王子權(quán)， 黃 巍， 林穎杰， 胡晶晶， 徐佳加， 沈秀峰， 沈逸俊

(上海衛(wèi)星裝備研究所, 上海 200240)

引言

液壓與氣動(dòng)裝置在重型機(jī)械、電液伺服系統(tǒng)、泵氣站中均有應(yīng)用[1-3]。在實(shí)際工程實(shí)踐中，有些裝置需要做具有一定規(guī)律性的定時(shí)充排任務(wù)，所以關(guān)于自動(dòng)定時(shí)充排裝置的研究與設(shè)計(jì)對(duì)某些液壓與氣動(dòng)裝置的改進(jìn)具有積極的推動(dòng)作用。目前，針對(duì)液壓與氣動(dòng)系統(tǒng)的研究主要集中在運(yùn)動(dòng)、動(dòng)力與伺服控制中[4-5]。GALITSKOV等[6]對(duì)液壓缸工作機(jī)構(gòu)自動(dòng)控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)和靜態(tài)精度提出了嚴(yán)格的要求，并使用經(jīng)典PID控制器確保對(duì)已知不確定性的魯棒性。曹昌勇等[7-8]采用差分進(jìn)化優(yōu)化算法對(duì)電液伺服系統(tǒng)滑模控制模型數(shù)進(jìn)行了仿真優(yōu)化，得到了較好的位置跟蹤精度及消抖效果。以上研究成果豐碩，但對(duì)某些液壓與氣動(dòng)裝置的定時(shí)充排系統(tǒng)的研究、設(shè)計(jì)與制作等較少。李潔潔[9]進(jìn)一步簡化了基于拉格朗日插值濾波算法的Farrow結(jié)構(gòu)，采用無鎖相環(huán)數(shù)字開環(huán)結(jié)構(gòu)，提高了衛(wèi)星接收機(jī)的定時(shí)定位速率。陳偉剛[10]分析了現(xiàn)有定時(shí)任務(wù)調(diào)度方法存在的問題，提出生產(chǎn)者、消費(fèi)者設(shè)計(jì)模式進(jìn)行分布式定時(shí)系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)，結(jié)果表明系統(tǒng)能夠滿足基本定時(shí)任務(wù)業(yè)務(wù)需求，同時(shí)還具備負(fù)載均衡、任務(wù)重啟等新特性。在自動(dòng)控制領(lǐng)域，采用微控制器進(jìn)行自動(dòng)化裝置的研究與設(shè)計(jì)是目前的主流趨勢[11-13]。STM32微處理器以其便捷的開發(fā)特性和高效的處理性能越來越多地應(yīng)用到各種自動(dòng)控制裝置的設(shè)計(jì)和制作中[14-15]。

本研究針對(duì)某設(shè)備實(shí)際需求，基于STM32微處理器設(shè)計(jì)制作了一種氣液壓力裝置定時(shí)充排系統(tǒng)，移植UCOSIII操作系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)多任務(wù)并行處理，設(shè)計(jì)兩種定時(shí)邏輯和定時(shí)模式，通過外部存儲(chǔ)器實(shí)現(xiàn)重要數(shù)據(jù)的讀寫，通過emWIN圖形設(shè)計(jì)程序與液晶觸摸屏實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)桌面與其他界面的顯示和操作，以使系統(tǒng)在某些液壓與氣壓裝置中得到良好的應(yīng)用。

圖1 裝置的系統(tǒng)硬件整體組成

1 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

1.1 整體組成

系統(tǒng)硬件整體組成如圖1所示，圖中STM32微處理器型號(hào)為STM32F103RCT6，單片機(jī)電源為標(biāo)準(zhǔn)的USB 5 V電源，需配置一個(gè)降壓穩(wěn)壓模塊為STM32微處理器提供3.3 V穩(wěn)壓直流電源。系統(tǒng)運(yùn)行LED用于指示系統(tǒng)已經(jīng)供電，通電時(shí)為常亮狀態(tài)。蜂鳴器為有源蜂鳴器，用于在觸摸屏控件被按下時(shí)鳴響。SWD下載模塊用于實(shí)現(xiàn)對(duì)單片機(jī)的高速下載與仿真，節(jié)約開發(fā)時(shí)間和及時(shí)糾錯(cuò)。液晶與觸摸模塊包括液晶顯示器和電阻式觸摸屏兩部分， 屏幕分辨率為320×240 px。

