基于STM32的雷管电子保险装置设计

2012-10-20来源: 21ic 关键字:STM32  雷管  电子保险装置

0.引言

雷管使用中如果引爆系统屏蔽不够完善,使雷管中流过泄漏电流和电容电流达到一定的数值和作用时间,电流转化成足够的热能达到雷管炸药点燃温度(约180℃)时即可引爆,电雷管耐静电压为(1~3)×104V,超过(1~3)×104V 的静电压,从而引爆电雷管,造成爆破材料发生意外爆炸事故。本课题是在参阅了国内外关于雷管安全保险发展技术资料的基础上进行的国内雷管防护措施开发和研制的一次有益的尝试和探索,简要介绍了STM32F103RBT6 的主要功能和性能,完成了系统整体设计。

1.STM32F103RBT6简介

STM32F103RBT6 是一种高性能32 位微控制器(MicrocontrollerUnit),是意法半导体公司STM32 系列微控制器(MCU)的新一代产品之一。STM32F103RBT6 基于专为要求高性能、低成本、低功耗的嵌入式应用专门设计的ARM Cortex-M3 内核,不仅支持Thumb-2 指令集,还拥有强大的性能和代码密度以及位带操作、可嵌套中断、低成本和低功耗等多种优势。STM32F103RBT6 功耗36mA,是32 位市场上功耗最低的产品。其增强型系列时钟频率达到72MHz,是同类产品中性能最高的产品[1]。

该控制器把具有低成本、高性能处理的ARM Cortex-M3 内核CPU和几种先进的外围设备结合在一起,其主要特点有[2]:

(1)使用ARM 最新的、先进架构的Cortex-M3 内核,主频最高可达72MHz,在存储器的0 等待周期访问时可达1.25DMIPS/MHz(Dhrystone2.1) ,可实现单周期乘法和硬件除法。图1为其内部结构框图。

图1 STM32F103RBT6 内部结构框图

(2)2.0~3.6 伏供电,减小了控制器的消耗。

(3)片内有高达32K 字节的Flash 程序存储器,高达1.5K 字节的数据/程序RAM,544 字节双口RAM(DARAM) 和ZK 字节的单口RAM(SARAM)。

(4)两个事件管理器模块EVA 和EVB,每个包括:两个16 位通用定时器;8 个16 位的脉宽调制(PWM)通道。事件管理模块适用于进行电机控制和逆变器控制。

(5)可扩展的外部存储器总共192K 字节空间,这包括64K 字节的程序空间,64K字节的数据空间,64K字节的地址空间。

(6)看门狗定时器模块(WDT)。

(7)10 位A/D 转换器最小转换时间为500ns,可选择两个事件管理器来触发2个8通道输入A/D 转换器。

(8)控制器局域网络(CAN)2.0B 模块。

(9)串行通信接口(SCI)模块和16位串行外设(SPD 接口模块。

2.系统整体框图

对于雷管中流过泄漏电流和电容电流造成爆破材料发生意外爆炸事故,我们目前只能采取:

(1)要求爆破作业人员采取穿防静电安全鞋、防静电工作服和防静电手套操作,避免因静电导致自爆事故。[page]

(2)加强对引爆器管理,不得将引爆器放置在潮湿的地方,防止因潮湿导电引起自爆事故发生。

(3)严格爆破操作规程操作杜绝违章操作,防止事故发生。

(4)规范坑道线路架设,取缔变压器接地零线和照明接地零线,防止电气设备绝缘不良和接地不当而引起大地杂散电流。这样的防护措施显然不是我们所希望的安全可靠的安全保险装置。怎么解决这一系列的问题呢,如图2 我们设计的解决这个问题的电子保险装置工作流程图。

图2 电子保险装置工作流程图

其基本工作原理是:在对雷管完成装定以后,即启动电子安全保险装置,通过软件将微控制器的工作模式设置为低功耗模式,此时电子安全保险装置工作在待机状态,随时接收外界的解锁信号,待无线接收模块接收到解锁信号后,先通过主控对解锁信号进行分析,以确定是否为该保险装置的解锁信号,待确认无误后,微控制器即通过控制I/O 口将电击发信号传输通道解锁,使电击发信号传入雷管,以实现提高雷管装置安全性与可靠性的作用。

图3 电子保险装置的整体框图

3.上位机遥控模块

用微机做远程控制是电子保险装置的重要组成部分,它的控制原理如图4 所示,它主要任务是通过控制无线解锁信号发射终端向指定雷管发射相应解锁信号以实现对指定雷管进行控制的功能。

图4 IPM 接口电路

它的可视化界面可以通过Labview 编写,以实现对无线解锁信号发射终端的控制。

4.结论

本电子保险装置选取全数字化控制技术,主控芯片采用控制专业芯片STM32F103RBT6,使整个电子保险装置的控制都以数字化方法实现,使雷管的安全性与可靠性得到提高,全数字化的设计也符合发展的趋势。

