机电一体化课程设计-中国地质大学

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(完整版)机电一体化毕业课程设计

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1引言1.1课题简介本次毕业设计课题为“模块化生产控制系统设计”。

其主要任务就是通过分析研究学校实验工作台系统,结合所学知识以及先进控制技术,对模块化生产线控制系统进行研究。

1.2 工业模块化系统发展现状工业模块系统是一种以机电一体化为基础的自动化系统,其中控制的部分现今在我国大都是采用的是PLC控制。

PLC是由摸仿原继电器控制原理发展起来的,二十世纪七十年代的PLC只有开关量逻辑控制,首先应用的是汽车制造行业。

它以存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和运算等操作的指令;并通过数字输入和输出操作,来控制各类机械或生产过程。

用户编制的控制程序表达了生产过程的工艺要求,并事先存入PLC的用户程序存储器中。

运行时按存储程序的内容逐条执行,以完成工艺流程要求的操作。

PLC的CPU内有指示程序步存储地址的程序计数器,在程序运行过程中,每执行一步该计数器自动加1,程序从起始步(步序号为零)起依次执行到最终步(通常为END指令),然后再返回起始步循环运算。

PLC每完成一次循环操作所需的时间称为一个扫描周期。

不同型号的PLC,循环扫描周期在1微秒到几十微秒之间。

PLC用梯形图编程,在解算逻辑方面,表现出快速的优点,在微秒量级,解算1K逻辑程序不到1毫秒。

它把所有的输入都当成开关量来处理,16位(也有32位的)为一个模拟量。

大型PLC使用另外一个CPU来完成模拟量的运算。

把计算结果送给PLC的控制器。

最终达到控制的目的。

工业模块与智能系统是六十年代以来在信号处理、人工智能、控制论、计算机技术等学科基础上发展起来的新型学科。

该学科以各种传感器为信息源,以信息处理与模式识别的理论技术为核心,以数学方法与计算机为主要工具,探索对各种媒体信息进行处理、分类、理解并在此基础上构造具有某些智能特性的系统或装置的方法、途径与实现,以提高系统性能。

工业模块与智能系统是一门理论与实际紧密结合,具有广泛应用价值的控制科学与工程的重要学科分支。

机电一体化课程设计

机电一体化课程设计

机电一体化课程设计设计目的本课程旨在帮助学生全面了解机电一体化技术的基本概念、原理和应用,培养学生的跨学科综合能力,提高学生的实际动手能力和解决实际问题的能力。

教学目标•了解机电一体化技术的基本概念和原理•掌握机电一体化技术在工程实践中的应用•培养学生的动手能力和实际问题解决能力•提高学生的团队合作能力和跨学科综合能力教学内容1.机电一体化技术概述2.传感器与执行器3.控制系统与自动化4.机械设计与制造5.电气与电子技术6.机电一体化系统集成与应用教学方法•理论讲授结合实例分析•教师和学生参与讨论•实验操作与实践综合•项目实战案例分析教学评估•学生课堂表现及作业考核•期中期末综合考核•课程设计和项目实战评比实验与实践1.传感器与执行器实验2.控制系统与自动化实验3.机械设计与制造实践4.电气与电子技术实验5.机电一体化系统集成与应用项目实战资源支持•实验室设备和工具支持•外部企业合作支持•教学资料和参考书籍支持教学团队•主讲教师:机电一体化专业教师•实验指导教师:相关实验室实验指导老师•项目实战指导老师:相关工程项目经验丰富的老师•《机电一体化技术导论》•《机电一体化系统集成与应用》•相关学术论文和案例分析以上是机电一体化课程设计的详细方案,希望能对您的参考有所帮助。

特殊应用场合一:智能家居增加条款•增加智能家居技术的介绍和应用范围•增加智能家居系统的结构和组成•增加智能家居系统的集成及核心技术介绍•增加智能家居系统的特别注意事项,如数据安全等相关问题及注意事项•数据安全问题,需要采用加密算法保障,如AES加密算法;•协议转换问题,各智能设备采用不同的通信协议,需要根据实际情况进行转换;•语音识别准确性问题,需要进行多场景训练,提高识别准确性;•技术更新换代问题,智能家居技术日新月异,需定期更新技术和设备。