外部晶振包括1個(gè)8 MHz高速外部晶振和1個(gè)32.768 kHz低速外部晶振。USB轉(zhuǎn)串口模塊可實(shí)現(xiàn)對(duì)單片機(jī)的程序燒寫與供電，可代替單片機(jī)電源。復(fù)位電路實(shí)現(xiàn)單片機(jī)的復(fù)位，系統(tǒng)重新啟動(dòng)工作。外部存儲(chǔ)器型號(hào)為W25Q64的8 M FLASH 存儲(chǔ)器，用于存儲(chǔ)系統(tǒng)所需的必要數(shù)據(jù)和系統(tǒng)設(shè)置的數(shù)據(jù)。

由于電磁閥需在較高功率下工作，為了不影響單片機(jī)的正常工作，配置電磁閥驅(qū)動(dòng)電源為12 V，4 A的獨(dú)立電源，通過接線端子組與電磁閥連接。三極管組與繼電器組連接，以實(shí)現(xiàn)保護(hù)繼電器線圈的功能，同時(shí)與LED指示組連接，以實(shí)現(xiàn)在相對(duì)應(yīng)繼電器開啟時(shí)點(diǎn)亮的功能。繼電器組與接線端子組連接，以隔離單片機(jī)電源和電磁閥驅(qū)動(dòng)電源。

1.2 繼電器組

如圖2所示，包含了一對(duì)充排繼電器電路，其中充繼電器連接單片機(jī)的PC2引腳，通過1個(gè)2 kΩ的直插電阻與三極管Q4的基極連接。以U4繼電器為例，其工作原理為：當(dāng)PC2為低電平時(shí)，三極管Q4導(dǎo)通，繼電器線圈通電，此時(shí)繼電器的key2引腳接通12 V電源的正極，接線端子J2與繼電器的key2連接，因此繼電器線圈通電時(shí)，接線端子組成1個(gè)12 V電源的正極與負(fù)極，從而可為電磁閥供電；繼電器在不通電狀態(tài)下，key1端口始終與12 V電源正極端口VIA1和VIA2連接。同理，排繼電器連接單片機(jī)的PC3引腳，系統(tǒng)設(shè)計(jì)了2對(duì)充排繼電器對(duì)，分別連接單片機(jī)的PC2，PC3，PA2和PA3引腳，組成4路雙對(duì)通道繼電器組。

圖2 充排繼電器對(duì)

1.3 W25Q64外部FLASH存儲(chǔ)器

W25Q64是使用SPI通信協(xié)議的NOR FLASH存儲(chǔ)器，其連接電路如圖3所示。芯片的寫保護(hù)引腳(WP)與3.3 V高電平連接，表示不進(jìn)行寫保護(hù)。片選引腳(CS)與單片機(jī)的PA4引腳連接，并通過1個(gè)4.7 kΩ的上拉電阻與3.3 V高電平連接，保證片選引腳的電平狀態(tài)讀取準(zhǔn)確。SPI協(xié)議的時(shí)鐘引腳(CLK)與單片機(jī)的PA5引腳連接，用于模擬SPI總線時(shí)鐘。數(shù)據(jù)輸入端口(DIO，MOSI)和輸出端口(DO，MISO)分別與單片機(jī)的PA7和PA6連接，用于對(duì)數(shù)據(jù)信號(hào)的模擬。

