毕业设计--全自动车辙测试仪控制系统总体方案的设计

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1、 第 1 页 目录目录 目录. 1 前言. 3 第一章 全自动车辙测试仪控制系统总体方案的设计 5 1.1 车辙测试仪试验系统的设计要求 5 1.2 实验测试的前期工作 . 5 1.3 测控系统的要求. 6 1.3.1 位移测量 . 6 1.3.2 温度测量和恒温 6 1.3.3 单片机和 PC 机的通信 6 1.3.4 PC 机的控制 6 1.4 全车辙测试仪控制原理 . 7 1.5 整个测试仪功能划分 . 7 1.6 测试系统流程图. 8 1.7 测试的步骤 9 第二章 车辙实验仪机械本体部分的简介 10 2.1 机械主体运动方案 10 2.2 驱动设计 .10 2.3 通风系统 .10

2、2.4 水浴 . 11 2.5 试模组件 . 11 2.6 外观 . 11 2.8 起吊系统 . 11 2.9 杠杆的的结构特点 12 第三章 车辙测试仪硬件的原理，选用和外围电路的设计 .13 3.1 前向通道的设计13 3.1.1 总论 13 3.1.2 传感器的选择.14 3.1.3 霍尔开关的选择: .16 3.1.4 运算放大器的选择: .17 3.1.5 A/D 转换器的选择: 19 3.2 单片机的选择及应用: 23 3.2.1 概述 23 3.2.2 AT89C51 单片机性能介绍 23 3.2.3 复位电路的可靠性设计 .24 3.3 单片机与 PC 机的串行口通信实现 .2

3、5 3.3.1 基本概念 25 3.3.2 232 芯片简介 26 3.3.3 连接器的选择及应用 .26 第 2 页 3.4 后向通道的设计29 3.4.1 概述 29 3.4.2 光电隔离技术.30 3.4.3 可控硅元件的工作原理及基本特性 30 3.4.4 稳压电路的设计 .32 第四章 车辙测试仪软件设计 .34 4.1 总论 .34 4.2 编程语言的介绍35 4.2.1 单片机编程语言的选择 .35 4.2.2 PC 机编程语言的介绍 37 4.3 单片机部分的程序编制 37 4.3.1 程序模块划分.37 4.3.2 主程序部分 37 4.3.3 数据采集部分.42 4.3.4

4、 数据发送部分.43 4.3.5 数据接受部分.44 4.3.6 系统控制部分.45 4.3.7 其他的一些子函数 .46 4.4 PC 机部分的简介 .47 4.4.1 软件运行硬件和系统需求 .47 4.4.2 软件界面和控制功能的介绍 .48 毕业设计总结 52 参考文献 53 致 谢54 附录55 第 3 页 前言前言 从上世纪九十年代开始，中国进入了公路建设快速发展的时期，尤其是 1998 年中国实施积极的财政政策以来，中国公路建设投资数量之大、开工项 目之多举世瞩目。从 1990 年到 2003 年的 14 年间，中国公路建设累计投资近 2 万亿元，其中仅 2003 年就达 371

5、5 亿元，创历史新高。2004 年 1 至 9 月，中 国公路建设完成投资比去年同期又增长了 266。到前年底，中国公路通车 总里程达 181 万公里，居世界第三位，其中 44是最近 14 年内修通的。目前 已突破 3 万公里，高速公路总里程位居世界第二。 据统计，我国的高速公路 95%以上的路面均为沥青混凝土或改性沥青混凝 土路面。但随着交通量的不断增长，很多高速公路沥青路面均呈现出一定的早 期破坏，如开裂、泛油、剥落、车辙等现象，有的高速公路甚至当年通车即发 生了病害，正常维修期大大提前，直接影响了车辆的运行，也增大了养护管理 资金的投入。如果我们在施工前对沥青的质量通过实验进行检测，那么

6、将减少 很多意想不到的问题。 影响我国高速公路沥青路面质量的因素非常多，如浸水时间过长路面面层 松散、剥落、坑槽；由于沥青混合料级配设计不合理、稳定性差或由于基层及 面层施工时压实度不足， 使轮迹带处的面层和基层材料在行车荷载反复作用下 出现固结变形和侧向剪切位移引起车辙等。特别在夏季交通高峰期，车辆多对 路面的破坏非常的明显，所以对路面沥青材料在高温情况下的软化度、稳定度 有着非常高的要求。 智能车辙测试仪就是针对沥青稳定度测定的最新产品。智能车辙测试仪是 根据交通部公路工程沥青及沥青混合料试验规程(JTJ052-2000)中的 T0719-1993 沥青混合料车辙试验设计。智能车辙测试仪是采用机械精加工技 术，数据采集，实时控制技术的新一代的机电一体化的产品。 目前车辙测试仪试验系统实时控制比较差，自动化水平也不高，价格比较 高。 我们设计的智能车辙测试仪是由单片微机控制的自动化程度较高的精密测 控系统。 而且添加单片机与普通 PC 机之间的通讯， 这样实现了实验者对数据、 设备的实时的观察，以便遇到各种情况可以实施相应的措施。在实验过程中 PC 机将自动生成试样