特殊应用场合二:智能物流增加条款•增加智能物流技术的介绍和应用范围•增加智能物流系统的结构和组成•增加智能物流系统的集成及核心技术介绍•增加智能物流系统的特别注意事项,如物流路径规划等相关问题及注意事项•物流路径规划问题,需要考虑路程、道路状况、货物重量等多个因素进行求解;•智能识别问题,需要采用深度学习等技术,实现对货物的自动识别和分类;•跨地区协调问题,需要建立覆盖全国的智能物流网络,实现各地区之间物流的快速协调;•安全问题,智能物流系统涉及大量的物资财产和数据信息,需要采用多层安全保障机制,如认证、加密、监控等措施。

机电一体化系统设计课程设计.doc

机电一体化系统设计课程设计.doc

机电一体化系统设计课程设计.doc机电一体化系统设计是机械工程、电子信息工程等工科专业的重要课程之一,主要涉及机电系统的设计、分析、优化和实现等方面的知识。

在课程设计中,学生需要综合运用所学知识,对一个具体的机电一体化系统进行全面、系统的设计。

机电一体化系统设计需要从系统的角度出发,综合考虑机械部分和电子控制部分的设计。

在机械部分,需要根据系统的功能和要求,设计机械结构,包括传动机构、导向机构、支撑机构、制动机构等。

在电子控制部分,需要根据系统的控制要求和传感器测量的数据,选择合适的控制器和传感器,设计控制电路和程序,实现系统的自动化控制。

机电一体化系统设计需要考虑系统的性能指标和优化设计。

系统的性能指标包括系统的精度、稳定性、响应速度、工作效率等。

在设计过程中,需要通过优化设计来提高系统的性能指标。

例如,可以通过优化机械结构的设计来提高系统的精度和稳定性,通过优化控制算法和控制参数来提高系统的响应速度和工作效率。

另外,机电一体化系统设计还需要考虑系统的可维护性和可扩展性。

系统的可维护性包括系统的维修性和可靠性,即系统发生故障时能够快速维修并恢复正常工作状态。

系统的可扩展性包括系统功能的可扩展性和升级性,即系统能够根据用户需求进行功能扩展和升级。

机电一体化系统设计的实现需要借助计算机辅助设计和电子电路设计等工具。

学生需要使用CAD软件进行机械结构的设计,使用电路设计软件进行电子电路的设计。

同时,还需要使用模拟仿真软件进行系统的模拟和调试,验证系统的性能和功能是否满足设计要求。

机电一体化系统设计课程设计是培养学生综合运用所学知识进行机电系统设计和分析的重要环节。

通过课程设计,学生可以加深对机电一体化系统的理解,提高解决实际问题的能力。

同时,课程设计还可以培养学生的创新意识和团队协作精神,为将来的就业和科研奠定坚实的基础。

机电一体化系统设计 本科 中国地质大学开卷资料题库及答案

机电一体化系统设计 本科 中国地质大学开卷资料题库及答案

机电一体化系统设计(专升本)阶段性作业1总分: 100分考试时间:分钟单选题1. 在设计齿轮传动装置时,对于转动精度要求高的降速齿轮传动链,可按什么原则进行设计_______。

(4分)(A) 输出轴转角误差最小(B) 等效转动惯量最小(C) 质量最小(D) 质量最大参考答案:A2. 设计多环控制系统的一般原则是_______。

(4分)(A) 以内环开始,一环一环地逐步向外扩张(B) 以外环开始,一环一环地向内逼近(C) 提高系统各组成环节的精度(D) 增加系统开环传递函数中积分环节的数目参考答案:A3. 在机身设计中,为使弯曲刚度和扭转刚度均有明显提高,可采用_______。

(4分)(A) 纵向肋板(B) 横向肋板(C) 斜置肋板(D) 增加壁厚参考答案:C4. “机电一体化”在国外被称为_______。

(4分)(A) Machine(B) Electronics(C) Mechatronics(D) A和B参考答案:C5. 计算机集成制造系统包括_______。

(4分)(A) CAD、CAPP、CAM(B) FMS(C) 计算机辅助生产管理(D) A、B和C参考答案:D6. 在机身设计中,为使扭转刚度得到提高,可采用_______。

