传输到服务器中，与客户端形成数据的对接，可以提供数据的打印输出。本设计的系统的主控模块终端是以MC9S12XS128单片机为核心的。单片机通过对外部传感器的模拟数据的采样和分析，并相应实现一定的控制功能。3.2 系统个硬件的采集3.2.1 OLED屏幕OLED屏幕是应用于飞思卡尔电子科技的电子显示模块，它的显示区域是128*64的区域点阵，而且突出的是，点阵区域的每个点都可以自己发光，所以这就能消除屏幕背光这一可能性。区别于其他普通的显示屏而言，OLED屏幕可以显示英文字符、汉子、图形等，并且它可以独立操作点阵区域中的任意一个点。这就使得屏幕的对比度相当的高。它还有质量轻，体积小的有点，很多时候都被用来作为飞思卡尔智能小车的设计安装。模块接口顺序是：GND-电源负极VCC-3到5V直流电源SCL-信号线，连接MCU引脚SAD-信号线，连接MCU引脚RST-信号线，连接MCU引脚D/C-信号线，连接MCU引脚实物图如图3-2所示。图3-2 OLED屏幕3.2.2 霍尔式转速传感器霍尔式转速传感器模块是一个单路信号输出模块，该模块没有触发时，该模块输出的是低电平；当模块有触发时，则输出的是高电平。本次设计所用的霍尔式转速传感器模块安装了一个电源指示灯，另外在信号输出时，也会有一个信号灯指示。当霍尔式传感器模块工作时，在模拟缓速器工作的电机上装有一个磁极，当电机转动，传感器有磁场切割运动时，就会有信号输出，依靠这个原理，可以测出转速数据，从而传输到单片机中，完成后续工作。模块接口说明（4 线制）1. VCC 外接 5V 电压2. GND 外接 GND3. DO 模块接口，直接接入单片机输入输出端，控制时接口输入（0 和 1） 实物图如图3-3所示：图3-3 转速传感器模块实物图3.2.3 加速度传感器模块本次设计所使用的加速度传感器模块是以ADXL345为加速度计的，他的优点是小而且薄，而且功耗特别低。但是它却有着高达13位的分辨率。加速度计ADXL345非常适合在移动的设备上应用。这款加速度传感器的功能多种多样。当用户设定了一个阀值时，为了检测期间有没有发生运动，运动的加速度是多少，可以通过该阀值与随意一个轴上的加速度相比较来实现活动与否的检测功能。任意方向上的单振和双振动作可以通过敲击检测功能来进行检测。一个掉落物体加速度的检测，可以通过该加速度计的检测自由落体功能来实现。加速度计的这些功能能够单独映射到两个中断输出引脚其中的一个。ADXL345加速度计还有一个有点是它所拥有的低功耗模式，在该模式下，可以对运动状态下的智能电源进行管理，由此 运动物体的加速度测量和阀值的感测就可以在更低的功耗下进行。实物图如图3-4所示：图3-4 加速度传感器模块3.2.5 温度传感器模块本次设计选用的温度传感器型号为DS18B20，DS18B20的数字温度计提供9位到12位的摄氏温度测量模块上还安装有黄色的二极管LED指示灯，当电路中有电源输入时，黄色的LED指示灯会亮起，这种情况下说明模块电路中是通电的，这样可以用来显示模块电路的通断情况。传感器模块的额定电压为5V。实物图如图3-5所示。图3-5 温度传感器模块3.3 MC9S12XS128单片机的外围电路设计3.3.1 电路设计软件Prolet DXP 2004本次硬件电路设计选用软件的是由Altium公司推出的Prolet DXP 2004。2004版本的这款软件不仅继承了前几个版本的有点和功能，还另外增加了许多的优化和高端功能，能够帮助我们轻松地处理好各种复杂的PCB电路的设计和仿真，给我们的设计和研究带来了很大的便捷。首先，安装完Prolet DXP软件后，要对本次设计所需的元器件进行归纳综汇，然后在Prolet DXP软件中下载几个常用元件的元件库。在一个元件里，就连接了许多的东西，例如元件的符号、包装、各种元件模型等等都能一起找到。Prolet DXP还能实现与其他软件的通信，实现数据的交换，与其他软件进行数据共享，这样方便了设计的仿真与调试。如果再系统原件库中找不到设计所需的元件，还可以通过自己设计元件，将自己所需的元件添加到元件库中，一边电路图的绘制。当需要引脚相连时，不要自己在电路图中划线，软件带有自动布线的功能，只要在需要线路链接的两个引脚上标明相同的引脚编号，系统会自动生成连接布线。