圖3 W25Q64連接電路

1.4 SWD下載與仿真電路

采用20個(gè)引腳的SWD下載與仿真電路，如圖4所示。SWD下載與仿真遵循ARM公司的CMSIS-DAP標(biāo)準(zhǔn)，可通過軟件開發(fā)環(huán)境Keil直接與單片機(jī)連接，在Keil的選項(xiàng)設(shè)置中必須使用CMSIS-DAP Debugger。其中NTRST、TDI、TMS和TDO引腳分別與單片機(jī)的PB4、PA15、TMS、TCK和PB3引腳連接，并通過1個(gè)10 kΩ電阻與3.3 V高電平連接，保證對(duì)引腳的電平狀態(tài)讀取準(zhǔn)確。

圖4 20針SWD下載與仿真電路

2 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

2.1 系統(tǒng)程序整體流程

系統(tǒng)程序整體流程如圖5所示，系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)首先對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行初始化。操作系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)進(jìn)行系統(tǒng)任務(wù)的創(chuàng)建，系統(tǒng)任務(wù)包括：系統(tǒng)任務(wù)啟動(dòng)任務(wù)(start_task，用于創(chuàng)建其他系統(tǒng)任務(wù))、系統(tǒng)工作LED指示任務(wù)(led0_task，用于指示系統(tǒng)正在工作)、充任務(wù)(C_task，用于執(zhí)行充任務(wù)函數(shù))、排任務(wù)(P_task，用于執(zhí)行排任務(wù)函數(shù))、手動(dòng)操作任務(wù)(M_task，用于執(zhí)行手動(dòng)操作任務(wù)函數(shù))、觸摸屏刷新任務(wù)(touch_task，用于刷新觸摸屏)、系統(tǒng)界面顯示任務(wù)(emwin_task，用于顯示系統(tǒng)桌面圖標(biāo)與控件等)。其中，系統(tǒng)任務(wù)啟動(dòng)任務(wù)start_task執(zhí)行完畢后掛起。觸摸屏刷新任務(wù)touch_task和系統(tǒng)界面顯示任務(wù)emwin_task共同完成對(duì)觸摸組件的顯示與刷新等。通過GUI人機(jī)交互界面的圖標(biāo)控件，點(diǎn)擊進(jìn)入界面系統(tǒng)，界面系統(tǒng)中包括屏幕校準(zhǔn)界面(Calibrate)、監(jiān)視器界面(Monitor)、系統(tǒng)設(shè)置界面(Settings)、手動(dòng)操作界面(Manual)、關(guān)于系統(tǒng)界面(About)，進(jìn)入不同界面可完成不同的規(guī)定任務(wù)，各界面通過調(diào)用底層的任務(wù)函數(shù)執(zhí)行各自的程序，通過內(nèi)部及外部存儲(chǔ)器完成數(shù)據(jù)共享。

圖5 系統(tǒng)程序整體流程

2.2 W25Q64外部存儲(chǔ)器地址分配

對(duì)W25Q64的3組存儲(chǔ)區(qū)進(jìn)行分配，保存觸摸屏校準(zhǔn)數(shù)據(jù)的地址從0×4096開始，至1×4096-1結(jié)束，地址首字節(jié)保存觸摸屏校準(zhǔn)數(shù)據(jù)是否已經(jīng)保存標(biāo)志寄存器CALADD_FLAG，當(dāng)其值為0×55時(shí)，表明屏幕校準(zhǔn)數(shù)據(jù)已經(jīng)保存到外部存儲(chǔ)器中，屏幕校準(zhǔn)數(shù)據(jù)包括X向校準(zhǔn)數(shù)據(jù)和Y向校準(zhǔn)數(shù)據(jù)；保存系統(tǒng)設(shè)置數(shù)據(jù)的地址從1×4096開始，至2×4096-1結(jié)束。地址首字節(jié)保存系統(tǒng)設(shè)置數(shù)據(jù)是否已經(jīng)保存標(biāo)志寄存器CALADDFORSETTINGS_FLAG，當(dāng)其值為0×55時(shí)，表明系統(tǒng)設(shè)置數(shù)據(jù)已經(jīng)保存到外部存儲(chǔ)器中。系統(tǒng)設(shè)置數(shù)據(jù)包括定時(shí)周期、定時(shí)充排時(shí)間、循環(huán)次數(shù)、定時(shí)模式。保存手動(dòng)操作的數(shù)據(jù)的地址從2×4096開始，至3×4096-1結(jié)束，地址首字節(jié)保存手動(dòng)操作數(shù)據(jù)是否已經(jīng)保存標(biāo)志寄存器MANUALADD_FLAG，當(dāng)其值為0×55時(shí)，表明手動(dòng)操作數(shù)據(jù)已經(jīng)保存到外部存儲(chǔ)器中，手動(dòng)操作數(shù)據(jù)包括定時(shí)天數(shù)、小時(shí)數(shù)和分鐘數(shù)。外部存儲(chǔ)器的其他地址分配有關(guān)的字體庫、圖片和圖標(biāo)庫等。