(4分)(A) 纵向肋板(B) 横向肋板(C) 斜置肋板(D) 增加壁厚参考答案:B7. 齿轮传动的总等效惯量与传动级数_______。

(4分)(A) 有关(B) 无关(C) 在一定级数内有关(D) 在一定级数内无关参考答案:C8. 计算机辅助质量保证系统的英文缩写是_______。

(4分)(A) CAD(B) CAI(C) CAQ(D) CAM参考答案:C9. 对于要求部件重量尽可能轻的降速传动链,可按什么原则进行设计_______。

(4分)(A) 输出轴转角误差最小(B) 等效转动惯量最小(C) 质量最小(D) 质量最大参考答案:C10. 齿轮传动的总等效惯量随着传动级数_______。

机电一体化课程设计-中国地质大学复习课程

机电一体化课程设计-中国地质大学复习课程

机电一体化课程设计学院:机电学院专业:机械设计制造及其自动化班级:姓名:指导老师:吴来杰付先成2014年2月27日一、选题背景 (3)二、设计要求 (3)三、选题目的 (3)四、方案论证 (4)五、系统工作原理: (5)六、电路分析 (5)1、单片机选择 (5)2、单片机复位电路 (7)3、传感器选择 (7)5、油压、油温检测及放大电路 (9)6、A/D转换 (10)7、外接键盘 (11)8、并行I/0的扩展 (12)9、报警系统: (13)10、LED显示电路 (13)七、电路原理图转化PCB板 (14)八、参考文献: (18)九、课程设计心得体会 (18)一、选题背景机电一体化是以机械技术和电子技术为主题,多门技术学科相互渗透、相互结合的产物,是正在发展和逐渐完善的一门新兴的学科。

机电一体化使机械工业的技术结构、产品结构、功能与构成、生产方式及管理体系发生了巨大变化,使工业生产由“机械电气化”迈入了以“机电一体化”为特征的发展阶段。

机电一体化是指机构的主功能、动力功能、信息处理功能和控制功能上引进了电子技术,并将机械装备和电子设备以及软件等有机的结合起来所构成的系统的总称。

也就是说机电一体化的连接机械和电子、气压、液压等相关的的关键技术,在微电子技术、计算机技术、及信息处理技术的高速发展,消费者对高性能、高自动化的机械化产品提出了更高的要求,也就是要求我们从事机械设计制造及自动化行业的技术人员掌握机电一体化技术的重要性所在。

当前数字信号处理的发展趋势之一是在通用的硬件上借助软件实现复杂的功能,伴随对软件依赖性的增加,软件的开发成本也相应提高,甚至出现赶超硬件投入的趋势。

机电一体化的关键技术有:(1)机械技术(2)计算机及信息处理技术(3)系统技术(4)自动控制技术(5)传感检测技术(6)侍服传动技术。

在新的历史背景下,同时因也是个知识爆炸的年代,不管是对祖国经济的发展,还是一个很现实的问题:对自己将来的发展,对于掌握、精通这门技术都尤为的显得重要。

机电一体化系统设计课程设计

机电一体化系统设计课程设计

机电一体化系统设计课程设计机电一体化系统设计是一门涉及多个学科领域的课程,需要学生综合应用机械设计、电气工程、控制工程等知识,将机械和电子相结合,实现系统自动化控制和优化。

以下是一些可能的课程设计主题和步骤,供参考:
设计一个自动化生产线:学生可以根据一定的生产任务要求,设计一个包含多个工作站的生产线,要求实现自动化控制、物料输送、零部件加工、质量检测等功能。