3.3.2 电源电路设计 MC9S12XS128单片机的内部供电电压为5V，像单片机中的A/D转换器、I/O端口驱动器、电压调整器等，这些模块所需要的电压都是由单片机来提供。但有以下几点需要注意的：比如说第43引脚的VDDR接地时，外部电源需要给第48引脚的VDDPLL、第65引脚的VDD、第13引脚的VDDF提供稳定的供电，此时就要关闭单片机内部的电压调整器；需要让内部电压调整器开启，则是在第43引脚的VDDR接高电平时。有的时候在供电时，各个模块之间会产生相互的干扰，这样会造成模块电路的不稳定，为了解决这一问题，会在设计电路时，对各个模块进行独立地供电和滤波，增强工作时各个模块的稳定性。系统电源主要可以分为两大类，一个是开关电源，还有就是线性电源。两种电源相比，各有利弊。两者比较如表3-1所示：表3-1线性和开关电源的比较规格线性电源开关电源线路调整率0.02%0.05%0.05%0.1%负载调整率0.02%0.1%0.1%1.0%输出纹波0.52mV RMS10mV100mVP-P输入电压范围10%20%效率40%55%60%95%功率密度/(W/cu.in.)0.5210瞬态恢复/s50300保持时间/ms234由表3-1所示，为了避免外接的干扰，传输大功率时选用开关式电源，传输小功率时则选用线性电源。3.3.3时钟电路的设计在MC9S12XS128单片机工作时，有很多像A/D转换输入信号的模块会收到干扰，造成这一现象的原因很大可能是时由于模块电路中时钟电路的设计不当所造成的。对于单片机而言，时钟电路是单片机组成电路中十分重要的组成部分。当时钟电路设计不恰当时，在高频率的晶振体工作状体下，会由于工作产生高频率的信号，这种信号会对模块中的其他电路造成干扰。倘若晶振体停止工作，整个单片机系统将瘫痪，无法运行。MC9S12XS128单片机的第46EXTAL引脚和第47XTAL引脚通常被用来当作时钟输入接口，而单片机时钟电路上接的，大多数是频率为16HZ的晶振。串联、并联和使用有源振荡器是外部振荡器链接的三种方式。由于第三种连接方式相对而言有较高的稳定性，所以本次设计选用这种作为外部振荡器的连接方式。电路图设计如图3-6所示：图3-6 系统时钟电路图另外，在设计晶振电路时，还应该注意以下几点：1. 为了保证晶振工作时的稳定性，另外由于晶振工作时所产生的高频率信号会对周围的线路形成干扰，所以在设计电路时，应尽量将晶振靠近单片机的引脚。2. 由于有晶振高频信号的干扰，所以一些对信号质量有一定要求的元器件，走线时，尽量不要从晶振的下方或者周围走线。3. 为了隔离晶振的噪音，并且防止别的信号干扰晶振电路的工作，通常在晶振的下方或者周边布置地线，用来将它覆盖和包围。3.3.4 滤波电路设计滤波电路是由电抗元件组成的，它的作用是将电路电压中的多余的纹波过滤掉，从而来保证系统的稳定供电。本次设计中的单片机的电源端第48VDDPLL引脚和第45VSSPLL引脚外接了一组滤波电路，单片机本身内部带有一个电压调整器，用途是来为单片机内部不同电路的需求提供不同的电压，这样加了滤波电路后，会使模块电路的工作更为稳定。如果需要外接电源，外接电源端同样也需要一个滤波电路。电路图如图3-7所示：图3-7 滤波电路图 3.3.5 复位电路设计复位电路对于单片机系统电路来说是一个是一个必不可少的模块。任何一个单片机，如果他没有复位电路，在电源接通时，没有复位信号发送给单片机，这样单片机就不能正常运行工作。在单片机系统进行调试实验时，往往会出现系统运行错误，或者死机的情况，这个时候就需要进行手动操作复位，使单片机系统重新回到初始状态，从头开始对系统调试。复位电路传输给单片机的信号为低电平信号，在单片机工作状态下，引脚所设置的为高电平，当系统需要进行复位操作时，再给引脚有效的低电平信号。复位电路如图3-8所示：图3-8 复位电路3.3.6 电机模块电路设计为了模拟缓速器的工作，本次设计引入了电机模块来仿真缓速器的运行工况。当缓速器需要正常工作时，对应的电机就会转动，当缓速器工作环境达到特定值需要停止工作时，电机就在这个情况下停止转动。设计中所选用的电机的型号为ULN2003，它的内部结构时七个达林顿管，正是由于这种结构特点，使得该型号的电机具有耐高压、大电流的特点。