机电综合实训

机电综合实训机电综合实训报告基于单片机电子秒表的设计本次设计的数字电子秒表系统采用以AT89S52单片机为中心器件，利用其定时器/计数器定时和计数的原理，结合显示电路、LED数码管以及外部中断电路来设计秒表。

将软、硬件有机地结合起来，使得系统能够实现四位LED显示，显示时间为00.00～60.00秒，计时精度为0.01秒，能正确地进行计时。

其中软件系统采用C语言编写程序，包括延时程序，定时中断服务，按键扫描，显示程序等，并利用PROTEUS强大的功能来仿真，在仿真中就可以观察到实际的工作状态。

本设计主要特点是计时精度达到0.01s，解决了传统的由于计时精度不够造成的误差和不公平性，是各种体育竞赛的必备设备之一。

一、设计要求：电子秒表设计，具有普通秒表的功能; 单片机是使用按键启动、停止和复位。

二、总体方案的设计：设计中包括硬件电路的设计和系统程序的设计。

其硬件电路主要有主控制器，计时与显示电路和复位、启动和停表电路等。

主控制器采用单片机AT89S52，显示电路采用共阴极LED数码管显示计时时间。

本设计利用AT89S52单片机的定时器/计数器定时和计数的原理，使其能精确计时。

利用中断系统使其能实现开始暂停的功能。

P0口输出段码数据，P2.0-P2.3口作位码扫描输出，P2.4、P2.5口接两个按钮开关，分别实现开始、暂停功能，RST作为复位开关。

硬件电路图按照图1进行设计。

图1 系统组成框图按键电路的处理。

这三个键可以采用中断的方法，也可以采用扫描的方法来识别。

复位键主要功能在于数值复位，对于时间的要求不是很严格。

而开始和停止键则是用于对时间的锁定，需要比较准确的控制。

因此可以对复位按键采取扫描的方式，而对开始和停止键采用外部中断的方式。

显示电路采用7段数码管作为显示介质，数码管显示可以分为静态显示和动态显示两种。

由于本设计需要采用四位数码管显示时间，如果静态显示则占用的口线多，硬件电路复杂，所以采用动态显示。

时钟电路按照图2所示电路进行设计连接就能使系统可靠起振并能稳定运行。

图中，电容器C1、C2起稳定振荡频率、快速起振的作用，电容值采用大小为22pF 的电容和12MHz的晶振。

图2 内部振荡电路复位电路在上电后，由于电容充电，使RST持续一段高电平时间。

当单片机已在运行之中时，按下复位键也能使RST持续一段时间的高电平，从而实现上电且开关复位的操作。

如图3所示，采用的电容值为10μF的电容和电阻为1K的电阻。

通过以上设计，将各部分电路与单片机有机的结合到一起，硬件部分的设计便完成，剩下的部分就是对单片机的编程，使单片机按程序运行，实现数字电子秒表的全部功能。

三、原理电路图及功能分析：（1）用开关控制计时模式的选择：单计时模式；（2）用开关控制秒表的启动、停止和复位。

图4、电路原理图四、主程序设计本系统程序主要模块由主程序、定时中断服务程序、外部中断1服务程序组成。

其中主程序是整个程序的主体。

可以对各个中断程序进行调用，协调各个子程序之间的联系。

系统（上电）复位后，进入主程序。

首先对系统进行初始化，包括设置各入口地址、中断的开启、对各个数据缓存区清“0”、赋定时器初值，初始化完毕后，就进入数码管显示程序。

数码管显示程序对显示缓存区内的数值进行调用并在数码管上进行动态显示。

当复位键按下后，程序返回开始，重新对系统进行初始化。

在主程序中还进行了赋寄存区的初始值、设置定时器初值以及开启外部中断等操作，当定时时间到后就转去执行定时中断程序。

当外部中断有请求则去执行外部中断服务程序，并在执行完后返回主程序。

五、参考程序:#include<reg51.h>#define uchar unsigned char #define uint unsigned int sbit start=P2^4;//开始计时sbit stop=P2^5; //停止计时sbit dian=P0^7; //停止计时unsigned char shi,ge,dian0,dian1;//全局变量char TT=0; char LL=0; //unit tt t1;uchar code tabledu[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f ,0x6f}; //0-9共阴数码管uchar code tablewe[]={0XFE,0XFD,0XFB,0XF7}; //数码管位选/***************************延时程序*******************************/ void delay(uchar ms) //延时程序{uchar y;for(;ms>0;ms--)for(y=120;y>0;y--); }/******************定时器1中断程序********************************/ void timer0(void) interrupt 1 {TH0=(65536-10000)/256; //10ms TL0=(65536-10000)%256; LL++;if(LL==100) //1秒{LL=0; TT++;if(TT==60) {TT=0; } } }/************************定时器1初始化**************************/ void init()//初始化，10ms定时{TMOD=0X01;TH0=(65536-10000)/256; TL0=(65536-10000)%256; ET0=1; ET1= 1; EA=1; P0=0; }/************************开始、停止按键扫描**********************/ void Key_Scan(void) //start_stop键扫描{if(start==0) {delay(10); if(start==0) {TR0=1;if(stop==0) {delay(10);if(stop==0) {TR0=0;} } }/***********************数码管显示************************/ void display(void) {P0=tabledu[TT/10]; P2=tablewe[0]; delay(10 ); P0=0; P2=0XFF;P0=tabledu[TT%10]; dian=1;P2=tablewe[1]; delay(10); P0=0; P 2=0XFF;P0=t abledu[LL/10]; P2=tablewe[2]; delay(10);P0=0; P2=0XFF;P0=t abledu[LL%10]; P2=tablewe[3]; delay(10);P0=0; P2=0XFF; }main() {init(); while(1) {Key_Scan(); delay(20); display()实验名称：霍尔式传感器的静态位移特性—直流激励一、实验目的和要求了解霍尔式传感器的原理与特性二、实验环境、内容和方法所需单元及部件：霍尔片、磁路系统、电桥、差动放大器、V/F表、直流稳压电源，测微头、振动平台。

有关旋钮的初始位置：差动放大器增益旋钮打到最小，电压表置2V档，直流稳压电源置2V档，主、副电源关闭。

三、实验过程描述（1）了解霍尔式传感器的结构及实验仪上的安装位置，熟悉实验面板上霍尔片的符号，霍尔片安装在实验仪的振动圃盘上，两个半圆永久磁钢固定在实验仪的顶板上，二者组合成霍尔式传感器。

（2）开启主、副电源将差动放大器调零后，增益置接近最小，使得霍尔片在磁场中位移时V/F表读数明显变化，关闭主，副电源，根据图1接线，W1、r为电桥单元的直流电桥平衡网络。

（3）装好测微头，调节测微头与振动台吸合并使霍尔片置于半圆磁钢上下正中位置。

（4）开启主、副电源，调整W1使电压表指示为零。

（5）上下旋动测微头，记下电压表读数，建议每隔0.2mm读一个数，将读数填入下表：X(mm) 12.14 11.94 11.74 11.54 11.34 11.14 10.94 V(v) 0.0420.036 0.03 0.023 0.017 0.009 0 X(mm) 10.7410.54 10.34 10.14 9.94 9.74 9.54 V(v) -0.008 -0.016 -0.02 5 -0.036 -0.047 -0.059 -0.072用最小二乘法处理数据：令：Y=A+Bx有实验数据可得：A=-0.47 B=0.21 所以Y=0.21x-0.47由此可以得出灵敏度：k=dy/dx=0.21可见，本实验测出的实际上是磁场情况，它的线性越好，位移测量的线性度也越好，它的变化越陡，位移测量的灵敏度也越大。

（6）实验完毕，关闭主、副电源，各旋钮置初始位置。

四、注意事项：（1）由于磁路系统的气隙较大，应使霍尔片尽量靠近极靴，以提高灵敏度。

（2）一旦调整好后，测量过程中不能移动磁路系统。

（3）激励电压不能过大，以免损坏霍尔片。

（±4V就有可能损坏霍尔片）液压与气动技术发展趋势----社会需求永远是推动技术发展的动力，降低能耗，提高效率，适应环保需求，机电一体化，高可靠性等是液压气动技术继续努力的永恒目标，也是液压气动产品参与市场竞争是否取胜的关键。

----由于液压技术广泛应用了高技术成果，如自动控制技术、计算机技术、微电子技术、磨擦磨损技术、可靠性技术及新工艺和新材料，使传统技术有了新的发展，也使液压系统和元件的质量、水平有一定的提高。

尽管如此，走向二十一世纪的液压技术不可能有惊人的技术突破，应当主要靠现有技术的改进和扩展，不断扩大其应用领域以满足未来的要求。

综合国内外专家的意见，其主要的发展趋势将集中在以下几个方面：1．减少能耗,充分利用能量----液压技术在将机械能转换成压力能及反转换方面，已取得很大进展，但一直存在能量损耗，主要反映在系统的容积损失和机械损失上。

如果全部压力能都能得到充分利用，则将使能量转换过程的效率得到显著提高。

为减少压力能的损失，必须解决下面几个问题：①减少元件和系统的内部压力损失，以减少功率损失。

主要表现在改进元件内部流道的压力损失,采用集成化回路和铸造流道,可减少管道损失,同时还可减少漏油损失。

②减少或消除系统的节流损失，尽量减少非安全需要的溢流量，避免采用节流系统来调节流量和压力。

③采用静压技术，新型密封材料，减少磨擦损失。

④发展小型化、轻量化、复合化、广泛发展3通径、4通径电磁阀以及低功率电磁阀。