学生需要考虑机械部分的设计和制造,电气控制系统的设计与编程,以及整个系统的优化调试。

设计一个自动驾驶小车:学生可以选择一个现有的小车平台,通过搭载各种传感器和控制电路,实现自动驾驶功能。

学生需要学习机器视觉、Lidar雷达等技术,掌握小车路径规划和控制算法,以及电子电路设计和调试技巧。

设计一个智能家居系统:学生可以设计一个包含多个智能设备的家居系统,例如温度控制器、照明系统、智能锁等,实现远程控制和
智能联动。

学生需要学习无线通信技术、物联网协议、嵌入式系统设计等知识,掌握电子电路和程序设计技能。

设计一个机器人系统:学生可以设计一个具有自主导航和自主控制能力的机器人系统,例如巡检机器人、拾取机器人等。

学生需要学习机器人动力学、路径规划、机器视觉等技术,掌握机械设计和电子控制技能,以及编写机器人控制程序的能力。

在进行课程设计时,建议采用分组或个人完成的形式,根据课程要求和时间安排,确定任务目标、分工协作、进度管理等方面的具体内容。

同时,需要注意安全问题,加强实验室安全教育和管理,保证学生人身安全和设备安全。

机电一体化课程设计报告

机电一体化课程设计报告

课程设计机电一体化系统课程设计教学单位: 机电工程学院专业: 机械设计制造及其自动化班级:学号:姓名:指导教师:完成时间:课程(产品)设计任务书目录1. 总体方案设计 (1)1.1. 设计目的 (1)1.2. 设计任务 (1)1.3. 总体方案的确定 (2)2. 机械传动部件的计算与选型 (4)2.1. 导轨上移动部件的重量估算 (4)2.2. 铣削力的计算 (4)2.3. 直线滚动导轨副的计算与选型 (5)2.4. 滚珠丝杠螺母副的计算与选型 (6)2.5. 步进电动机减速箱的选用 (9)2.6. 步进电动机的计算与选型 (9)2.7. 增量式旋转编码器的选用 (12)3. 控制系统和人机接口设计 (12)I/O口地址分配表 (13)4. 总结 (14)5. 附录 (15)5.1. 机械装配图 (15)5.2. 电气连线图 (15)5.3. PLC控制程序 (16)参考文献 (17)1.总体方案设计1.1. 设计目的设计的目的和意义。

课程设计是一个重要的时间性教学环节,要求学生综合的运用所学的理论知识,独立进行的设计训练,主要目的:1)通过设计,使学生全面地、系统地了解和掌握数控机床的基本组成及其想怪知识,学习总体的方案拟定、分析与比较的方法。

2)通过对机械系统的设计,掌握几种典型传动元件与导向元件的工作原理、设计计算及选用的方式3)培养学生独立分析问题和解决问题的能力,学习并树立“系统设计”的思想4)锻炼提高学生应用手册和标准、查阅文献资料及撰写科技论文的能力1.2. 设计任务题目:X—Y数控工作台机电系统设计任务:设计一种供立式数控铣床使用的X-Y数控工作台,主要参数如下:1)立铣刀最大直径d=15mm;2)立铣刀齿数Z=3;3)最大铣削宽度mmae15=;4)最大背吃刀量mmap8=;5)加工材料为碳素钢;6)X 、Y 方向的脉冲当量mmy x 005.0==δδ/脉冲;7)X 、Y 方向的定位精度均为mm 01.0±;8)工作台尺寸210mm ×250mm,加工范围为230mm ×270mm ; 9)工作台空载最快移动速度min/3000mm v v y x ==;10)工作台进给最快移动速度min/400max max mm v v f y f x ==;11)移动部件总重量为661.5N ; 12)每齿进给量mm f z 1.0= 13)铣刀转速n=300r/min1.3. 总体方案的确定1.机械传动部件的选择(1)导轨副的选用 要设计的X-Y 工作台是用来配套轻型的立式数控铣床的,需要承受的载荷不大,但脉冲当量小、定位精度高,因此,决定选用直线滚动导轨副,它具有摩擦系数小、不易爬行、传动效率高、结构紧凑、安装预紧方便等优点。

机电一体化报告 地大

机电一体化报告 地大

《机电一体化技术》课程报告题目:机电一体化技术在四旋翼无人机中的应用院(系):机械与电子信息学院专业:机械设计制造及其自动化学生姓名:学号:指导老师:吴来杰目录摘要 (1)1引言……………………………………………………………………………2四旋翼无人机的组成…………………………………………………………2.1无人机系统的总体构成……………………………………………………2.2四旋翼无人机的遥控系统……………………………………………………2.3四旋翼无人机机载主控…………………………………………………2.4 四旋翼无人机机载传感器………………………………………………3 工作流程………………………………………………3.1控制信号转换过程……………………………………………………3.2控制程序执行流程……………………………………………………………4 硬件总体设计…………………………………………………………4.1 无人机在遥感航拍方面的应用……………………………………………5 结束语…………………………………………………………参考文献……………………………………………………………………………机电一体化技术在四旋翼无人机中的应用姓名(中国地质大学机械与电子信息学院机械设计制造及自动化武汉430074)【摘要】:无人驾驶飞机,简称“无人机”,是一种用电子设备控制的无人驾驶航空器。