电机模块电路图如图3-9所示：图3-9 电机模块电路第4章 系统软件的设计和具体的实现4.1 引言完成一个单片机系统的实验与调试，不仅需要收集硬件，对硬件电路进行设计，而且需要辅之以软件的设计。软件相当于单片机中流动的血液，只有对单片机进行软件的输入和调试，单片机系统才能实现所期望的功能。本次设计中，单片机对传感器数据的接收、计算、分析；通过传感器数据借以PWM对外部缓速器的工作情况进行控制；将传感器的数据反映到显示屏上；通过3G/4G模块进行数据的发送等等功能，都是通过软件的编写，才能在单片机中调试实现的。单片机程序语言的编写，是这次设计的核心内容。经过筛选后决定，选用专门为飞思卡尔单片机系列所打造的CodeWarrior编程软件来进行程序的编译。4.2 CodeWarrior编程调试软件的概述CodeWarrior系列是 Metrowerks 公司开发出来的集成开发环境，它同时具备了开发效率高、强大、易用的有点，是开发嵌入式系统最好用的开发工具之一。下面就对CodeWarrior编程调试软件的准备部分的流程作下大概的描述：首先，要先在电脑上安装CodeWarrior软件。双击打开后，会出现对话窗口，如图4-1所示。图4-1 对话窗口此时选中对话窗口上第一个Create New Project按钮。此时又会弹出另外一个对话框，如图4-2所示。图4-2 对话窗口对话框中有两栏，第一栏是选择所用单片机的型号，第二栏是选择下载程序到单片机中的模块。根据本次设计的实际情况，在第一栏中选择单片机型号为MC9S12XS128单片机，在第二栏中选择下载器为最下面的TBDML。确认选好后，点击下一步。图4-3 对话窗口此时又跳出了一个对话窗口，如图4-3所示，该窗口的主要用途是让我们选择编程所用的语言。根据实际情况，由于在大学中所学习的计算机编程语言都是C语言，所以这一项也就选择C语言为此次程序编写的语言。然后再点击下一步。图4-4 对话窗口跳出来的这个对话窗口，如图4-4所示，是用来将现有的文件添加到项目中，由于是第一次编译，所以可以直接点击完成按钮，到达编程界面，如图4-5所示。图4-5 编程界面在主界面的编程界面上，系统已经自动将头文件和一些必要的软件语言显示了出来，只要根据自己设计系统的实际情况，在相应空白部分进行程序的编写即可。4.3 基于S12XS系列单片机的编程要点S12XS系列单片机是由多个模块组成，比如A/D转换模块、IO口模块、PWM模块、SCI模块、CAN总线模块等等。各个模块的编程各有各的特点，以下简要概述下各模块的编程要点。4.3.1 AD转换模块说明AD模块的主要功用就是将模拟信号源所发出来的模拟信号转化为单片机能够接收的数字信号，这样可以方便单片机对所要测的模拟信号源发出的信号进行数据的收集、储存、计算和发送等。AD转换模块的用途和重要性，使得它在越来越多的领域发挥着必不可少的作用。当模拟信号源发出模拟信号时，AD模块第一时间进行对模拟信号的接收。接收完之后先对所接收的模拟信号的强度等情况进行保持，另外还要将其量化，最后再将输入进来的模拟信号转化为数字信号方可进行下一步的输出。单片机中，AD模块结构示意图如下4-6所示：图4-6 AD转换模块结构本次设计所用的单片机中的A/D转换模块所拥有的模拟量的输入接收通道一共有十六个，十六个通道依次排列开来，逐渐靠近A/D转换器。另外，本次设计所用的S12XS系列单片机内部还配备有2组12位/10位/8位的A/D模块，它们分别是ATD0模块和ATD1模块。本次选用的单片机的转换模块具有转换精度高，每一次的转换时间快的特点。它还能够将外部所要接收的模拟信号量进行放大处理，以便更好更准确地接收处理。对于采样所需要的时间，转换器也可以通过编程将时间采集出来，方便后续操作。当面对外部模拟信号源会出现输出的模拟信号连续不断时，A/D转换器模块的连续转换模式可以对这一段连续信号进行处理。由于此单片机中拥有十六个通道，所以该模块的扫描方式也是多通道的。A/D转换模块由四个部分组成，它们分别是模拟量的转换部分、模拟量的前端部分、控制的部分以及结果存储的部分。4.3.2 IO端口模块说明IO端口有许多的功能，最简单的它可以就直接被设置作为一个通用的IO口。它也可以作为驱动端口使用，比如说在外部接一个LED灯或者步进电机等，在单片机中编写相应的程序，通过IO口来控制输出，从而控制LED灯或者步进电机的工作情况。