2.3 系統(tǒng)完成充排任務(wù)的定時(shí)模式設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)系統(tǒng)的定時(shí)充排時(shí)間To相等，一個(gè)充排周期時(shí)間為T。如圖6所示，定義了兩種定時(shí)模式：定時(shí)模式0和定時(shí)模式1，可知t2=2×t1。其中定時(shí)模式0為高壓模式，其充排電磁閥開關(guān)邏輯為：

0～t1，排電磁閥開啟，充電磁閥關(guān)閉，裝置中介質(zhì)排出，在t1時(shí)刻瞬間充排電磁閥交換狀態(tài)；

t1～t2，排電磁閥關(guān)閉，充電磁閥開啟，裝置中介質(zhì)流入，在t2時(shí)刻瞬間充排電磁閥均為關(guān)閉狀態(tài)；

t2～t3，排電磁閥關(guān)閉，充電磁閥關(guān)閉，裝置中介質(zhì)保持高壓，在t3時(shí)刻系統(tǒng)進(jìn)入下一周期。

因此，定時(shí)模式0在每一個(gè)周期中，當(dāng)排電磁閥關(guān)閉瞬間，充電磁閥則開啟，使得裝置總是在排完介質(zhì)后即刻補(bǔ)充介質(zhì)，且在t2時(shí)間后的部分周期時(shí)間里保持高壓狀態(tài)不變，直至進(jìn)入下一周期。

圖6 定時(shí)模式隨周期時(shí)間的開關(guān)邏輯

定時(shí)模式1為低壓模式，電磁閥開關(guān)邏輯為：

0～t1，排電磁閥開啟，充電磁閥關(guān)閉，裝置中介質(zhì)排出，在t1時(shí)刻瞬間排電磁閥變?yōu)殛P(guān)閉狀態(tài)，充電磁閥依然處于關(guān)閉狀態(tài)；

t1～t2，排電磁閥關(guān)閉，充電磁閥關(guān)閉，裝置中介質(zhì)無出入，充排電磁閥均為關(guān)閉狀態(tài)，裝置中介質(zhì)保持低壓；

t2～t3，排電磁閥關(guān)閉，充電磁閥開啟，裝置中介質(zhì)流入，在t3時(shí)刻系統(tǒng)進(jìn)入下一周期。

因此，定時(shí)模式1在每一個(gè)周期中，當(dāng)排電磁閥關(guān)閉瞬間，充電磁閥依然關(guān)閉，使得裝置總是在排完介質(zhì)后不補(bǔ)充介質(zhì)。在t1～t2時(shí)間內(nèi)保持低壓狀態(tài)不變；t2時(shí)刻，排電磁閥關(guān)閉，充電磁閥開啟；在定時(shí)充完后的t3時(shí)刻，排電磁閥即刻開啟，系統(tǒng)進(jìn)入下一循環(huán)。

2.4 系統(tǒng)完成定時(shí)充排任務(wù)的軟件邏輯設(shè)計(jì)