与载人飞机相比,无人机具有体积小、方便灵活、成本低等特点。

无人机最早以“靶机”的身份出现在军事领域;随着技术的成熟,生产成本的降低,逐步进入民用领域。

四旋翼无人机是最常见的一种民用无人机,它的四个旋翼作为飞行的直接动力源,旋翼对称分布在机体的前后、左右四个方向,四个旋翼处于同一高度平面,且四个旋翼的结构和半径都相同,旋翼1和旋翼3逆时针旋转,旋翼2和旋翼4顺时针旋转,四个电机对称的安装在飞行器的支架端,支架中间空间安放飞行控制计算机和外部设备。

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机电一体化课程设计学院:机电学院专业:机械设计制造及其自动化班级:姓名:指导老师:吴来杰付先成2014年2月27日一、选题背景 (3)二、设计要求 (3)三、选题目的 (3)四、方案论证 (4)五、系统工作原理: (5)六、电路分析 (5)1、单片机选择 (5)2、单片机复位电路 (7)3、传感器选择 (7)5、油压、油温检测及放大电路 (9)6、A/D转换 (10)7、外接键盘 (11)8、并行I/0的扩展 (12)9、报警系统: (13)10、LED显示电路 (13)七、电路原理图转化PCB板 (14)八、参考文献: (18)九、课程设计心得体会 (18)一、选题背景机电一体化是以机械技术和电子技术为主题,多门技术学科相互渗透、相互结合的产物,是正在发展和逐渐完善的一门新兴的学科。

机电一体化使机械工业的技术结构、产品结构、功能与构成、生产方式及管理体系发生了巨大变化,使工业生产由“机械电气化”迈入了以“机电一体化”为特征的发展阶段。

机电一体化是指机构的主功能、动力功能、信息处理功能和控制功能上引进了电子技术,并将机械装备和电子设备以及软件等有机的结合起来所构成的系统的总称。

也就是说机电一体化的连接机械和电子、气压、液压等相关的的关键技术,在微电子技术、计算机技术、及信息处理技术的高速发展,消费者对高性能、高自动化的机械化产品提出了更高的要求,也就是要求我们从事机械设计制造及自动化行业的技术人员掌握机电一体化技术的重要性所在。

当前数字信号处理的发展趋势之一是在通用的硬件上借助软件实现复杂的功能,伴随对软件依赖性的增加,软件的开发成本也相应提高,甚至出现赶超硬件投入的趋势。

机电一体化的关键技术有:(1)机械技术(2)计算机及信息处理技术(3)系统技术(4)自动控制技术(5)传感检测技术(6)侍服传动技术。

在新的历史背景下,同时因也是个知识爆炸的年代,不管是对祖国经济的发展,还是一个很现实的问题:对自己将来的发展,对于掌握、精通这门技术都尤为的显得重要。

二、设计要求设计一基于单片机的液压系统油温油压检测系统,其中:压力P=0-15 MPa,油温T=0-80℃。

要求设计并绘制电路原理图和印刷电路板(PCB图)。

内容包括:1、绘制电路原理图;2、绘制印刷电路板图;3、撰写设计报告书。

三、选题目的机电一体化课程设计作为机械电子专业的实践教学环节,考察学生综合运用所学专业知识进行分析问题和解决问题的能力。

科学合理地安排课程设计的内容。

使学生即能在有限的时间内掌机电一体化设备的设计过程,培养学生的工程设计能力和解决实际问题能力,又能训练学生抓住问题的主要矛盾有针对性的加以深入的研究是课程设计成功与否的关键所在。

