基于STM32的低频振动检测装置设计.doc

摘要: 随着现代科学技术的迅速发展，起重机械已经在企业厂矿广泛应用。起重机安全运行至关重要。起重机主梁的动刚度是起重机安全运行的重要指标。目前，传统的测量动刚度的方法包括贴应变片法，压电加速度计法，机械式测振仪法等，这些方法需要将笨重的检测仪器搬运到较高的起重机主梁上，安装使用不便，工作效率较低。为此，本文提出一种基于STM32的低频振动检测装置。

本课题采用嵌入式技术，设计了新型的低频振动检测装置。系统硬件由六个部分组成，包括：振动检测电路，AD转换电路，嵌入式最小系统，显示电路，电源电路，存储电路。系统以微处理器STM32F407作为主控制芯片，通过加速度传感器感知振动输出模拟信号，经过放大、采样后转换成数字信号。再通过FFT变换算法，得出振动信号的主频率和频谱图，并显示出来。

经过运行测试，本课题设计的低频振动检测装置可实现振动信号的检测和分析，并给出频率值和频谱图。该系统具有体积小，安装方便，测量准确等优点，能够解决大部分现场起重机主梁动刚度测量问题，具有良好的应用价值和市场前景。 

关键词：动刚度；加速度传感器；振动频率；FFT算法

目录

摘要

Abstract

1 绪论-1

1.1 课题研究背景及意义-1

1.2 国内外发展现状-1

1.3 课题主要研究内容-3

2 系统方案设计-4

2.1 总体方案-4

2.2方案论证-5

2.2.1 微处理器的选择-5

2.2.2 振动传感器的选择-5

2.2.3 信号处理方法的选择-5

3 系统硬件设计-6

3.1 最小系统设计-6

3.1.1 主控制器电路设计-6

3.1.2 串口电路-7

3.1.3 电源电路-7

3.2 内存扩展电路-8

3.3 振动检测电路-9

3.3.1 振动传感器电路-9

3.3.2 放大电路-9

3.4 数据存储电路-10

3.5 显示电路-11

4.1 主程序设计-12

4.2 采样程序设计-13

4.3 FFT算法设计-14

4.4 显示程序设计-15

5 系统测试-17

5.1 部分性能测试-17

5.2 整体测试-19

附录A 硬件原理图-23

附录B 装置实物图-24

附录C 部分程序文本-25