ImageVerifierCode 换一换
格式:DOC , 页数:16 ,大小:352KB ,
资源ID:141469      下载积分:5 文钱
快捷下载
登录下载
邮箱/手机:
温馨提示:
快捷下载时,用户名和密码都是您填写的邮箱或者手机号,方便查询和重复下载(系统自动生成)。 如填写123,账号就是123,密码也是123。
特别说明:
请自助下载,系统不会自动发送文件的哦; 如果您已付费,想二次下载,请登录后访问:我的下载记录
支付方式: 支付宝    微信支付   
验证码:   换一换

加入VIP,省得不是一点点
 

温馨提示:由于个人手机设置不同,如果发现不能下载,请复制以下地址【https://www.wenke99.com/d-141469.html】到电脑端继续下载(重复下载不扣费)。

已注册用户请登录:
账号:
密码:
验证码:   换一换
  忘记密码?
三方登录: QQ登录   微博登录 

下载须知

1: 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。
2: 试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓。
3: 文件的所有权益归上传用户所有。
4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
5. 本站仅提供交流平台,并不能对任何下载内容负责。
6. 下载文件中如有侵权或不适当内容,请与我们联系,我们立即纠正。
7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。

版权提示 | 免责声明

本文(机电一体化技术毕业设计样本.doc)为本站会员(h****)主动上传,文客久久仅提供信息存储空间,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容本身不做任何修改或编辑。 若此文所含内容侵犯了您的版权或隐私,请立即通知文客久久(发送邮件至hr@wenke99.com或直接QQ联系客服),我们立即给予删除!

机电一体化技术毕业设计样本.doc

1、武汉理工大学网络教育毕业设计 网络与继续教育学院 毕 业 设 计 题目:智能温度器的研究 学 校: 武汉理工大学 专 业: 机电一体化 姓 名: 卫康 指导老师: 江毅 完成时间: 2011 年 8 月 15 日 武汉理工大学网络教育毕业设计 摘要 : XMT-100系列数字显示控制仪是一种带微电脑的新型全量程智能仪表。它与热电阻、热电偶、压力变送器、远程电阻压力表及各种线性变送器配合使用,可测量和控制温度、压力、流量、电压、电流等各种工业参数,适用于冶金、化工、 电力、轻功、医疗、视频、半导体等行业。 本文介绍了温度控制器的硬件及软件,硬件包括 pt传感器、电压放大器、压频转换器 lm331

2、 及 89s8253-8279 组成的单片机系统。 关键词 传感器、电压放大器、 lm331、单片机 武汉理工大学网络教育毕业设计 目 录 第一章 绪论 . 错误 !未定义书签。 第二章 本次毕业设计任务 2.1 设计题目: . 1 2.2 设计意义: . 2 第三章 软件设计 3.1.1 Pt 温度传感器 . 4 3.1.2 恒流源介绍 . 4 恒流源分为流出 (Current Source)和流入 (Current Sink)两种形式。 . 4 3.3 电压 -频率变换器 LM331 . 6 3.3.1 Lm331 周边电路图 . 6 3.3.2 概述 . 6 3.3.3 工作原理 . 7

3、 3.4 8279 单片机的性能及结构 . 错误 !未定义书签。 3.4.1 芯片引脚功能说明 . 错误 !未定义书签。 3.4.2 内部结构 . 错误 !未定义书签。 3.5 Pcb 印制板电路图 . 9 3.5.1 PCB 发展简介: . 错误 !未定义书签。 第四章 软件设计 4.1 程序流程图如下 . 错误 !未定义书签。 第五章 数和数值的编码 5.1 前面板示意图及案件说明: . 错误 !未定义书签。 5.2 仪表参数的设置流程 . 错误 !未定义书签。 参考文献 . 13 1 第一章 绪论 1.1 单片机发展概述 1946年第一台电子计算机诞生至今,只有 50年的时间,依靠微电子

