摘 要随着电子技术的日益发展，发电机的控制技术也在发生着一代代的更迭。这次基于基于STM32F4的发电机控制器设计的目标，是对小型柴油发电机的控制。本次设计采用了以ARM Cortex-M4为内核的、高工作频率的STM32F4芯片为主控处理器。通过电子学理论以及嵌入式设计技术，为柴油发电机打造一款量身定制的控制器。本文首先对发电机控制器的对本次课题的研究意义进行了探讨，在查阅大量文献的情况下，对课题的研究现状做了深入的考察，明确了课题的目标，并比对了可能的解决方案，这一个部分的阐述当中，明确了要做什么的问题；然后，对通过的解决方案进一步明确化，在这个过程当中，文中对本次设计的硬件电路以及软件设计给出了具体的解决方案，这一个部分的阐述当中，明确了怎么做的问题；最后，是结语和参考文献以及致谢部份，这一部分当中，结语的对本次课题的一个总结，参考文献与致谢均为向在本次设计当中的所有帮助前辈致敬。
目 录
1. 绪论 1
1.1 课题背景和意义 1
1.2 课题的研究现状 2
2. 系统总体方案设计 3
2.1 功能需求分析 3
2.2 方案对比 3
2.3 主控芯片考量与简介 4
2.4 明确方案 5
2.5 本章小结 6
3. 硬件电路设计 7
3.1 硬件系统概述 7
3.2 微处理器模块 7
3.2.1 主芯片的引脚分配 7
3.2.2 电源电路 8
3.2.3外部复位电路 8
3.2.4 SWD接口（调试电路） 8
3.2.5 外部时钟电路 9
3.3 人机交互模块 9
3.3.1 LCD显示模块 9
3.3.2 按键模块 10
3.4 检测电路 11
3.4.1 电压检测 11
3.4.2 电流检测 11
3.4.3 柴油机的油压检测 12
3.4.4 柴油机的水温检测 13
3.4.5 柴油机的转速检测 13
3.5 输入输出配置 14
3.6 本章小结 14 *51今日免费论文网|www.jxszl.com +Q: ￥351916072$ 

4. 软件设计 15
4.1 软件设计总括 15
4.2 主程序设计 15
4.3 人机交互模块 16
4.3.1 LCD显示 17
4.3.2 显示界面 18
4.3.3 按键 19
4.4 数据检测 20
4.4.1 水温温度值检测 21
4.4.2 油压值检测 22
4.4.3 频率/转速检测 23
4.4.4 传感器的定标 23
4.4.5 电压/电流检测 23
4.5 本章小结 25
结 语 26
参考文献 27
致谢 28
1. 绪论
1.1 课题背景和意义
本文所指的发电机控制器，特指柴油发电机控制器。自电磁感应定律被发现，使用发电机发电成为了一种可能，至今直至将来，电只会被人们愈来愈依赖。鉴于此，各国的发电设施也迅猛发展起来，水电、火电、核电等。然而，大多发电种类都只能是大型的，大工业的，固定地点的发电站发电。在蓄电池一类的蓄电设备发展还需完善，很多用电场合利用电网供电又显得不太现实的今天，小型的柴油机供电无疑成为了最好的选择。如车辆供电、船只供电、应急 供电、户外非电网所及地供电和临时供电等。
图11 柴油发电机 图12 柴油发电机控制器
鉴于柴油发电机的必要性，拥有一个好的控制器将会对发电机的工作产生很大的影响。对此，在发电机控制历上，一代代控制器不断更迭。从最早接线比较复杂，使用易产生接触不良的纯继电器控制，一步步发展到PLC(可编程逻辑控制器)控制，这一阶段，大大减少了接线。现阶段，随着电子技术的不断发展，可编程逻辑控制器已逐步向智能控制器控制方向发展。
具体而言，本课题力求满足以下的要求：
友好的人机交互设计，实现易用性；
拟实现通过通信的方式采集数据和控制；
实现智能报警功能；
体积小。
综上，本课题致力于从电子的角度对智能控制器控制的探讨。目的在于设计一款更加智能，更加方便使用的发电机控制器。
1.2 课题的研究现状
在电需求这么大的当今社会，对于发电机控制器的研究是很多的。
就在今年的2月份，南京航空航天大学的研究中，就有关于快速原型控制器(RCP)的研究。
在2018年贵州航天电器股份有限公司杨秀涛的研究课题当中，就有以Atmega640为控制核心，对微型燃气轮机发电机组控制系统的研究；
在吕登仑等人的研究中，利用STC89C52单片机为处理核心，在此基础上设计一款发电机控制器，这种控制器具备通讯接口，以实现ATS远程监控；2018年01月，中原油田天然气处理厂朱晓威、王海彬等人对郑州众智科技一款发电机控制器进行了研究，在研究中指出：HGM7110CAN型发电机组自动化控制器实现了发电机组的自动开关机、数据测量、报警保护及遥控功能。人机交互也很友好，利用LCD屏作为数据的显示。
早在2016年的文献中，就有了关于柴油发电机并联控制器仿真及其设计的研究，该研究利用DSP为主控芯片，并通过Matlab实现仿真。
2. 系统总体方案设计
2.1 功能需求分析
控制器的要求，是需要对被控制对象的运行状态和运行参数进行监测和控制，本文所涉及的被控制对象为柴油发电机。本设计要求控制器能够根据连接到控制器的传感器采集到的数据对柴油发电机的水温、转速、油压、电压等参数进行监测，并且在出现异常时能够提示报警信息，还能够通过按键方式对柴油发电机进行启动、停止及模式切换的控制，另外还要求操控终端具备良好的人机交互界面，能够数据显示，参数设定等。
2.2 方案对比
在工程应用当中，想要完成一个目标，完成一个设计，往往并不是单单只有一条独路可走的。这对于搞工程的人来说，既提供了机会，也提出了挑战。一个良好的设计必然有一个良好的解决方案。而这个良好的解决方案，必须在众多的方案中进行筛选。
比较前期的方案：

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