路面铣刨机铣刨深度自动调整系统设计.doc

摘要:沥青路面是一种应用极为广泛的人造交通路面，与传统的沙石路、石板路、土路和水泥路等相比，采用石油化工产业的重油产物沥青和矿物、碎石等掺杂结合铺设的沥青路面具有路面平整、无浮土和扬尘、防水性好、结实坚固、使用寿命长等优点。但沥青路面使用了一段时间后，路面的表层经过风吹日晒、车压人踩，很有可能会出现爆皮、开裂和松散等现象，导致路面变得坑洼不平，而路面的基层部分依旧完好无损，完全重新铺设路面的话，不但工程量和开资花销都非常多，而且也是很严重的浪费。因此，在不影响路面基层的情况下，将受到损坏的路面表层掀去，重新铺设表层，不但时间短、对道路交通的影响小，同时也可以大幅度的减少路面维修的开资，是一举多得的做法。而沥青路面的表层极为坚固，靠人工和普通小型机械很难完成去除表层的工作，因此就需要使用专用的路面铣刨设备，即路面铣刨机。路面铣刨机的铣刨精度是它的一项重要的指标，根据实际需要，本项目设计了一款基于Atmle半导体公司推出的AT89C51单片机的路面铣刨深度智能调节系统。本设计利用超声波测距原理，通过高精度的超声波测距传感器来测量当前的铣刨深度；同时选择液晶显示器作为人机交互的界面，将超声波传感器测量到的铣刨深度输送到液晶显示器，能够直观的看到当前的铣刨深度；同时选用直流电机作为整个铣刨深度调节系统的驱动力，来调节当前的铣刨深度，进而实现铣刨深度自动调整的功能。与传统的机械式铣刨深度调节方式相比，本项目所设计的基于单片机的路面铣刨深度自动调整系统具有精度高、实时性好、工作稳定、可直接读出铣刨深度和设置方便等优点，具有较高的实际意义。

关键词  单片机；电机驱动；路面铣刨机；超声波测距

目录

摘要

Abstract

1绪论-1

1.1选题背景及意义-1

1.2沥青路面铺设维护技术国内外发展概述-2

1.3本文的主要内容-3

2路面铣刨深度控制系统相关原理介绍-5

2.1直流电机驱动原理-5

2.1.1 H桥驱动电路原理-5

2.2超声波测距原理及应用-6

2.2.1 超声波测距原理-6

2.2.2 超声波测距温度补偿原理-7

2.2.3 超声波测距的优点-8

2.3 液晶显示器的原理及应用-8

2.3.1 液晶显示原理-8

2.3.2 液晶显示器优点-9

3 路面铣刨机机械结构设计-10

3.1 路面铣刨机总体参数设计-10

3.2 路面铣刨机总体方案设计-11

3.2.1 路面铣刨机主要结构-11

3.2.2 路面铣刨机结构图-11

4 路面铣刨深度自动控制系统硬件设计-13

4.1 元件选型-13

4.1.1 单片机选型-13

4.1.2 电机驱动模块选型-14

4.1.3 超声波测距模块选型-15

4.2 硬件架构设计-16

4.3 硬件电路设计-16

4.3.1 单片机最小系统电路设计-16

4.3.2 路面高度测量电路设计-17

4.3.3 铣刨高度测量电路设计-18

4.3.4 按键控制电路设计-19

4.3.5 LCD显示电路设计-20

4.3.6 电机驱动电路设计-21

4.3.7 电源电路设计-21

5 铣刨机控制系统软件设计-23

5.1 软件流程设计-23

5.1.1 系统流程设计-23

5.2 驱动程序设计-24

5.2.1 电机驱动程序-24

5.2.2 超声波测距模块驱动程序-25

结论-26

致谢-27

参考文献-28

附录1 程序源码-29