基于單片機(jī)真空鍍膜機(jī)檢漏儀設(shè)計(jì)論文(DOC)

1、畢業(yè)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)題目基于單片機(jī)真空鍍膜機(jī)檢漏儀設(shè)計(jì)學(xué)生姓名學(xué) 號(hào)_專業(yè)班級(jí)_指導(dǎo)教師_院系名稱機(jī)械與汽車工程學(xué)院_2013 年 6 月中文摘要.1英文摘要.21弓I言.31.1課題研究的背景與現(xiàn)狀.31.2真空檢漏技術(shù)與設(shè)備的發(fā)展現(xiàn)狀 .31.3課題研究的目的和意義.41.4論文的主要工作和內(nèi)容 .41.4.1主要工作.41.4.2論文的安排結(jié)構(gòu) .52系統(tǒng)總體設(shè)計(jì).62.1電離真空計(jì)概述.62.2熱陰極電離真空計(jì)的工作原理 .62.3電離真空計(jì)檢漏方法 .82.4系統(tǒng)總體框圖.93硬件電路和模塊選擇 .103.1數(shù)據(jù)采集模塊電路 .103.1.1離子流放大電路.103.1.2 ADC0808硬件

2、.113.1.3轉(zhuǎn)換器部分電路 .1.13.2單片機(jī)89C51模塊 .1.13.3數(shù)據(jù)顯示模塊.133.3.1顯示模塊的芯片選擇 .133.3.2LCD1602介紹.143.4檢漏報(bào)警電路.153.5系統(tǒng)總體電路原理圖.154軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì).174.1 Keil軟件介紹.174.2單片機(jī)C語(yǔ)言介紹 .174.3程序流程圖 .184.4計(jì)算真空室內(nèi)的壓力值 .185仿真與調(diào)試.205.1 protues軟件介紹.205.2 proteus和Keil調(diào)試仿真.205.2.1調(diào)試的步驟及方法.205.2.2程序仿真.215.2.3總電路仿真.21結(jié)論.23致謝.24參考文獻(xiàn).25附錄.26附錄A電路原

3、理圖 .26附錄B程序代碼.271基于單片機(jī)真空鍍膜機(jī)檢漏儀設(shè)計(jì)摘 要：隨著現(xiàn)在生產(chǎn)技術(shù)的高速發(fā)展，對(duì)于真空鍍膜檢漏方法及檢漏的準(zhǔn)確度提出 了越來(lái)越高的要求?；趩纹瑱C(jī)的真空計(jì)檢漏法作為真空檢漏的一種方法， 因其性價(jià)高、操作方便等較多的優(yōu)點(diǎn)得到越來(lái)越多的重視和應(yīng)用。本文出于 方便、經(jīng)濟(jì)、實(shí)用等方面考慮，對(duì)基于單片機(jī)真空鍍膜機(jī)檢漏儀進(jìn)行設(shè)計(jì)研 究。本論文采用電離真空規(guī)來(lái)測(cè)量真空鍍膜室內(nèi)壓力，選用熱陰極電離真空 計(jì)為真空室內(nèi)真空測(cè)量元件。轉(zhuǎn)換部分主要由ADC0808空制，它主要的工作 就是把電離規(guī)離子流信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，是從模擬量轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的單片機(jī)需要的 數(shù)字量再傳送到數(shù)據(jù)處理模塊。數(shù)據(jù)處理主要是通過(guò)

4、AT89C51進(jìn)行處理，它主要的工作是把ADC0808專過(guò)來(lái)的數(shù)字量進(jìn)行處理，產(chǎn)生相應(yīng)的真空度送到 顯示模塊進(jìn)行顯示。處理器判斷真空室內(nèi)的壓力是否符合真空鍍膜機(jī)的要求 真空度，通過(guò)蜂鳴器和LED顯示燈，進(jìn)行報(bào)警，提示給使用者。關(guān)鍵字：電離真空計(jì)；AT89C51單片機(jī)；A/D轉(zhuǎn)換；ADC0808 LM016L2Abstract：With the moder n producti on tech niq ues develop in g,methods for leakagedetecting and the accuracy of it has higher requierment.The va