根據(jù)定時(shí)模式的設(shè)計(jì)，定義四種全局變量：當(dāng)前充狀態(tài)時(shí)間，int CURRENT_TIMEC；當(dāng)前排狀態(tài)時(shí)間，int CURRENT_TIMEP；當(dāng)前循環(huán)次數(shù)，uint_fast8_t CURRENT_CYCLENUM；手動(dòng)操作開關(guān)變量，uint_fast8_t MANUAL_START。

根據(jù)設(shè)計(jì)的定時(shí)模式隨周期時(shí)間的開關(guān)邏輯，可知充任務(wù)的執(zhí)行較為復(fù)雜。因此以充任務(wù)程序設(shè)計(jì)為例，進(jìn)行定時(shí)充任務(wù)的軟件邏輯設(shè)計(jì)，如圖7所示。程序?yàn)橐粋€(gè)隨PC指針切換運(yùn)行的操作系統(tǒng)任務(wù)，從任務(wù)函數(shù)入口進(jìn)入任務(wù)主程序。

在主程序中，首先判斷系統(tǒng)是否進(jìn)入手動(dòng)操作模式，如果進(jìn)入手動(dòng)操作模式，則進(jìn)行系統(tǒng)延時(shí)1 s并發(fā)起任務(wù)調(diào)度，且循環(huán)執(zhí)行；如果沒有進(jìn)入手動(dòng)操作模式，則進(jìn)行循環(huán)次數(shù)是否達(dá)到設(shè)定循環(huán)次數(shù)的判斷，如果達(dá)到設(shè)定循環(huán)次數(shù)，則進(jìn)行手動(dòng)操作模式判斷，若為手動(dòng)操作則進(jìn)行排電磁閥開、充電磁閥關(guān)(RELAYP_ON; RELAYC_OFF)程序塊代碼的運(yùn)行，此時(shí)排電磁閥開，充電磁閥關(guān)，進(jìn)行當(dāng)前排狀態(tài)時(shí)間=定時(shí)周期、當(dāng)前充狀態(tài)時(shí)間=定時(shí)周期(CURRENT_TIMEP=T; CURRENT_TIMEC=T)程序塊代碼的運(yùn)行，將設(shè)定的定時(shí)周期時(shí)間賦值當(dāng)前充排狀態(tài)時(shí)間，并進(jìn)行可發(fā)起任務(wù)調(diào)度的1 s系統(tǒng)延時(shí)，再次進(jìn)行手動(dòng)操作模式的判斷；若不是手動(dòng)操作模式，則進(jìn)行排電磁閥關(guān)、充電磁閥開(RELAYP_OFF; RELAYC_ON)程序塊代碼的運(yùn)行，此時(shí)排電磁閥關(guān)，充電磁閥關(guān)，進(jìn)行當(dāng)前排狀態(tài)時(shí)間=定時(shí)周期、當(dāng)前充狀態(tài)時(shí)間=定時(shí)周期(CURRENT_TIMEP=T; CURRENT_TIMEC=T)程序代碼的運(yùn)行，并進(jìn)行可發(fā)起任務(wù)調(diào)度的1 s系統(tǒng)延時(shí)，再次進(jìn)行手動(dòng)操作模式的判斷；如果沒有達(dá)到設(shè)定循環(huán)次數(shù)，則進(jìn)行定時(shí)模式的判斷，若為定時(shí)模式1，則判斷當(dāng)前充狀態(tài)時(shí)間是否小于T-t1，若小于，則依次進(jìn)行充電磁閥關(guān)(RELAYC_OFF)和系統(tǒng)延時(shí)1 s并發(fā)起任務(wù)調(diào)度(OSTIMEDLY (1000u))程序塊代碼的運(yùn)行，當(dāng)前充狀態(tài)時(shí)間CURRENT_TIMEC加1，因此即可完成當(dāng)前充狀態(tài)時(shí)間每秒累加一次的目的；若大于，則進(jìn)行當(dāng)前充狀態(tài)時(shí)間是否小于T的判斷，若小于，則依次進(jìn)行充電磁閥開(RELAYC_ON)和系統(tǒng)延時(shí)1 s并發(fā)起任務(wù)調(diào)度(OSTIMEDLY(1000u))程序代碼的運(yùn)行，當(dāng)前充狀態(tài)時(shí)間加1；若大于，則將當(dāng)前充狀態(tài)時(shí)間清零，執(zhí)行CURRENT_CYCLENUM加1的操作，程序重新執(zhí)行到任務(wù)函數(shù)入口；若為定時(shí)模式0，則判斷當(dāng)前充狀態(tài)時(shí)間是否小于t1，若小于，則依次執(zhí)行充電磁閥關(guān)(RELAYC_OFF)和系統(tǒng)延時(shí)1 s并發(fā)起任務(wù)調(diào)度(OSTIMEDLY(1000u))程序塊的運(yùn)行，當(dāng)前充狀態(tài)時(shí)間加1；若大于，則判斷當(dāng)前充狀態(tài)時(shí)間是否小于2×t1，若小于，則依次執(zhí)行充電磁閥開(RELAYC_ON)和系統(tǒng)延時(shí)1 s并發(fā)起任務(wù)調(diào)度(OSTIMEDLY(1000u))程序的運(yùn)行，當(dāng)前充狀態(tài)時(shí)間加1；若大于，則判斷當(dāng)前充狀態(tài)時(shí)間是否小于T，若小于，則依次執(zhí)行充電磁閥關(guān)(RELAYC_OFF)和系統(tǒng)延時(shí)1 s并發(fā)起任務(wù)調(diào)度(OSTIMEDLY(1000u))程序塊的運(yùn)行，當(dāng)前充狀態(tài)時(shí)間加1；若大于，則將當(dāng)前充狀態(tài)時(shí)間清零，程序重新執(zhí)行到任務(wù)函數(shù)入口。