因此这次课程设计,一方面让我们从理论到实践的一个联系,另一方面也是温习和巩固所学的专业知识特别是单片机方面的知识,对于单片机系统能够从整体上认识和把握。

接触和学习一种相当有效的电路设计软件PROTEL99,熟悉和了解基本的操作,能够根据设计需求独立设计和布局出合理的电路原理图(SCH)和电路板图(PCB)。

系统化针对实际问题的解决和设计思路,掌握独立解决问题的方法,为即将面临的社会实践打好基础,都是非常必要的。

四、方案论证1、单片机控制的液压油温检测系统中,其要检测的指标有油压和油温两个。

油压的检测要用压力传感器,而油温的检测要用温度传感器。

传感器一般由敏感元件,转换元件和基本转换电路三部分组成。

敏感元件直接感受被测量,并以确定的关系输出某一物理量。

转换元件将敏感元件输出的非电物理量转换成电路参数量。

基本转换电路将电路参数量转换成便于测量的电量。

2、电量通过整流电路的输出电压不是理想的平滑直流,而是单方向的脉动直流,即除了直流分量以外还有许多交流分量。

所以要针对电源的负载特性选择合适的滤波电路。

滤波电路就是使单向脉动直流变成平滑直流的电路,常用电阻,电容和电感组合而成。

3、由于传感器检测到的信号经整流,滤波放大电路后输出的是模拟信号,(如电压,电流,频率等)。

这些信号计算机是识别不了的,所以要进行A/D转换。

A/D 转换电路的功能是将连续变化的模拟信号转换成数字信号,以适应计算机处理。

4、通过A/D转换电路输出数字信号,该信号进入MCS-51单片机,通过单片机来实现检测和控制功能。

本系统中要控制油温和油压,还要在油温和油压超过设定的额定值时,系统发出报警。

所以要通过显示器,键盘和报警电路来实现。

图1 方案原理图其中:1、液压压力传感器采用油压传感器选型为AK-1C-2压力传感器2、油温传感器选型为DS18B20油温传感器。

3、A/D转换芯片采用ADC0809。

4、单片机采用89C51。

5、I/0扩展采用8155。

6、键盘、显示接口采用74LS138译码器扩展。

五、系统工作原理:整个系统拟采用压力传感器和温度传感器对所需的信号进行采集,当获取所需的信号之后,经过对信号的滤波和放大电路的放大号,传输至A/D转换器进行A/D转换,将采集到的模拟信号转化为数字信号,最后将数字信号读入89C51单片机内,经过单片机的数据处理后,最后将处理后的结果显示出来。

在系统中,设置按键电路,当按键按下,向单片机输入信号,单片机接收信号后,可改变预设的压力和油温值,使系统能够在不同的状况下工作,增加了系统的灵活性。

系统中还设计有显示电路部分,经单片机处理后的数据,可由显示模块将所测量的压力和油温显示出来,增强了系统的实用性。

此外,当所测量的油温或压力超出了预设值之后,系统会自动触发报警装置,向外界发出警报。

合理性论证:在系统的设计过程中,经检查,系统的原理是可行的,方案布置的也比较合理,因此,该设计方案是可行的、合理的。

六、电路分析1、单片机选择单片机的选择在整个系统中至关重要,需要满足大内存、高速率、通用性、价格便宜等要求。

在本次的设计中,选择最常用到的51系列单片机。

AT89C51是一种低功耗、高性能的8位单片机,片内含有4KB的掩膜ROM,用于存放程序和原始数据;内部数据存储器包括RAM(128×8)和RAM地址寄存器,用于存放可读/写的数据。

AT89C51单片机有如下特性:①片内含有两个16位的定时器/计数器,用于实现定时或计数功能,并以其定时或计数结果对单片机进行控制;②有4个8位并行I/O口(P0、P1、P2、P3),以实现数据的并行输入/输出;③内部含有5个中断源,即外中断2个,定时/计数中断2个,串行中断1个;AT89C51单片机共有40个管脚,介绍如下:①4个8位的并行输入/输出口线:P0.0-P0.7/P1.0-P1.7/P2.0-P2.7/P3.0-P3.7②地址锁存控制信号ALE,用于控制把P0口输出的低8位地址送入锁存器锁存起来,以实现低位地址和数据的分时传送。

