**单片机设计介绍，基于单片机的航空发动机振动测量系统的设计
一 概要
基于单片机的航空发动机振动测量系统的设计概要主要涵盖硬件设计、软件编程、振动信号采集、处理以及显示等方面。以下是对该设计的主要内容的概述：
一、系统概述
航空发动机振动测量系统旨在实现对航空发动机振动状态的实时监测和精确测量。通过单片机作为核心控制器，结合振动传感器、信号调理电路、AD转换器等硬件模块，以及相应的软件算法，实现对振动信号的采集、处理、分析和显示。
二、硬件设计
振动传感器选择：选用高精度的加速度传感器或位移传感器，用于实时采集航空发动机的振动信号。传感器应能够准确反映发动机的振动状态，并具有良好的稳定性和可靠性。
信号调理电路：设计合适的信号调理电路，对传感器输出的模拟信号进行放大、滤波等处理，以提高信号的信噪比和测量精度。
AD转换器：将经过调理的模拟振动信号转换为数字信号，以便单片机进行后续处理和分析。
单片机模块：选用性能稳定、资源丰富的单片机作为核心控制器，负责接收数字振动信号，进行数据处理、存储和传输等操作。
显示模块：设计液晶显示屏或LED显示屏等显示设备，用于实时显示发动机的振动状态、参数以及分析结果。
三、软件设计
数据采集程序：编写数据采集程序，通过单片机读取AD转换器输出的数字振动信号，并进行必要的预处理，如去除噪声、平滑滤波等。
振动分析算法：设计合适的振动分析算法，如时域波形分析、频谱分析、合成谱图分析等，以提取振动信号中的特征信息，评估发动机的振动状态。
数据存储与传输：将处理后的振动数据存储在单片机的内部存储器或外部扩展存储器中，并通过串口通信、无线通信等方式将数据传输到上位机或云端进行进一步分析和管理。
四、功能扩展与优化
根据实际需求，可以对系统进行功能扩展和优化。例如，增加报警功能，当发动机的振动超过设定阈值时发出警报；优化算法以提高振动分析的准确性和实时性；采用更先进的传感器和调理电路以提高测量精度等。
五、系统测试与验证
完成系统设计和编程后，需要进行系统测试以验证其功能和性能。测试包括硬件测试和软件测试两部分。硬件测试主要检查各个模块的连接是否正常、工作是否稳定；软件测试则通过模拟航空发动机振动信号或实际测试来验证系统的数据采集、处理、分析和显示功能是否满足设计要求。
综上所述，基于单片机的航空发动机振动测量系统是一个涉及硬件设计、软件编程、信号处理以及振动分析等多个方面的综合性项目。通过合理的设计和实现，可以创建一个高效、可靠的航空发动机振动测量系统，为航空发动机的状态监测和故障诊断提供有力支持。
二、功能设计
文件夹内包含工程文件，可直接运行或者二次开发；
此设计可作为毕业设计和课程设计资料，包含原理图、程序代码（嵌入式类设计）、软件资料等等，非常完善；
设计思路
设计思路
文献研究法：搜集整理相关单片机系统相关研究资料，认真阅读文献，为研究做准备；
调查研究法：通过调查、分析、具体试用等方法，发现单片机系统的现状、存在问题和解决办法；
比较分析法：比较不同系统的具体原理，以及同一类传感器性能的区别，分析系统的研究现状与发展前景；
软硬件设计法：通过软硬件设计实现具体硬件实物，最后测试各项功能是否满足要求。
三、 软件设计
本系统原理图设计采用Altium Designer19，具体如图。在本科单片机设计中，设计电路使用的软件一般是Altium Designer或proteus，由于Altium Designer功能强大，可以设计硬件电路的原理图、PCB图，且界面简单，易操作，上手快。Altium Designer19是一款专业的整的端到端电子印刷电路板设计环境，用于电子印刷电路板设计。它结合了原理图设计、PCB设计、多种管理及仿真技术，能够很好的满足本次设计需求。
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仿真实现
本设计利用protues8.7软件实现仿真设计，具体如图。
Protues也是在单片机仿真设计中常用的设计软件之一，通过设计出硬件电路图，及写入驱动程序，就能在不实现硬件的情况进行电路调试。另外，protues还能实现PCB的设计，在仿真中也可以与KEIL实现联调，便于程序的调试，且支持多种平台，使用简单便捷。
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原理图
五、 程序
本设计利用KEIL5软件实现程序设计，具体如图。作为本科期间学习的第一门编程语言，C语言是我们最熟悉的编程语言之一。当然，由于其功能强大，C语言是当前世界上使用最广泛、最受欢迎的编程语言。在单片机设计中，C语言已经逐步完全取代汇编语言，因为相比于汇编语言，C语言编译与运行、调试十分方便，且可移植性高，可读性好，便于烧录与写入硬件系统，因此C语言被广泛应用在单片机设计中。keil软件由于其兼容单片机的设计，能够实现快速调试，并生成烧录文件，被广泛应用于C语言的编写和单片机的设计。
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六、 文章目录
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摘 要 I
Abstract II
引 言 1
1 控制系统设计 2
1.1 主控系统方案设计 2
1.2 传感器方案设计 3
1.3 系统工作原理 5
2 硬件设计 6
2.1 主电路 6
2.1.1 单片机的选择 6
2.2 驱动电路 8
2.2.1 比较器的介绍 8
2.3放大电路 8
2.4最小系统 11
3 软件设计 13
3.1编程语言的选择 13
4 系统调试 16
4.1 系统硬件调试 16
4.2 系统软件调试 16
结 论 17
参考文献 18
附录1 总体原理图设计 20
附录2 源程序清单 21
致 谢 25文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-854277.html
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