圖7 定時(shí)充任務(wù)軟件邏輯

2.5 系統(tǒng)界面設(shè)計(jì)

根據(jù)設(shè)計(jì)需求與目的，設(shè)計(jì)的系統(tǒng)界面包括：系統(tǒng)桌面(Desktop)、屏幕校準(zhǔn)界面(Calibrate)、監(jiān)視器界面(Monitor)、系統(tǒng)設(shè)置界面(Settings)、手動(dòng)操作界面(Manual)、關(guān)于系統(tǒng)界面(About)，共6個(gè)界面。其中，系統(tǒng)桌面、監(jiān)視器界面、系統(tǒng)設(shè)置界面、手動(dòng)操作界面如圖8所示。

圖8 系統(tǒng)的部分界面設(shè)計(jì)

界面的操作邏輯如下：

(1) 從桌面進(jìn)入各個(gè)子界面，觸摸屏校準(zhǔn)數(shù)據(jù)保存在W25Q64外部存儲(chǔ)器中，系統(tǒng)開機(jī)首先讀取觸摸屏校準(zhǔn)數(shù)據(jù)，若外部存儲(chǔ)器中無觸摸屏校準(zhǔn)數(shù)據(jù)，則在開機(jī)時(shí)自動(dòng)進(jìn)入屏幕校準(zhǔn)程序;

(2) 系統(tǒng)設(shè)置的數(shù)據(jù)保存在W25Q64外部存儲(chǔ)器中，若存儲(chǔ)器中無系統(tǒng)設(shè)置數(shù)據(jù)，默認(rèn)定時(shí)周期為20 min，充排閥為開狀態(tài)的定時(shí)時(shí)間為5 min，循環(huán)次數(shù)為30次，并將數(shù)據(jù)保存到設(shè)計(jì)的存儲(chǔ)區(qū);

(3) 系統(tǒng)設(shè)置有2個(gè)模式，模式0為高壓模式，即充排電磁閥都關(guān)閉時(shí)，容器為高壓，介質(zhì)量大；模式1為低壓模式，即充排電磁閥都關(guān)閉時(shí)，容器有為低壓，介質(zhì)量小;