4、技术和半导体技术的进步,从电子管 晶体管 集成电路 大规模集成电路,现在一块芯片上完全可以集成几百万甚至上千万只晶体管,使得计算机体积更小,功能更强。 特别是近 20年时间里,计算机技术获得飞速的发展,计算机在工农业,科研,教育,国防和航空航天领域获得了广泛的应用,计算机技术已经是一个国家现代科技水平的重要标志。 单片机诞生于 20 世纪 70年代,象 Fairchid 公司研制的 F8 单片微型计算机。所谓单片机是利用大规模集成电路技术把中央处理单元 (Center Processing Unit,也即常称的 CPU)和数据存储器 (RAM)、程序存储器 (ROM)及其他 I/O 通信口集成

5、在一块芯片上,构成一个最小的计算机系统,而现代的单片机则加上了中断单元,定时单元及 A/D转 换等更复杂、更完善的电路,使得单片机的功能越来越强大,应用更广泛。 20 世纪 70 年代,微电子技术正处于发展阶段,集成电路属于中规模发展时期,各种新材料新工艺尚未成熟,单片机仍处在初级的发展阶段,元件集成规模还比较小,功能比较简单,一般均把 CPU、 RAM有的还包括了一些简单的 I/O 口集成到芯片上,象Farichild 公司就属于这一类型,它还需配上外围的其他处理电路方才构成完整的计算系统。类似的单片机还有 Zilog 公司的 Z80 微处理器。 1976 年 INTEL 公司推出了 MCS

6、-48 单片机,这个时期的单片机才是真 正的 8 位单片微型计算机,并推向市场。它以体积小,功能全,价格低赢得了广泛的应用,为单片机的发展奠定了基础,成为单片机发展史上重要的里程碑。 在 MCS-48的带领下,其后,各大半导体公司相继研制和发展了自己的单片机,象Zilog 公司的 Z8 系列。到了 80 年代初,单片机已发展到了高性能阶段,象 INTEL 公司的 MCS-51 系列, Motorola 公司的 6801 和 6802系列, Rokwell 公司的 6501 及 6502系列等等 ,此外 ,*的著名电气公司 NEC和 HITACHI都相继开发了具有自己特色的专用单片机。 80 年

7、代,世界各大公司均竞相研制出品种多功能强的单片机,约有几十个系列,300 多个品种,此时的单片机均属于真正的单片化,大多集成了 CPU、 RAM、 ROM、数目繁多的 I/O 接口、多种中断系统,甚至还有一些带 A/D 转换器的单片机,功能越来越强大, RAM 和 ROM 的容量也越来越大,寻址空间甚至可达 64kB,可以说,单片机发展到了一个全新阶段,应用领域更广泛,许多家用电器均走向利用单片机控制的智能化发展道路。 泛的应用。因此研究和设计数控激光切割有很强的现实意义。微机控制技术正在发挥出巨大的优越性。 2 1.2 单片机发展 趋势 现在可以说单片机是百花齐放,百家争鸣的时期,世界上各大

8、芯片制造公司都推出了自己的单片机,从 8 位、 16 位到 32 位,数不胜数,应有尽有,有与主流 C51 系列兼容的,也有不兼容的,但它们各具特色,互成互补,为单片机的应用提供广阔的天地。 纵观单片机的发展过程,可以预示单片机的发展趋势,大致有: 1.低功耗 CMOS 化 MCS-51 系列的 8031推出时的功耗达 630mW,而现在的单片机普遍都在 100mW 左右,随着对单片机功耗要求越来越低,现在的各个单片机制造商基本都采用了 CMOS(互补金属氧化物半导体工艺 )。象 80C51 就采用了 HMOS(即高密度金属氧化物半导体工艺 )和CHMOS(互补高密度金属氧化物半导体工艺 )。