除此之外，IO端口还可以用作为内部上拉/下拉端口和终端输入端口来使用。为了实现上述功能，必须要有来实现上述设置功能的寄存器，才能实现设置IO口工作方式的效果。这些寄存器分别是：DDR、IO、RDR、PE、IE和PS。它们的功能如下所示：DDR：设定I/O口的数据方向。IO ：设定输出电平的高低。RDR：选择I/O口的驱动能力。PE：选择上拉/下拉。IE：允许或禁止端口中断。PS：1. 中断允许位置位时，选择上升沿/下降沿触发中断； 2. 中断禁止时且PE有效时，用于选择上拉还是下拉。 4.3.3 PWM模块说明PWM模块的作用是能让单片机拥有实现对其他系统进行变频控制的功能，它也常被称之为脉宽调制器。PWM实现控制功能是通过对相应引脚的占空比的改变来实现的，这一点区别与IO口的对外部的控制，PWM改变的是单片机引脚的输出频率信号，并对其进行合理地调整和有序地变化。由于直流电机、舵机等也是依靠这一原理来实现工作地，所以就可以用PWM来实现对它们的控制。PWM地主要寄存器有：PWME、PWMPOL、PWMCLK、PWMPRCLK、PWMCAE、PWMCTL、PWMDTYX等。各个不同地寄存器就有各自不同的输出特点和定义方式。1. PWME是PWM的使能寄存器，它的特点就是能在任意的时候进行读或者写。通道x的使能位有八个，用PWME7:0表示。当置1时，通道x打开，相反，当置0时，通道x则被关闭禁止。寄存器位定义如图4-7所示：图4-7 PWME寄存器2. PWMPOL是PWM的极性选择寄存器，它跟使能寄存器一样，可以在任意地时候进行读或者写，不过区别就是，极性选择寄存器在控制时，脉冲输出要是在初始电平的状态下才能完成读写的动作。八个选择位也是用PPOLX7:0来表示。在单片机工作时，如果在寄存器的端口置1，那么在工作周期开始阶段，输出通道会输出高电平，在工作到寄存器占空比的值与计数器的值相等时，输出通道会输出低电平；如果在寄存器的端口置0，那么在工作周期开始阶段，输出通道会输出低电平，在工作到寄存器占空比的值与计数器的值相等时，输出通道会输出高电平。寄存器位定义如图4-8所示：图4-8 PWMPOL寄存器3. PWMCLK是PWM 的时钟选择寄存器，选择通道的时钟源，可以在任意时候进行读或者写。它有07八个通道，通道0、1、4、5为时钟选择位时，置0，则时钟源为A;置1，则时钟源为SA。通道2、3、6、7为时钟选择位时，置0，则时钟源为B；置1，则时钟源为SB。 寄存器位定义如图4-9所示：图4-9 PWMCLK寄存器4. PWMPRCLK时PWM的预分频时钟寄存器，当选择单个的时钟源分别给到A和B时，在任意的时候都可以进行读或者写。时钟A和时钟B的预分频设置分别如图4-10和图4-11所示：图4-10 时钟A的预分频设置 图4-11 时钟B的预分频设置寄存器位定义如图4-12所示： 图4-12 PWMPRCLK寄存器5. PWMCAE是PWM的中心对齐使能寄存器，在选择了输出通道的输出脉冲对齐方式时，在任意的时候都可以进行读或者写。寄存器包含八个控制位为每套左对齐通道输出或居住不结盟输出。如果CAEX设置为1，则为中心对齐模式。如果设置为0，左对齐输出。应当指出的是，仅输出通道是封闭的，它可以安排该信道被激活后后未设置。后不进行设置。寄存器位定义如图4-13所示：图4-13 PWMCAE寄存器6. PWMCTL是PWM的控制寄存器，它的功能是控制PWM模块，在任意的时候都可以进行读或者写。寄存器中，第二位到第七位既可以读也可以写。只有当它们每个位对应的通道关闭之后，才能实现作为控制寄存器的功能，对控制字进行改变。寄存器位定义如图4-14所示：图4-14 PWMCTL寄存器7. PWMDTYX是PWM的通道占空比寄存器，跟上述寄存器一样，它也有八个寄存器，而且在每一个通道上，都配备有一个恒定的占空比这样的存储装置。该寄存器的所输出的值能确定有关信道的输出波形的PWM占空比。由于占空比的寄存器在每个通道中都是双向缓冲的原因，所以如果当通道被激活，它们的值不管发生什么变化，寄存器都不会发生任何的作用。如果信道没有被激活，常数寄存器写操作则占空比将直接导致同期缓冲寄存器锁在一起。