智能仪表设计基础课程设计.doc

智能仪表设计基础课程设计 课题名称 直流电机转速测量仪 学生姓名 所在班级 指导教师 扬州大学能源与动力工程学院 二〇一 年九月 总 目 录 第一部分：任务书 第二部分：课程设计报告 第 一 部 分 任 务 书 《智能仪表课程设计》课程设计任务书 一、课题名称 温度测量仪设计 二、设计内容及设计要求 利用Pt100热电阻作为测温元件，设计一个温度测量仪，具有下面的功能： 1. 测量范围为0℃～500℃，精度误差小于1℃。 2. LCD液晶显示当前温度值和温度动态曲线 3. 通过继电器通断控制温度范围45℃～85℃ 4. 具有RS232通信接口。 三、时间安排 第一周： 星期一～星期二：布置任务，熟悉资料，确定仪表的功能要求、性能指标。熟悉实验板原理图和印刷板图。 星期三～星期五：进行仪表的方案选择，确定主要芯片、工作方式、输入输出信号的接口方式、键盘和显示方式、以及通信方式。进行硬件设计和元器件选择，画出硬件原理图。 第二周： 星期一～星期五：根据硬件原理图，焊接硬件电路；测试硬件电路的功能；软件设计，包括软件需求说明、软件结构框图、主要软件功能模块的流程图；编写程序。 第三周： 星期一～星期三：调试程序，联调软件和硬件。 星期四～星期五：写课程设计报告。 四、应交成果 应交成果包括： 纸质课程设计报告和电子文档； 硬件原理图的Protel99se文件，程序； 可以演示的硬件和软件成果。 五、课程报告内容 课程设计报告应包括下列部分： 课程设计任务书 仪表的功能要求、性能指标要求。 方案选择：提出多种方案，进行方案比较，说明选定方案的理由，描述硬件和软件的功能分工。 硬件设计：包括硬件结构框图、原理图及其各个主要环节的工作原理说明，元器件选择的计算方法或者理由，利用提供的实验板焊接元器件。 软件设计：首先提出软件的功能需求，然后进行软件的结构设计，再画出主要功能模块的软件框图。 程序编写和调试。 设计小结。 报告中硬件原理于用Protel99se画出，软件框图和程序流程图用Microsoft Visio画出。 第 二 部 分 课 程 设 计 报 告 目 录 第一章 设计内容及要求 1 1.1 课题名称 1 1.2 仪表的功能要求及性能指标 1 2.1 测速装置的选择 2 2.2 显示方案的选择 2 2.3 总体方案的设计 2 第三章 硬件设计 3 3.1 硬件结构框图 3 3.2 电路各主要环节工作原理 3 3.2.1 直流电机驱动电路 3 3.2.2 光电码盘测速电路 4 3.2.3 程序下载模块 6 3.2.4 单片机控制系统 7 3.2.5 电机工作状态转换电路 7 3.2.6 LCD1602显示电路 8 3.2.7 直流电机转速测量仪硬件总原理图，如图3-13 9 第四章 软件设计 9 4.1 软件实现的功能 9 4.2 各环节程序框图 10 4.2.1 主程序框图，如图4-1 10 4.2.2 中断服务程序框图，如图4-2 11 4.2.3 加速、减速程序框图，如图4-3和4-4 12 第五章 程序编写 13 第六章 运行与调试 14 6.1 串口程序下载及显示电路调试 14 6.2 借助函数发生器调试基本程序 14 6.3 电机与光电码盘测速电路调试 14 6.4 直流电机驱动电路调试 14 6.5 电机工作状态转换按键调试 15 第七章 设计小结 16 附录一 成果实物照片展示 19 第一章 设计内容及要求 1.1 课题名称 1.2 仪表的功能要求及性能指标 1. 测量范围为0℃～500℃，精度误差小于1℃。 2. LCD液晶显示 3. 通过继电器通断控制 4. 具有RS232通信接口。 第三章 硬件设计 3.1 硬件结构框图 直流电机转速测量仪原理框图主要由电机、直流电机驱动模块、光电码盘、单片机、LCD1602显示器、状态开关等组成；通过传感器光电码盘将转速转换为相应的频率量后送入单片机计数，然后经过处理后，由单片机输出信号lcd1602显示。硬件原理框图，如图3-1 图3-1 电机转速测量仪硬件框图 3.2 电路各主要环节工作原理 3.2.1 直流电机驱动电路 （1）L298N构成的电路原理图，如图3-2 图3-2 直流电机驱动电路原理图 （2）直流电机驱动模块L298N管脚及功能，如图3-3 图3-3 L298N管脚图 L298N是ST公司生产的一种高电压、大电流电机驱动芯片。该芯片采用15脚封装。 主