9、 CMOS 虽然功耗较低,但由于其物理特征决定其工作速度不够高,而 CHMOS 则具备了高速和低功耗的特点,这些特征,更适合于在要求低功耗象电池供电的应用场合。所以这种工艺将是今后一段时期单片机发展的主要途径。 2.微型单片化 现在常规的单片机普遍都是将中央处理器 (CPU)、随机存取数据存储 (RAM)、只读程序存储器 (ROM)、并行和串行通信接口,中断系统、定时电路、时钟电路集成在一块单一的芯片上,增强型的单片 机集成了如 A/D转换器、 PMW(脉宽调制电路 )、 WDT(看门狗 )、有些单片机将 LCD(液晶 )驱动电路都集成在单一的芯片上,这样单片机包含的单元电路就更多,功能就越强

10、大。甚至单片机厂商还可以根据用户的要求量身定做,制造出具有自己特色的单片机芯片。 此外,现在的产品普遍要求体积小、重量轻,这就要求单片机除了功能强和功耗低外,还要求其体积要小。现在的许多单片机都具有多种封装形式,其中 SMD(表面封装 )越来越受欢迎,使得由单片机构成的系统正朝微型化方向发展。 3.主流与多品种共存 现在虽然单片机的品种繁多,各具特色 ,但仍以 80C51 为核心的单片机占主流,兼容其结构和指令系统的有 PHILIPS 公司的产品, ATMEL 公司的产品和中国台湾的 Winbond系列单片机。所以 C8051 为核心的单片机占据了半壁江山。而 Microchip 公司的 PI

11、C精简指令集 (RISC)也有着强劲的发展势头,中国台湾的 HOLTEK 公司近年的单片机产量与日俱增,与其低价质优的优势,占据一定的市场分额。此外还有 MOTOROLA 公司的产品,日本几大公司的专用单片机。在一定的时期内,这种情形将得以延续,将不存在某个单片机一统天下的垄断局面,走的是依存互补, 相辅相成、共同发展的道路。 3 第二章 本次毕业设计任务 2.1 设计题目: 温度控制器 2.2 设计意义: 温度控制器控制方法一般分为两种:一种是由被冷却对象的温度变化来进行控制,多采用蒸气压力式温度控制器,另一种由被冷却对象的温差变化来进行控制,多采用电子式温度控制器。温度控制器可分为: 1机

12、械式温度控制器分为:蒸气压力式温度控制器、液体膨胀式温度控制器、气体吸附式温度控制器、金属膨胀式温度控制器。其中蒸气压力式温度控制器又分为:充气型、液气混合型和充液型。家用空调机械式温度控制器都以这类温度控制器 为主。 2.电子式温度控制器分为:电阻式温度控制器和热电偶式温度控制器。 传统的温度控制器的电热元件一般以电热棒、发热圈为主,两者里面都用发热丝制成。发热丝通过电流加热时,通常达到 1000以上,所以发热棒、发热圈内部温度都很高。一般进行温度控制的电器机械,其控制温度多在 0-400之间,所以,传统的温度控制器进行温度控制期间,当被加热器件温度升高至设定温度时,温度控制器会发出信号停止

13、加热。但这时发热棒或发热圈的内部温度会高于 400,发热棒、发热圈还将会对被加热的器件进行加热,即使温度控制器发出信号停止加 热,被加热器件的温度还往往继续上升几度,然后才开始下降。当下降到设定温度的下限时,温度控制器又开始发出加热的信号,开始加热,但发热丝要把温度传递到被加热器件需要一定的时候,这就要视乎发热丝与被加热器件之间的介质情况而定。通常开始重新加热时,温度继续下降几度。所以,传统的定点开关控制温度会有正负误差几度的现象,但这不是温度控制器本身的问题,而是整个热系统的结构性问题,使温度控制器控温产生一种惯性温度误差, 此次设计重点则是解决传统温度控制器系统结构上存在的问题。 2.3