(4) 通過滑塊控件進(jìn)行定時(shí)周期、循環(huán)次數(shù)、充排定時(shí)時(shí)間、定時(shí)模式、定時(shí)天數(shù)、定時(shí)小時(shí)數(shù)和定時(shí)分鐘數(shù)的設(shè)置，它們的最大值分別是30 min，50次，8 min，1，3 d，24 h，60 min;

(5) 在系統(tǒng)設(shè)置界面中，通過DONE按鈕確定系統(tǒng)數(shù)據(jù)已經(jīng)設(shè)置完畢，通過返回按鈕則不進(jìn)行數(shù)據(jù)保存，數(shù)據(jù)仍為上一次設(shè)置的數(shù)據(jù);

(6) 通過監(jiān)控界面的RESTART CYCLE按鈕啟動(dòng)充排閥定時(shí)程序，在程序進(jìn)行的任何時(shí)間，均可通過該按鈕重啟循環(huán)，若重啟循環(huán)，則循環(huán)次數(shù)自動(dòng)清零，再次逐漸增加;

(7) 進(jìn)入手動(dòng)操作界面時(shí)，充排閥均關(guān)閉，通過START按鈕啟動(dòng)排任務(wù)定時(shí)，通過BACK按鈕返回桌面，返回桌面時(shí)，充排閥均關(guān)閉。

3 系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)與調(diào)試

主要進(jìn)行兩方面的實(shí)驗(yàn)與調(diào)試：系統(tǒng)定時(shí)充排過程檢驗(yàn)和手動(dòng)操作定時(shí)排過程檢驗(yàn)。設(shè)定定時(shí)模式為高壓模式，系統(tǒng)定時(shí)充排過程檢驗(yàn)設(shè)定定時(shí)充排周期為10 min，充排時(shí)間為5 min，設(shè)定循環(huán)次數(shù)為3次；手動(dòng)操作定時(shí)排過程檢驗(yàn)設(shè)定時(shí)間為0，1 h，56 min。得到的定時(shí)充排過程實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖9所示，圖中C表示充電磁閥狀態(tài)，P表示排電磁閥狀態(tài)?？芍谶\(yùn)行的3個(gè)周期里，充排電磁閥狀態(tài)實(shí)現(xiàn)了相應(yīng)規(guī)律的變化，在排電磁閥開啟時(shí)，充電磁閥關(guān)閉，在排電磁閥關(guān)閉時(shí)，充電磁閥開啟，達(dá)到了設(shè)計(jì)預(yù)期。

圖9 系統(tǒng)定時(shí)充排過程實(shí)驗(yàn)結(jié)果

手動(dòng)操作定時(shí)排過程檢驗(yàn)結(jié)果如圖10所示，可知在手動(dòng)操作啟動(dòng)后的116 min里排電磁閥保持為開狀態(tài)，而充電磁閥保持關(guān)閉，在到達(dá)定時(shí)時(shí)間瞬間，排電磁閥關(guān)閉，且充電磁閥依然保持關(guān)閉狀態(tài)，達(dá)到了手動(dòng)操作只有排過程，沒有充過程的設(shè)計(jì)目的，在排過程完畢后，充排兩電磁閥均關(guān)閉。

圖10 手動(dòng)操作排過程實(shí)驗(yàn)結(jié)果

4 結(jié)論

基于STM32微處理器設(shè)計(jì)制作了一種4路雙對(duì)通道定循環(huán)次數(shù)氣液壓力裝置定時(shí)充排系統(tǒng)。進(jìn)行了硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)了兩種定時(shí)模式和6個(gè)系統(tǒng)操作界面，設(shè)計(jì)了定時(shí)模式的開關(guān)邏輯與軟件設(shè)計(jì)邏輯，介紹了人機(jī)界面的操作邏輯，通過系統(tǒng)定時(shí)充排過程檢驗(yàn)和手動(dòng)操作定時(shí)排過程檢驗(yàn)，驗(yàn)證了系統(tǒng)的穩(wěn)定性與可靠性，可應(yīng)用于多種氣液壓力裝置的介質(zhì)定時(shí)充排中。