机电一体化关键技术毕业设计方案范文.doc
《机电一体化关键技术毕业设计方案范文.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《机电一体化关键技术毕业设计方案范文.doc(23页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、 网络与继续教诲学院毕 业 设 计题目:智能温度器研究学 校:武汉理工大学专 业: 机电一体化 姓 名: 卫康 指引教师: 江毅 完毕时间: 8月15日 摘要:XMT-100系列数字显示控制仪是一种带微电脑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,合用于冶金、化工、电力、轻功、医疗、视频、半导体等行业。本文简介了温度控制器硬件及软件,硬件涉及pt传感器、电压放大器、压频转换器lm331及89s8253-8279构成单片机系统。核心词 传感器、电压放大器、lm331、单片机目 录第一章 绪论
2、1第二章 本次毕业设计任务2.1设计题目:12.2设计意义:2第三章 软件设计3.1.1 Pt温度传感器43.1.2 恒流源简介4恒流源分为流出(Current Source)和流入(Current Sink)两种形式。43.3 电压-频率变换器LM33163.3.1 Lm331周边电路图63.3.2 概述63.3.3 工作原理73.4 8279单片机性能及构造83.4.1 芯片引脚功能阐明83.4.2 内部构造103.5 Pcb印制板电路图103.5.1 PCB发展简介:10第四章 软件设计4.1 程序流程图如下10第五章 数和数值编码5.1 前面板示意图及案件阐明:115.2 仪表参数设立
3、流程12参照文献13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年时间,依托微电子技术和半导体技术进步,从电子管晶体管集成电路大规模集成电路,当前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。特别是近时间里,计算机技术获得飞速发展,计算机在工农业,科研,教诲,国防和航空航天领域获得了广泛应用,计算机技术已经是一种国家当代科技水平重要标志。单片机诞生于20世纪70年代,象Fairchid公司研制F8单片微型计算机。所谓单片机是运用大规模集成电路技术把中央解决单元(Center Processing Unit,也即常称CPU)和数据存
4、储器(RAM)、程序存储器(ROM)及其她I/O通信口集成在一块芯片上,构成一种最小计算机系统,而当代单片机则加上了中断单元,定期单元及A/D转换等更复杂、更完善电路,使得单片机功能越来越强大,应用更广泛。20世纪70年代,微电子技术正处在发展阶段,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,单片机仍处在初级发展阶段,元件集成规模还比较小,功能比较简朴,普通均把CPU、RAM有还涉及了某些简朴I/O口集成到芯片上,象Farichild公司就属于这一类型,它还需配上外围其她解决电路方才构成完整计算系统。类似单片机尚有Zilog公司Z80微解决器。1976年INTEL公司推出了MCS-4
5、8单片机,这个时期单片机才是真正8位单片微型计算机,并推向市场。它以体积小,功能全,价格低赢得了广泛应用,为单片机发展奠定了基本,成为单片机发展史上重要里程碑。在MCS-48带领下,其后,各大半导体公司相继研制和发展了自己单片机,象Zilog公司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MCS-51系列,Motorola公司6801和6802系列,Rokwell公司6501及6502系列等等,此外,*知名电气公司NEC和HITACHI都相继开发了具备自己特色专用单片机。80年代,世界各大公司均竞相研制出品种多功能强单片机,约有几十个系列,300各种品种,此时单片机均
6、属于真正单片化,大多集成了CPU、RAM、ROM、数目繁多I/O接口、各种中断系统,甚至尚有某些带A/D转换器单片机,功能越来越强大,RAM和ROM容量也越来越大,寻址空间甚至可达64kB,可以说,单片机发展到了一种全新阶段,应用领域更广泛,许多家用电器均走向运用单片机控制智能化发展道路。泛应用。因而研究和设计数控激光切割有很强现实意义。微机控制技术正在发挥出巨大优越性。1.2单片机发展趋势当前可以说单片机是百花齐放,百家争鸣时期,世界上各大芯片制造公司都推出了自己单片机,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,也有不兼容,但它们各具特色,互成互补,为单片机应用提供
7、辽阔天地。纵观单片机发展过程,可以预示单片机发展趋势,大体有:1.低功耗CMOS化MCS-51系列8031推出时功耗达630mW,而当前单片机普遍都在100mW左右,随着对单片机功耗规定越来越低,当前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)。CMOS虽然功耗较低,但由于其物理特性决定其工作速度不够高,而CHMOS则具备了高速和低功耗特点,这些特性,更适合于在规定低功耗象电池供电应用场合。因此这种工艺将是此后一段时期单片机发展重要途径。2.微型单片化当前常规单片机普
8、遍都是将中央解决器(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、定期电路、时钟电路集成在一块单一芯片上,增强型单片机集成了如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芯片上,这样单片机包括单元电路就更多,功能就越强大。甚至单片机厂商还可以依照顾客规定量身定做,制造出具备自己特色单片机芯片。此外,当前产品普遍规定体积小、重量轻,这就规定单片机除了功能强和功耗低外,还规定其体积要小。当前许多单片机都具备各种封装形式,其中SMD(表面封装)越来越受欢迎,使得由单片机构成系统正朝微型化方向发展
9、。3.主流与多品种共存当前虽然单片机品种繁多,各具特色,但仍以80C51为核心单片机占主流,兼容其构造和指令系统有PHILIPS公司产品,ATMEL公司产品和中华人民共和国台湾Winbond系列单片机。因此C8051为核心单片机占据了半壁江山。而Microchip公司PIC精简指令集(RISC)也有着强劲发展势头,中华人民共和国台湾HOLTEK公司近年单片机产量与日俱增,与其低价质优优势,占据一定市场分额。此外尚有MOTOROLA公司产品,日本几大公司专用单片机。在一定期期内,这种情形将得以延续,将不存在某个单片机一统天下垄断局面,走是依存互补,相辅相成、共同发展道路。第二章 本次毕业设计任务
