姚翔宇机电一体化课程设计教案分析.doc

机电一体化课程设计报告 姓 名： 姚翔宇 学 号： 20111002495 班 级： 072112 指导老师：吴来杰 付先成 2014年9月 目录 一、选题背景 1 二、设计要求 1 三、选题目的 2 四、 方案论证 3 五、电路分析 5 1.8031单片机最小系统 5 2.压力检测及放大电路 6 3.温度检测及放大电路 7 4.A/D转换电路 8 5.外接键盘电路 9 6.LCD液晶显示电路 9 7.蜂鸣器报警电路 11 8.电源电路 11 9.总电路原理图 12 六、电路原理图转化PCB板 12 七、PCB 3D电路板 13 八、课程设计心得体会 14 一、选题背景 机电一体化技术是将机械技术、电工电子技术、微电子技术、信息技术、接口技术、信号变换技术等多种技术进行有机地结合，并综合应用到实际中去的综合技术，现代化的自动生产设备几乎可以说都是机电一体化的设备。 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。 本文就机电一体化的应用，学习使用protel 99,设计并绘制电路原理图和印刷电路板。谨遵老师的指导，重在练习该软件的使用和对电路的设计思考，做出如下实习报告。 二、设计要求 设计一基于单片机的电路板控制系统，用来检测液压油油、压油温检测系统，其中压力P=0-16MPa，油温T=0-120℃，设计并绘制电路原理图和印刷电路板图。 三、选题目的 从20世纪中叶以来，随着微电子科学技术的发展及其广泛应用，人类进入了电子时代、计算机时代。半导体大规模集成电路的出现，促进了微电子科学技术和计算机技术向机械工业渗透，由此产生了机械电子工程。计算机控制和电子控制已经成为当前实现机械控制的主要方式，在这种形势下，机电一体化技术开始出现在人们的视野中，并发展得越来越快。它从根本上改变了机械制造业的面貌，提高了机电产品在国际市场上的竞争能力。 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。 机电一体化的关键技术有：①机械技术；②电脑技术；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。 这次课程设计，一方面是让我们从理论走到实践，另一方面也是巩固之前所学的专业知识特别是单片机方面的知识，能够从整体的高度上根据实际需求设计出有效的单片机系统。练习使用电路设计软件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。 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。 其中： 液压压力传感器采用油压传感器