机电一体化课程设计-中国地质大学复习课程

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完整word版,(2010.12.30)机电一体化系统设计基础课程期末复习指导

完整word版,(2010.12.30)机电一体化系统设计基础课程期末复习指导

(2010.12.30)机电一体化系统设计基础课程期末复习指导(文本)孙志娟:各位老师、同学,大家下午好,欢迎参加机电一体化系统设计基础课程实时文本答疑,接下来的90分钟内我将实时回答大家提出的各类问题,也欢迎各位将这个论坛作为交流教学经验的平台,踊跃提问和发言。

判断题举例1.机电一体化系统的主要功能就是对输入的物质按照要求进行处理,输出具有所需特性的物质。

( ×)说明:传统的机械产品主要是解决物质流和能量流的问题,而机电一体化产品除了解决物质流和能量流外,还要解决信息流的问题。

机电一体化系统的主要功能就是对输入的物质、能量与信息(即所谓工业三大要素按照要求进行处理,输出具有所需特性的物质、能量与信息。

物质、能量与信息(即所谓工业三大要素。

2.产品的组成零部件和装配精度高,系统的精度一定就高。

( ×)说明:产品的组成零部件和装配精度高,是静态的,由于阻尼的影响、摩擦的影响、弹性变形的影响以及惯量的影响在动态响应上存在滞后或超前的影响,使得整个系统的动态精度不高。

3.迟滞是传感器的一种动态误差,是由于在传感器的正反行程中的输出输入特性曲线不重合引起的。

( ×)说明:迟滞是传感器静态特性指标之一,反映传感器输入量在正反行程中,输出输入特性曲线的不重合度。

4.电液伺服系统的过载能力强,在强力驱动和高精度定位时性能好,适合于重载的高加减速驱动。

(√ )5.数字化物理样机就是一种结构设计软件,强调结构上的设计。

( ×)说明:数字化物理样机指的是在计算机中进行产品的模拟及体验,并进行相关的分析,不仅是结构上的设计,还需要进行性能分析。

单选题举例1.机械系统的刚度对系统的主要影响表现为( B )等方面。

A.固有频率、响应速度、惯量 B.固有频率、失动量、稳定性C.摩擦特性、响应速度、稳定性 D.摩擦特性、失动量、惯量2.光栅传感器的光栅是在一块长条形的光学玻璃上密集等间距平行的刻线,刻线数为100线/mm,经四倍细分后,此光栅传感器测量分辨率是( D )mm。

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_______。

机电一体化设计基础课程设计 (2)

机电一体化设计基础课程设计 (2)

机电一体化设计基础课程设计一、前言随着科技的发展,机电一体化技术逐渐成为了现代工业生产的重要组成部分。

而机电一体化设计作为机电一体化技术的核心,尤其是在工业制造领域具有广泛的应用前景。

为此,设计工程教育不断加强对机电一体化设计的教育培养,而本次的机电一体化设计基础课程设计就是为此而产生的。

二、课程目标本次机电一体化设计基础课程设计的主要目标是:让学生能够了解机电一体化设计的概念和基础知识,能够掌握机电一体化设计的理论和实践基础,以及能够运用所学知识进行机电一体化设计的实践能力。

三、课程内容本次机电一体化设计基础课程设计的主要内容涵盖以下方面:1.机电一体化概述•机电一体化技术发展历程•机电一体化概念与定义•机电一体化技术的应用领域2.机电一体化设计基础•机械设计基础知识•电气基础知识•自动控制基础知识3.机电一体化设计方法•机电一体化设计流程•功能分析•模块化设计•参数选定与计算•三维建模和数字化仿真4.机电一体化实践•物理实验:制作机械装置原型,并进行调试和优化•软件实验:使用CAD软件进行3D建模和数字化仿真•项目实践:围绕特定场景进行机电一体化设计四、课程设计案例以下是一个简单的针对学生进行机电一体化设计基础培养的课程设计案例:课程设计名称:自动售货机的机电一体化设计课程设计概述:在本课程设计中,我们将拟定一个自动售货机的项目计划,通过对自动售货机的需求分析、结构分析、参数计算以及模块化设计等过程的学习,最终完成一个具有实用价值的自动售货机模型。