5、cuum leakagedetecting based on single chip is one of the vacuum leakage detectingmethods,becauseof the advantage of it Ihigh cost-performanee ratio ,stableperforma nce,no polluti on, convenient operati on and so on ,it gets more atte ntion and applicati on.For the con didetati on of convenien ce, ec

6、onomy, practicalthese aspects, this paper is about the desig n and research of vacuum coat ingmach ine leak detector that based on sin gle chipn this paper it use vacuum ionizati on gauge to test the pressure in the vacuum chamber,choosethe hot-filame ntionization gauge to be the testing element.A/D

7、 transfer mainly rely on ADC0808completed,it resp onse to tran slate the collected an alog qua ntity to the corresponding digital qua ntity and tran sform to the data han dli ng model. data han dli ngmade by AT89C51 chip,it resp onse to han dli ng the digital qua ntity fromADC0808 and the produce th

8、e corresp onding vacuum degree to show on theshow model. The processorjudge the pressure in the vacuum chamber if matchthe require vacuum degree of the vacuum coat ing mach in e,if no t,through thebuzzer and the LED lamp to alarm the user.Keywords：AT89C51 microcontroller; ionization vacuum gauge; A/

9、D conversion;ADC0808; LM016L31.1 課題研究的背景與現(xiàn)狀真空鍍膜是主要在高真空的環(huán)境下利用物理方法在鍍件上鍍上一層膜的技術(shù)。真空鍍膜會(huì)根據(jù)鍍膜的方式不同可以分為：離子鍍膜、真空濺射鍍膜、真空蒸發(fā)鍍膜。 所以真空鍍膜對(duì)真空度的要求非常嚴(yán)格，一個(gè)良好的檢漏系統(tǒng)，能夠迅速判斷系統(tǒng) 是否漏氣，判斷出漏口位置，及時(shí)修復(fù)是非常重要的。如今的工業(yè)發(fā)展有很多的機(jī)器和設(shè)備都需要要求有真空環(huán)境，由于真空的設(shè)備或者是機(jī)器長(zhǎng)期使用后，其真空度肯定會(huì)出現(xiàn)減小的情況，也就是真空系統(tǒng)出出現(xiàn)漏 氣的現(xiàn)象，這就會(huì)影響到機(jī)器和設(shè)備的正常工作，需要有一個(gè)系統(tǒng)能夠及時(shí)的檢測(cè) 出系統(tǒng)有漏氣的情況進(jìn)行反饋給

10、用戶，這樣就會(huì)避免不安全事故的發(fā)生，因此，對(duì) 真空系統(tǒng)的檢漏成為安全生產(chǎn)的一個(gè)重要指標(biāo)。1.2 真空檢漏技術(shù)與設(shè)備的發(fā)展現(xiàn)狀檢漏的方法有很多，各種檢漏方法有自己的特點(diǎn)和使用的范圍， 方法的選擇要根 據(jù)具體的情況而定，所選擇的既要滿足檢測(cè)的要求，又能盡可能簡(jiǎn)單方便和經(jīng)濟(jì)的 前提下，檢測(cè)方法應(yīng)符合的要求：（1）檢測(cè)靈敏度高。（2）反應(yīng)時(shí)間短。（3）能對(duì)漏孔進(jìn)行地位和定量。（4）能無(wú)損檢漏，即檢漏時(shí)不能破壞被測(cè)件的結(jié)構(gòu)，也不能受到污染 。（5）穩(wěn)定性好。（6）檢測(cè)范圍廣?，F(xiàn)在比較好的檢測(cè)真空室是否漏氣的方法是利用真空室的氣體流量進(jìn)行檢查，會(huì)檢 測(cè)到真空室的一些參數(shù)，比如說(shuō)真空室的壓力值等，然后會(huì)根據(jù)