14、主要内容:系统任务 本装置的 任务是对温度进行实时监测与控制。 温度的变化会使 pt 温度传感器阻值发生变化,让恒流源电流通过电阻,根据 U=I*R 对电阻取电压,用电压放大器对电压值放大,压频转换器 lm331 对电压值进行转换,把输出的频率信号出入单片机比较处理,频率信号大于一定值时则发出中断。 4 第三章 硬件电路设计 3.1 恒流源与 pt 传感器电路图及原理 3.1.1 Pt 温度传感器 pt 温度传感器是一种稳定性和线性都比较好的白金热电阻传感器 ,电阻式温度检测器 (RTD,Resistance Temperature Detector)是一种物质材料作成的电阻 ,它会随温度的上

15、升而改变电阻值 ,如果它随温度的上升而电阻值也跟著上升就称为正电阻係数 ,如果它随温度的上升而电阻值反而下降就称为负电阻系数。大部分电阻式温度检测器是以金属作成的 ,其中以白金 (Pt)作成的电阻式温度检测器 ,最为稳定耐酸碱、不会变质、相当线性 .,最受工业界采用。 PT 温度感测器是一种以白金 (Pt)作成的电阻式温度检测器 ,属于正电阻系数 ,其电阻和温度变化的关系式如下: R=Ro(1+ T) 其中 =0.00392,Ro 为 100 (在 0的电阻值 ),T 为摄氏温度 因此白金作成的电阻式温度检测器 ,又称为 PT100。 传感器的接入非常简单 ,从系统的 5V 供电端仅仅通过一支

16、电阻就连接到 PT100 了 .这种接法通常会引起严重的非线性问题 ,但是 .由于有了单片机的软件校正作为后盾 ,因此就简化了传感器的接入方式 . 3.1.2 恒流源介绍 恒流源分为流出 (Current Source)和流入 (Current Sink)两种形式。 最简单的恒流源,就是用一只恒流二极管。实际上,恒流二极管的应用是比较少的,除了因为恒流二 极管的恒流特性并不是非常好之外,电流规格比较少,价格比较贵也是重要原因。最常用的简易恒流源用两只同型三极管,利用三极管相对稳定的电压作为基准, 这种恒流源优点是简单易行,而且电流的数值可以自由控制,也没有使用特殊的元件,有利于降低产品的成本。

17、缺点是不同型号的管子,其电压不是一个固定值,即使是相同型号,也有一定的个体差异。同时不同的工作电流下,这个电压也会有一定的波动。因此不适合精密的恒流需求。 为了能够精确输出电流,通常使用一个运放作为反馈,同时使用场效应管避免三极管的电流导致的误差。如果电流不需要特别 精确,其中的场效应管也可以用三极管代替。 恒流源的实质是利用器件对电流进行反馈,动态调节设备的供电状态,从而使得电流趋于恒定。只要能够得到电流,就可以有效形成反馈,从而建立恒 5 流源。 能够进行电流反馈的器件,还有电流互感器,或者利用霍尔元件对电流回路上某些器件的磁场进行反馈,也可以利用回路上的发光器件(例如光电耦合器,发光管等

18、)进行反馈。这些方式都能够构成有效的恒流源,而且更适合大电流等特殊场合。 3.1.3 电路图及原理 图 3.1 pt 传感器与恒流源电路 令 AA、 BB与 CC3 段电 阻阻值相等为 r,恒 =流源 IA=IB UA=IA*r+IA*R+IA*r UB=IB*r+IB*r UA-UB=UAB=IA*R 3.2 电压放大器电路电路图 6 图 3.2 电压放大器电路图 放大器的电压放大公式: U=A( u+-u-),其中 U 为输出电压, A 为放大器放大倍数,u+-u-=UA-UB , UA-UB为图一中 UAB 。 电路中引入电容是为了降低干扰脉冲。 放大电路引入电压负反馈后,能够使输出电压