课程设计流程:1.理解自动售货机的本质需求和基本原理,制定设计要求和任务。

2.进行需求分析,确定自动售货机的整体结构和各模块之间的关系。

3.进行功能分析,确定自动售货机所需功能模块。

4.进行模块化设计,对各功能模块进行设计和计算,确定模块参数和接口规范。

5.进行数字化建模和自动控制仿真,对模型进行验证和优化。

6.制作自动售货机的装置原型,并进行调试和测试。

大二机电一体化课程设计

大二机电一体化课程设计

大二机电一体化课程设计一、教学目标本课程的教学目标旨在通过学习,使学生掌握机电一体化的基本概念、原理和应用,提高学生的理论水平和实践能力。

具体包括以下三个方面:1.知识目标:学生能够理解机电一体化的基本原理,掌握常用的机电一体化设备和系统的组成、工作原理和应用场合。

2.技能目标:学生能够运用所学知识分析和解决实际问题,具备一定的机电一体化设备安装、调试和维护能力。

3.情感态度价值观目标:学生能够认识机电一体化技术在现代工业中的重要地位,培养对机电一体化技术的兴趣和热情,提高学生的创新意识和团队合作精神。

二、教学内容教学内容主要包括机电一体化的基本概念、原理和应用,以及常用的机电一体化设备和系统的组成、工作原理和应用场合。

具体包括以下几个方面:1.机电一体化的基本概念和原理:包括机电一体化的定义、发展历程、基本原理和分类。

2.机电一体化设备的组成和应用:包括传感器、执行器、控制器等基本组成部分,以及它们在实际应用中的作用和配合。

3.机电一体化系统的设计和分析方法:包括系统的设计原则、设计步骤和分析方法。

4.常用的机电一体化设备和系统:包括数控机床、机器人、PLC控制系统等设备的组成、工作原理和应用场合。

三、教学方法为了提高教学效果,将采用多种教学方法相结合的方式进行教学。

具体包括以下几种:1.讲授法:通过讲解基本概念、原理和应用,使学生掌握机电一体化的基本知识。

2.案例分析法:通过分析具体的机电一体化设备和系统案例,使学生了解实际应用中的机电一体化技术。

3.实验法:通过实验操作,使学生掌握机电一体化设备的安装、调试和维护方法。

4.讨论法:通过分组讨论,激发学生的思考,培养学生的创新意识和团队合作精神。

四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施,将选择和准备以下教学资源:1.教材:选用权威、实用的教材,如《机电一体化技术》等。

2.参考书:提供相关的参考书籍,以便学生拓展知识面。

3.多媒体资料:制作课件、视频等多媒体资料,以丰富教学手段,提高学生的学习兴趣。

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。

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一、课程设计的背景和意义机电一体化是指机械工程和电气工程的融合,将机械和电气两个领域的知识与技术有机地结合起来,形成一种新的综合学科。

随着科技的快速发展,机电一体化在现代制造业中发挥着重要的作用。

因此,开设机电一体化课程既是适应时代发展的需要,也是培养学生综合能力的重要途径。

机电一体化课程的设计意义不仅在于培养学生的专业知识和技能,更重要的是培养学生的创新意识和实践能力。

通过实践课程设计,学生不仅能够熟悉机电一体化的基本理论和工程技术,还能够通过实践项目来锻炼解决实际问题的能力,培养学生的创新思维和团队合作精神。

二、课程设计的目标和要求机电一体化课程设计的目标是培养学生掌握机电一体化的基本理论和工程技术,具备独立开展机电系统的设计和实施能力。

具体要求如下:1.理论知识:学生应掌握机电一体化的基本原理、技术和方法,了解机电系统的设计和运行原理;2.技术能力:学生应具备使用相关软件和硬件工具进行机电系统设计、模拟和测试的能力;3.实践能力:学生应能够独立完成机电系统的设计和实施,并能解决实际工程中遇到的问题;4.创新能力:学生应具备独立思考和创新的能力,能够提出改进机电系统性能的方案。

三、课程设计的内容机电一体化课程设计的内容包括以下几个方面:1.理论学习:学生将学习机电一体化的基本原理和技术,了解机电系统的设计和运行原理。

包括机械工程基础知识、电气工程基础知识、自动控制理论等方面的内容;2.实践项目:学生将参与一项机电一体化实践项目,通过实际操作来巩固和应用所学的理论知识。

实践项目可以是机械组件的设计和制造、电气电子系统的集成与测试等;3.实验与测试:学生将进行一系列实验和测试,以验证机电系统的设计和运行效果。

实验可以包括传感器的选型和调试、电机控制系统的调试等;4.综合评估:学生将根据实践项目的完成情况、实验和测试的结果以及论文的撰写质量进行综合评估,以评判学生的课程设计水平和综合能力。

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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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