③外部程序存储器读选通信号PSEN,Z在读外部ROM时有效,实现外部ROM 单元的读操作;④访问程序存储器控制信号EA,当为低电平时,对ROM的读操作是针对外部程序存储器的;当信号为高电平时,对ROM的读操作是从内部程序存储器开始,并可延续至外部程序存储器。

⑤复位信号RST,用于完成单片机的复位操作;⑥外界晶体引线端XTAL1和XTAL2,当使用芯片内部时钟时,用于外接石英晶体谐振器和微调电容;当使用外部时钟时,用于接入外部时钟脉冲信号;图2 单片机电路2、单片机复位电路单片机复位方式采用上电加按键手动复位。

当按下复位按键后,复位端通过51Ω电阻与+5V电源接通,电容迅速放电,使RST引脚为高电平;当复位按键弹起后,+5V电源通过2KΩ电阻对22uF电容重新充电,RST引脚端出现复位正脉冲。

其持续时间取决于RC电路的时间常数。

电路原理图如下图所示:图3 复位电路3、传感器选择压力传感器在本课题的设计中,选用应变式压力传感器,其型号为AK-1C-2应变式压力传感器,特点如下:①外壳和膜片一体结构,体积小,平膜片感压;②性能稳定可靠,量程范围广;③不锈钢材料,耐腐蚀,安装使用方便;④连接螺纹:M20×1.5 (可提供用户要求的各种机械连接方式,最小外形尺寸ø10);⑤适用于各种动态、静态、一般腐蚀气体、液体的压力测量。

图4 压力传感器为了减小系统的复杂程度,选用数字式温度传感器,传感器型号为DS18B20,其特点为:独特的单线接口方式,DS18B20在与微处理器连接时仅需要一条口线即可实现微处理器与DS18B20的双向通讯;测量温度范围为-55 ℃至+125 ℃。

华氏相当于是-67华氏度到257华氏度 -10 ℃至+85 ℃范围内精度为±0.5℃;电压范围为3.0 V至5.5 V 无需备用电源;在使用中不需要任何外围元件,测量结果以9-12位数字量方式串行传送;因为每一个DS18B20的包含一个独特的序号,多个DS18B20可以同时存在于一条总线。

这使得温度传感器放置在许多不同的地方。

它的用途很多,包括空调环境控制,感测建筑物内温设备或机器,并进行过程监测和控制。

DS18B20内部结构主要由四部分组成:64位光刻ROM,温度传感器,非挥发的温度报警触发器TH和TL,告诉暂存器。

图5 温度传感器CPU对DS18B20的访问流程是:先对DS18B20初始化,再进行ROM操作命令,最后才能对存储器操作,数据操作。

DS18B20每一步操作都要遵循严格的工作时序和通信协议。

如主机控制DS18B20完成温度转换这一过程,根据DS18B20的通信协议,须经三个步骤:每一次读写之前都要对DS18B20进行复位,复位成功后发送一条ROM指令,最后发送RAM指令,这样才能对DS18B20进行预订的操作。

DS18B20的供电方式有两种:寄生电源供电方式和外部电源供电方式;在此次的设计中,采用外部电源供电方式。

DS18B20与单片机连接的电路图如下所示:引脚VCC外接5V的电源,引脚GND接地,中间引脚直接与单片机的P2。

2口相接,进行数据传输。

4、变压电源图6 变压电源由于电路电压为5V,故需把220V交流变成低压直流,由四个组成部分:降压—整流—滤波—稳压。

5、油压、油温检测及放大电路放大电路的作用是将压力传感器采集到的信号进行放大,再传输到ADC0809内,电路图如下:压力传感器的应变电阻为桥式连接,从传感器输出端取出的电流要变换为差动电压输出,因此,要采用阻抗高、仅放大差动电压的放大电路,在本次设计中,采用通用运放LM324构成测量放大器。

图7 检测及放大电路以油压检测及放大电路为例,插座J外接一应变式压力、检测传感器,插座上的1、2脚将控制板中的+6V及-6V电源引出向传感器供电,3、4脚为传感器输出的差动信号。

三个运算放大器组成差动放大电路,对传感器输出信号进行放大,其中R36用于调节零点,R37用于调整放大倍数。

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