19、稳定。任何外界因素引起输 电压不稳时,输出电压的变化将通过反馈网络立即回送到放大电路的输入端,并与原输 入信号进行比较,得出与前一变化相反的有效输人信号,从而使输出电压的变化量得到削弱,输出电压便趋于稳定。可见,负反馈使放大电路具有了自动调节能力。电压负反馈能够稳定输出电压。 3.3 电压 -频率变换器 LM331 3.3.1 Lm331周边电路图 图 3.3 lm331 周边电路 3.3.2 概述 LM331是美国 NS公司生产的性能价格比较高的集成芯片,可用作精密频率电压转换器、A/D 转换器、线性频率调制解调、长时间积分器及其他相关器件。 LM331 采用了新的温度补偿能隙基准电路,在整

20、个工作温度范围内和低到 4.0V 电源电压下都有极高的精度。 LM331 的动态范围宽,可达 100dB;线性度好,最大非线性失真小于 0.01,工作频率低到 0.1Hz 时尚有较好的线性;变换精度高,数字分辨率可达 12 位;外接电路简单,只需接入几个外部元件就可方便构成 V/F 或 F/V 等变换电路,并且容易保证转换精度。 LM331 的内部电路组成如图 1 所示。由输入比较器、定时比较器、 R S 触 7 发器、输出驱动管、复零晶体管、能隙基准电路、精密电流源电路、电流开关、输出保护管等部分组成。输出驱动管采用集电极开路形式,因而可以通过选择逻辑电流和外接 电阻,灵活改变输出脉冲的逻辑

21、电平,以适配 TTL、 DTL 和 CMOS 等不同的逻辑电路。 LM331 可采用双电源或单电源供电,可工作在 4.0 40V 之间,输出可高达 40V,而且可以防止 Vcc 短路。 3.3.3 工作原理 图 3.4 lm331 原理图 上图是由 LM331 组成的电压频率变换电路, LM331 内部由输入比较器、定时比较器、R S触发器、输出驱动、复零晶体管、能隙基准电路和电流开关等部分组成。输出驱动管采用集电极开路形式,因而可以通过选择逻辑电流和外接电阻,灵活改变输出脉冲的逻辑电平,以适配 TTL、 DTL 和 CMOS 等不同的逻辑电路。 当输入端 Vi输入一正电压时,输入比较器输出高

22、电平,使 R S 触发器置位,输出高电平,输出驱动管导通,输出端 f0 为逻辑低电平,同时电源 Vcc 也通过电阻 R2 对电容 C2充电。当电容 C2两端充电电压大于 Vcc 的 2/3 时,定时比较器输出一高电平,使 R S触发器复位,输出低电平,输出驱动管截止,输出端 f0为逻辑高电平,同时,复零晶体管导通,电容 C2 通过复零晶体管迅速放电;电子开关使电容 C3 对电阻 R3放电。当电容 C3放电电压等于输入电压 Vi 时,输入比较器再次输出高电平,使 R S触发 器置位,如此反复循环,构成自激振荡。输出脉冲频率 f0 与输入电压 Vi成正比,从而实现了电压频率变换。其输入电压和输出频率的关系为: fo=(Vin R4)/(2.09 R3 R2 C2) 由式知电阻 R2、 R3、 R4、和 C2 直接影响转换结果 f0,因此对元件的精度要有一定的要求,可根据转换精度适当选择。电阻 R1 和电容 C1 组成低通滤波器,可减少输入电压中的干扰脉冲,有利于提高转换精度。

Copyright © 2018-2021 Wenke99.com All rights reserved

工信部备案号浙ICP备20026746号-2  

公安局备案号:浙公网安备33038302330469号

本站为C2C交文档易平台,即用户上传的文档直接卖给下载用户,本站只是网络服务中间平台,所有原创文档下载所得归上传人所有,若您发现上传作品侵犯了您的权利,请立刻联系网站客服并提供证据,平台将在3个工作日内予以改正。