关键字:STM32  雷管  电子保险装置

编辑:什么鱼 引用地址:http://news.eeworld.com.cn/mcu/2012/1020/article_10791.html
本网站转载的所有的文章、图片、音频视频文件等资料的版权归版权所有人所有,本站采用的非本站原创文章及图片等内容无法一一联系确认版权者。如果本网所选内容的文章作者及编辑认为其作品不宜公开自由传播,或不应无偿使用,请及时通过电子邮件或电话通知我们,以迅速采取适当措施,避免给双方造成不必要的经济损失。

上一篇:嵌入式Linux的图像采集与显示
下一篇:基于CX2443x解码内核的数字电视机顶盒设计

关注eeworld公众号 快捷获取更多信息
关注eeworld公众号
快捷获取更多信息
关注eeworld服务号 享受更多官方福利
关注eeworld服务号
享受更多官方福利

推荐阅读

STM32解决:st-link连接下载程序的问题

STM32解决:Error: Flash Download failed - "Cortex-M3"本人由于使用普中科技的stm32 的开发板的 USB的下载的地方坏了,所以不得不使用arm仿真器 st-link 进行下载。鼓捣了半天下面总结一下几个问题:1、st-link的驱动下载首先你插上st-link的时候,电脑的设备管理器这个地方是有感叹号的,说明还没有装好驱动,所以我就在网上找啊找。终于根据:win8【笔者没这个系统,无法测试,请大家测试后报告】:http://pan.baidu.com/s/1sjJQxZn(转载来自:https://blog.csdn.net/imxiangzi/article
发表于 2019-07-19
STM32解决:st-link连接下载程序的问题

解决stm32f103通过stlink不能烧录程序问题

问题:   stm32(stm32f103c8T6)开发板只能通过串口烧录程序,而st—link居然不行描述:解决:st-link固件升级用stm32cubemx快速开发时没有配置好调试模式重新生成代码就可以了如果还是不行的话,就得升级一下stlink固件了,具体升级方法可百度
发表于 2019-07-19
解决stm32f103通过stlink不能烧录程序问题

STM32下载不成功问题汇总

在某宝上买了五个最小系统核心板是STM32F103C8T6的芯片,刚拿到手准备下载程序调试,上电后板子自带LED闪烁,这是商家自己下载的示例程序,说明芯片工作着,用KEIL4进行下载自己程序,把自己编译好的程序下载。用的JLINK的四线下载调试下载口,SW的调试接口,点击下载后发现擦除成功,下载失败,提示:Load "..\Output\STM32-DEMO.axf" Set JLink Project File to "F:文件RFID程序电机USERJLinkSettings.ini"* JLink Info: Device "STM32
发表于 2019-07-19
STM32下载不成功问题汇总

STM32高级开发(11)-使用GDB调试你的工程

/scripts/target/stm32f4x_stlink.cfg在执行完此条指令后该终端就会一直执行OpenOCD的程序了,不要关闭它,我们再打开一个终端界面,进入我们的工程目录,比如我这里进入的就是我的libopencm3样例工程下的blink子工程目录。$ cd '/home/yangliu/workspace/libopencm3-my-example/blink'然后我们使用指令输入调试文件并打开GDB程序。$ arm-none-eabi-gdb blink.elf 然后我们在GDB的指令界面中,输入连接指令,连接本地的3333端口。(gdb)target remote localhost:3333此时
发表于 2019-07-19
STM32高级开发(11)-使用GDB调试你的工程

STM32F4标准外设库模板工程建立与使用

SW4STM32安装其实固件库安装过程很简单,在第一次新建工程时会提示选择使用Stdperiph 驱动还是Cube HAL,由于Stm32官方大力推行Cube HAL固件库,所以Cube HAL的固件库直接可以从网上直接一键下载安装。然而对于老的StdPeriph固件库不能一键式下载安装,会提示出错。所以,我们需要自己下载一个.zip固件包,放在C:UsersLYAppDataRoamingAc6SW4STM32firmwares文件夹下,其中的LY就是计算机的用户名。然后新建工程时在选择Stdperiph固件时会自动解压缩,这样就能使用该库进行编译了。界面如下所示:工程配置器件与时钟或者,修改晶振与时钟,根据注释可以算得
发表于 2019-07-19
STM32F4标准外设库模板工程建立与使用

基于STM32的外设的GPIO外设设置总结

1、背景外设驱动的寄存器设置对于外设功能正常运行异常重要。现在对GPIO的配置进行总结。2、GPIO的配置总结复用GPIO配置GPIO设置为输出或者是复用模式时,需要设置输出速度;而无论设置为什么模式,都要对GPIO的内部上下拉进行设置。注意:在输入模式(普通输入/模拟输入)下,OTYPE和OSPEED参数无效!!
发表于 2019-07-19
基于STM32的外设的GPIO外设设置总结

小广播

何立民专栏

单片机及嵌入式宝典

北京航空航天大学教授,20余年来致力于单片机与嵌入式系统推广工作。

电子工程世界版权所有 京ICP证060456号 京ICP备10001474号 电信业务审批[2006]字第258号函 京公海网安备110108001534 Copyright © 2005-2019 EEWORLD.com.cn, Inc. All rights reserved