基于STM32的离心机控制系统设计
摘要
离心机根据其构造形态可以分成两类：一种是桌上型离心机，另一种是地面离心机。离心设备在生物制药，血液站，医疗，大学，科研单位，农牧业，精细化工，石油，新材料，环保，食品，基因工程等诸多方面。近年来，离心技术在世界范围内得到了飞速发展，其发展趋势是：高速、精密、自动监测、网络化、远距离监测、智能化。以智能型桌面离心机为核心，对智能型桌面离心机的控制系统进行了硬件设计，将其按照功能划分为：控制器、显示器、键、马达、指令、提醒等。电动机的驱动由STM32在主面板上传输命令来实现。STM32的功能是输出电流和电压控制的输出。文章对各个部件进行了详细的分析与设计，以保证各个电路满足离心机组的需要。
关键词：离心机；控制系统；STM32
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摘要 I
第一章绪论 1
1.1研究背景与意义 1
1.2国内外研究现状 1
1.2.1国外研究现状 1
1.2.2国内研究现状 2
第二章离心机总体设计方案 3
2.1离心机设计方案 3
2.1.1原理分析和总体结构设计 3
2.1.2离心机传动设计 4
2.2离心机主要结构部件 5
2.2.1转鼓 5
2.2.2螺旋输送器 6
2.2.3差速器 7
第三章控制系统硬件设计 8
3.1系统硬件电路 8
3.2最小系统 8
3.2.1电源电路 8
3.2.2时钟电路 9
3.2.3复位电路 9
3.3模式选择与显示 10
3.3.1模式选择电路 10
3.3.2模式指示电路 11
3.3.3时间显示电路 11
3.4电机驱动电路 12
3.5蜂鸣器驱动电路 13
结语 14
参考文献 15
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第一章绪论
1.1研究背景与意义
根据离心机的温度，可以分成低温离心机和常规离心机，冷冻离心机具有制冷功能，可以调节零下20摄氏度的离心机，一般的离心机没有冷却装置，根据用途的不同，可以将离心机分成分析离心机和准备离心机。目前，在试验室中使用的离心机主要有低速高速离心机、低速高速冷冻离心机、超速解离机、制备两用冷冻离心机等。在这些设备中，使用频率较低的（含大容积）离心分离器和快速的低温离心分离器是分离生物大分子的必要装置。与其它离心设备相比，台式离心设备有自己的独特之处。台式离心机容量小，适用于一次分离的情况；台式离心机重量轻，便于搬运；台式离心机相对于大容量、高速超速离心机而言，成本低廉；台式离心机通常速度不大，适合于中速、低速的分离。通常台式离心机都是由单片机来实现的，它可以实现RCF（离心）的自动计算和设置。台型离心机外形美观，体积小，功能齐全，性能稳定，速度可调，温升低，使用效率高，适用范围广泛。台型离心分离器是一种用于血液、血液和尿素的定量分析仪器。就其旋转速度而言，台式离心机属于低速高速离心机，它具备低速、高速离心机的技术特征，它的结构包括电机驱动、制冷、机械、转子和系统控制器等多个部件，体积和体积都要小于地面离心机。随着我国的生物医学发展，医院、科研机构、科研实验室等机构对台型离心机的需求日益增加。
1.2国内外研究现状
1.2.1国外研究现状
在离心机的应用上，外国的研究者更注重试验，特别是在流体动力学领域取得了大量的试验结果。索柯罗夫以离心力为主，对离心式离心式离心式离心机上的液体流动状态进行了分析，得出了离心力、离心力和科里斯力三种不同的力学模型。1836年，德国就发明了一台三脚离心分离器，从那时候起，各种类型的离心设备就应运而生，应用范围更广，性能指标也更好。一种新型的离心机，用来清洗棉花织物；1877年之后，又有一种新型的离心离心设备，用来将鲜奶和干酪分开。由于现代人对自然原油的持续综合应用，离心设备的开发速度也加快了，1988年，日本的铃木公司研制出了一种中间双斜式离心分离器，而在1997年，舍伯恩公司将一种用于控制流动的装置放在了黄瓶子离心机上。日本的研究人员突破了常规的圆锥离心技术，研制出了一种更容易从旋风中清除沉淀的圆筒式水平螺旋离心机-圆筒式卧螺离心分离器，该离心器具有独特的构造和挤压构造，从而可以更好地减少残余物的水分含量，改善其分离性能。
1.2.2国内研究现状
在国内，最开始发明的离心机是在五十年代的时候；然而到七十年代的时候，我国才开始从国外引进离心机并开始对其研究；随着到八十年代的时候，我国才开始越来越重视离心机的发展应用，于是就大量的翻译国外关于离心机的资料，从而为我国自主研发提供了全面的理论知识；到了九十年代的时候，由国内自主研制并生产出了离心机，并且在工业