10、2.1设计题目:温度控制器2.2设计意义:温度控制器控制办法普通分为两种:一种是由被冷却对象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此类温度控制器为主。 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。老式温度控制器电热元件普通以电热棒、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
11、,普通达到1000以上,因此发热棒、发热圈内部温度都很高。普通进行温度控制电器机械,其控制温度多在0-400之间,因此,老式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加热。但这时发热棒或发热圈内部温度会高于400,发热棒、发热圈还将会对被加热器件进行加热,虽然温度控制器发出信号停止加热,被加热器件温度还往往继续上升几度,然后才开始下降。当下降到设定温度下限时,温度控制器又开始发出加热信号,开始加热,但发热丝要把温度传递到被加热器件需要一定期候,这就要视乎发热丝与被加热器件之间介质状况而定。普通开始重新加热时,温度继续下降几度。因此,老式定点开关控制温
12、度会有正负误差几度现象,但这不是温度控制器自身问题,而是整个热系统构造性问题,使温度控制器控温产生一种惯性温度误差,本次设计重点则是解决老式温度控制器系统构造上存在问题。 2.3重要内容:系统任务 本装置任务是对温度进行实时监测与控制。温度变化会使pt温度传感器阻值发生变化,让恒流源电流通过电阻,依照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,把输出频率信号出入单片机比较解决,频率信号不不大于一定值时则发出中断。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白金热电阻传感
13、器,电阻式温度检测器(RTD,Resistance Temperature Detector)是一种物质材料作成电阻,它会随温度上升而变化电阻值,如果它随温度上升而电阻值也跟著上升就称为正电阻係数,如果它随温度上升而电阻值反而下降就称为负电阻系数。大某些电阻式温度检测器是以金属作成,其中以白金(Pt)作成电阻式温度检测器,最为稳定耐酸碱、不会变质、相称线性.,最受工业界采用。PT温度感测器是一种以白金(Pt)作成电阻式温度检测器,属于正电阻系数,其电阻和温度变化关系式如下:R=Ro(1+T)其中=0.00392,Ro为100(在0电阻值),T为摄氏温度因而白金作成电阻式温度检测器,又称为PT1
14、00。传感器接入非常简朴,从系统 5V 供电端仅仅通过一支电阻就连接到 PT100 了.这种接法普通会引起严重非线性问题,但是.由于有了单片机软件校正作为后盾,因而就简化了传感器接入方式.3.1.2 恒流源简介恒流源分为流出(Current Source)和流入(Current Sink)两种形式。最简朴恒流源,就是用一只恒流二极管。事实上,恒流二极管应用是比较少,除了由于恒流二极管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因素。最惯用简易恒流源用两只同型三极管,运用三极管相对稳定电压作为基准,这种恒流源长处是简朴易行,并且电流数值可以自由控制,也没有使用特殊元件,有助于减少
15、产品成本。缺陷是不同型号管子,其电压不是一种固定值,虽然是相似型号,也有一定个体差别。同步不同工作电流下,这个电压也会有一定波动。因而不适合精密恒流需求。为了可以精准输出电流,普通使用一种运放作为反馈,同步使用场效应管避免三极管电流导致误差。如果电流不需要特别精准,其中场效应管也可以用三极管代替。恒流源实质是运用器件对电流进行反馈,动态调节设备供电状态,从而使得电流趋于恒定。只要可以得到电流,就可以有效形成反馈,从而建立恒流源。可以进行电流反馈器件,尚有电流互感器,或者运用霍尔元件对电流回路上某些器件磁场进行反馈,也可以运用回路上发光器件(例如光电耦合器,发光管等)进行反馈。这些方式都可以构成
16、有效恒流源,并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=IBUA=IA*r+IA*R+IA*rUB=IB*r+IB*rUA-UB=UAB=IA*R3.2 电压放大器电路电路图图3.2 电压放大器电路图放大器电压放大公式: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减少干扰脉冲。放大电路引入电压负反馈后,可以使输出电压稳定。任何外界因素引起输电压不稳时,输出电压变化将通过反馈网络及时回送到放大电路输入端,并与原输入
17、信号进行比较,得出与前一变化相反有效输人信号,从而使输出电压变化量得到削弱,输出电压便趋于稳定。可见,负反馈使放大电路具备了自动调节能力。电压负反馈可以稳定输出电压。3.3 电压-频率变换器LM3313.3.1 Lm331周边电路图图3.3 lm331周边电路3.3.2 概述LM331是美国NS公司生产性能价格比较高集成芯片,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、长时间积分器及其她有关器件。LM331采用了新温度补偿能隙基准电路,在整个工作温度范畴内和低到4.0V电源电压下均有极高精度。LM331动态范畴宽,可达100dB;线性度好,最大非线性失真不大于0.01,工作频率低
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 机电 一体化 关键技术 毕业设计 方案 范文
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,个别因单元格分列造成显示页码不一将协商解决,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;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;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【快乐****生活】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【快乐****生活】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。