机电一体化课程设计--基于单片机的液压系统压力和油温的检测系统.doc

目录 选题背景………………………………………………3 设计要求………………………………………………3 选题目的………………………………………………3 方案论证………………………………………………4 电路分析………………………………………………5 变压电源……………………………………………5 油压、油温感测及放大电路………………………6 A/D转换……………………………………………6 单片机………………………………………………7 外接键盘……………………………………………8 报警系统……………………………………………9 LED显示电路…………………………………………10 原理图………………………………………………… 10 电路原理图转化PCB板………………………………11 九、电路原理图转化PCB板三维图………………………12 课程设计心得体会………………………………………… 13 参考文献…………………………………………………… 13 一、选题背景 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.本文针对课程设计教学过程中实际遇到的问题,探索机电一体化课程设计的内容设置,对于提高课程设计的教学质量具有重要意义. 三、选题目的 当代数学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。 检测系统方案框图 本系统设计是基于8031的液压系统中油压和油温的检测。若系统采用纯硬件的闭环控制系统。控制精度比较低、灵活性小、线路复杂、调试、安装都不方便。采用单片机与高精度传感器结合的方式，即用单片机完成人机界面，系统控制，信号分析处理。由前端温度传感器和压力传感器完成信号的采集并进行AD转换，将温度传感器及压力传感器所获得的信号，传输到单片机。单片机将所获得的信号进行处理，通过与程序中的温度、压力的安全值进行比较，若在安全值范围之内则无需进行报警，只需对所测得的值进行实时显示。若检测出来的值超过安全值则单片机控制报警电路进行报警。同时按键输入电路可以用于设定单片机中液压和油温的最大值。这种控制电路能避免纯硬件控制电路的所有缺点。 对于油压检测部分采用外接应变式压力传感器。采到的差动信号经后经过运算放大电路输入到ADC0809，经过A/D转换后送入单片机进行数据存储和运算，再经过LED显示出来。对于油温检测部分采用K型热电偶，经过滤波放大后输入到ADC0809进行A/D转换，转换得到的数据送入单片机进行运算和存储，然后经过LED显示出来。系统拥有键盘输入部分，用来设定系统允许的油压和油温的最大值。在本系统中设计了报警电路。当检测到的油压和油温超过系统设定值时，单片机输出报警信号，此信号经过三极管放大后驱动扬声器进行报警。 电路分析 1、变压电源： 由于电路电压为6v，故需把220V交流变成低压直流四个组成部分:降压—整流—滤波—稳压 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。油温检测系统采用相同系统，两套系统分别接在AD0809的p01和p06两个输口。 3、A/D转换： ADC0809是典型的8位8通道逐次逼近式A/D转换器，CMOS工艺，可实现8路模数信号的分时采集，片内有8路模拟选通开关，以及相应的通道地址锁存用译码器电路，其转换时间为100us左右。IN-7~IN-0是模数输入通道，ADC0809对输入信号的电压要求是0~5V，若信号过小还需要进行放大。另外，模拟输入量在A/D转换过程中其值不应该有变化，对变化快的模拟量，在输入前应增加采样保持电路，本课题中的油压及油温的变化不会很快，所以不必采用采样保持电路。A、B、C是地址线，设置P0.1~P0.3口经过地址锁存后接A、B、C地址线。ALE地址锁存允许信号，A、B、C地址状态进入地址锁存器中，由P2.0及WR控制地址锁存。START转换启动信号，上跳沿时，所有内部寄存器清零，下跳沿时，开始进行A/D转换，在转换过程中应保持低电平，由P2.0及WR控制转换信号。D7~D0数据输出线，和单片机的P0口直接连接。EOC输出允许信号，用于控制