当计数值和常数PWMDTY的相等的占空比，比较器输出是有效的，那么这将是触发器，然后PWMCNT继续计数，当计数值等于周期PWMPER不变，比较器输出是有效时，触发器被复位，而且要PWMCNT复位周期的输出端。占空比的计算公式：极性PPOL等于0时，占空比=；极性PPOL等于1时，占空比= 。寄存器位定义如图4-15所示：图4-15 PWMDTYX 寄存器4.4 单片机主控程序设计在程序编写开始时，先将设计所需要的各个模块部位的函数。然后设置电机工作接口，对电机端口上电顺序进行规定。除了主函数外，还要对温度传感器模块，转速传感器模块，加速度传感器模块，应变传感器模块和电子屏幕OLED屏模块的程序分类进行编写，以便于主函数对它们进行调用。当系统接通电源之后，首先整个电路进行初始化，系统初始化主要就是包括定义常量和变量的初始化，将单片机中原来的程序赋初值，还有，把寄存器、收发器和电源等芯片进行初始化，最后还有就是将OLED显示屏初始化，如果不初始化，显示屏将不会工作。系统开始在常温下正常工作时，由于温度不是太高，电机处于转动的状态。此时温度传感器模块，转速传感器模块，加速度传感器模块和应变传感器模块的数据会在OLED屏幕上显示出来，模拟与驾驶员的对话窗口。然后给定一个假定的环境，提高温度传感器周围的温度，模拟缓速器处于过度工作状态，缓速器自身温度上升。当传感器接收到的温度达到设定温度（30C）时，此时温度信号通过串口发送出去，电机端口开始停止供电，电机处于停止工作状态，外接一个红色LED报警灯此时也亮起，模拟缓速器工作的极限值。这是，各传感器数据同时传输并显示道OLED屏幕上。当温度降低，并低于设定温度（30C）时，解除警报，电机恢复正常工作状态。单片机主控模块主控程序的设计流程图如下图4-16所示：图4-16单片机控制模块主程序流程图4.5 基于Web的数据的发送模块设计本次设计的数据传输是在构建3G通讯网络技术的基础上实现的数据的云计算传输。设计的目的是可以实现对装有缓速器的大规模的终端用户进行数据的采样，通过3G网络运营商实现无线数据的交互，并将这些数据链接入云服务器管理，另外还要对这些数据进行分析处理，形成一个数据报表，共享至设计部门，从而实现对缓速器运行性能进行实时地监控目的。考虑到实际的成本和传输问题，设计所用的3G网络收发模块暂时先用电脑来进行模拟仿真。先用Visual 2008在电脑上构建一个数据收发平台程序代码如下所示：Dim T As VariantDim c As VariantDim Y As IntegerPrivate Declare Sub Sleep Lib kernel32 (ByVal dwMilliseconds As Long) API,用sleep实现延时延时函数Function delay(number) Call Sleep(number) DoEventsEnd FunctionPrivate Sub Combo1_Click() 选择端口 If Combo1.Text = COM1 Then MSComm1.CommPort = 1 ElseIf Combo1.Text = COM2 Then MSComm1.CommPort = 2 ElseIf Combo1.Text = COM3 Then MSComm1.CommPort = 3 ElseIf Combo1.Text = COM4 Then MSComm1.CommPort = 4 Else MSComm1.CommPort = 5 End IfEnd SubPrivate Sub Command3_Click() 停止采集 Timer2.Enabled = False If (MSComm1.PortOpen = True) Then MSComm1.PortOpen = False Command2.Caption = 打开串口 End IfEnd SubPrivate Sub Form_Load() 初始化 MSComm1.Settings = 9600,N,8,1 MSComm1.InputMode = 0 MSComm1.RThreshold = 1 MSComm1.InputLen = 4 MSComm1.SThreshold = 0 MSComm1.InBufferSize = 1024 MSComm1.OutBufferSize = 512 MSComm1.InBufferCount = 0 MSComm1.OutBufferCount = 0 Combo1.AddItem COM1 Combo1.AddItem COM2 Combo1.AddItem COM3 Combo1.AddItem COM4 Combo1.AddItem COM5 Picture1.Scale (-100, 100)-(100, -100) Command1.Caption = 采集数据 Command2.Caption = 打开串口 Timer1.Interval = 1000 Timer2.Interval = 1000 Timer2.Enabled = FalseEnd SubPrivate Sub Command2_Click() If Command2.Caption = 打开串口 Then MSComm1.PortOpen = True Command2.Caption = 关闭串口 ElseIf Command2.Caption = 关闭串口 Then MSComm1.PortOpen = False Command2.Caption = 打开串口 End IfEnd SubPrivate Sub MSComm1_OnComm() 触发事件 If MSComm1.InBufferCount 0 Then Text4.Text = MSComm1.Input c = Val(Text4.Text) delay (1) End IfEnd SubPrivate Sub draw() Picture1.FontSize = 15 设置字体大小 Picture1.DrawWidth = 1 Picture1.ForeColor = QBColor(12) Picture1.Cls Picture1.Line (-88, -88)-(-88, 88) 纵坐标 Picture1.Line (-89, 86)-(-88, 88) 纵坐标箭头及y值 Picture1.Line (-87, 86)-(-88, 88) Picture1.PSet (-86, 88) Picture1.Print y Picture1.Line (-88, 0)-(88, 0) 横坐标 Picture1.Line (86, 1)-(88, 0) 横坐标箭头及x值 Picture1.Line (86, -2)-(88, 0) Picture1.PSet (88, -1) Picture1.Print x Picture1.DrawWidth = 4 Picture1.FontSize = 8 For Y = -80 To 80 Step 10 Picture1.PSet (-88, Y) Picture1.Print (Y) Next Y T = -88 Timer2.Enabled = TrueEnd SubPrivate Sub Picture1_MouseDOWN(Button As Integer, Shift As Integer, B As Single, A As Single) 光标线读数 Text1.Text = B Text2.Text = AEnd SubPrivate Sub Command1_Click() 开始采集 Call drawEnd SubPrivate Sub Timer2_Timer() 画图 Picture1.DrawWidth = 1 Picture1.PSet (T, c), vbGreen T = T + 0.5 If T 88 Then Call draw End IfEnd SubPrivate Sub Timer1_Timer() 显示时间 Text3.Text = CStr(Time$()End Sub数据收发平台效果图如图4-17所示： 图4-17 数据采集界面采集数据时，单片机通过TXD、TRD进行串口通讯，当模拟服务器的采集数据平台打开串口，采集数据时，单片机中的传感器数据就会传输到模拟服务器中，服务器通过网络将这些数据传输给客户端，以便对缓速器的运行状况进行分析并在安装有缓速器的车辆上完成转速、负载（扭矩）曲线采