11、這些值按照一定的 關(guān)系式進(jìn)行計(jì)算出真空室內(nèi)是否漏氣。其中一種真空鍍膜室壓力檢測(cè)法，加壓檢測(cè)法就是給被測(cè)的真空鍍膜室內(nèi)充加壓力 表示漏氣的4氣體，如果被測(cè)的真空鍍膜室上有漏孔時(shí)，示漏氣體通過(guò)真空鍍膜室的 漏孔漏出，在被測(cè)器件的外部就能夠檢測(cè)到示漏氣體。下面介紹幾種常見的幾種真空鍍膜室的檢漏儀和較多的檢漏的方法：（1氮質(zhì)譜檢漏儀：氦氣泄漏專門用于檢漏設(shè)備所示，它具有性能穩(wěn)定，靈敏 度高。真空泄漏檢測(cè)技術(shù)中最高的靈敏度，最常見的泄漏檢測(cè)器的移動(dòng)設(shè)備。（2）鹵素檢漏儀：含有鹵素氣體泄漏的真空檢漏裝置稱為鹵素檢漏儀器。（3）真空檢漏法， 將被測(cè)件內(nèi)部抽成真空， 將示漏物質(zhì)施放真空室的外部， 如 果泄露，

12、剛氣體會(huì)進(jìn)入被測(cè)物中，利用相應(yīng)的方法進(jìn)行示漏氣體的檢測(cè)，從而判斷 漏孔的大小和位置。除上述幾種方法以外，還有超聲波檢漏等。1.3 課題研究的目的和意義真空鍍膜檢漏就是檢測(cè)真空鍍膜室內(nèi)的壓力值，檢測(cè)真空鍍膜機(jī)漏氣的方法有很多種，常見的真空檢漏由于價(jià)格昂貴或者是操作方法不易掌握，所以需要一種簡(jiǎn)單 實(shí)用的檢漏方法，本課題研究的就是基于單片機(jī)的真空檢漏儀設(shè)計(jì)是設(shè)計(jì)出一種操 作簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉的設(shè)備。系統(tǒng)采用的是用電離真空計(jì)去測(cè)量真空室內(nèi)的壓力值， 然后進(jìn)行信號(hào)的放大，輸進(jìn)單片機(jī)內(nèi)進(jìn)行處理。判斷真空鍍膜機(jī)是否是有漏氣的情 況。1.4 論文的主要工作和內(nèi)容1.4.1主要工作本論文以熱陰極電離真空計(jì)與單片機(jī)技

13、術(shù)相結(jié)合，對(duì)真空鍍膜室進(jìn)行壓力的采集然后計(jì)算出真空度進(jìn)行判斷，通過(guò)顯示模塊和報(bào)警模塊反饋給用戶。系統(tǒng)主要分為 三個(gè)部分。根據(jù)熱陰極電離真空計(jì)出來(lái)的信號(hào)，結(jié)合單片機(jī)的真空度采集模塊設(shè)計(jì)在硬件設(shè) 計(jì)中，系統(tǒng)采用AT89C51為主控。根據(jù)真空計(jì)采集模塊出來(lái)的信號(hào)經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)換器 送到單片機(jī)中處理，并且進(jìn)行判斷系統(tǒng)是否有漏氣。給出顯示真空度和漏氣報(bào)警。在系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)中，用的是基于單片機(jī)的C語(yǔ)言，程序主要分為下面幾個(gè)部 分。第一部分?jǐn)?shù)據(jù)的采集，第二部分?jǐn)?shù)據(jù)處理判讀程序，第三部分報(bào)警程序，第四 部分顯示程序。5142論文的安排結(jié)構(gòu)第一章：主要介紹了課題研究的背景和現(xiàn)狀， 介紹真空檢漏技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，介

14、紹課題的研究的目的和意義。第二章：主要對(duì)熱陰極電離真空計(jì)檢漏方法的說(shuō)明，影響因素和解決辦法第三章：主要對(duì)課題設(shè)計(jì)中的采用的模塊進(jìn)行選擇，單片機(jī)模塊，真空計(jì)采集模塊和模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊。第四章：硬件電路的設(shè)計(jì)，主要是對(duì)選擇的各個(gè)模塊進(jìn)行電路的連接， 包括系統(tǒng) 的放大電路，單片機(jī)最小系統(tǒng)，單片機(jī)和模數(shù)轉(zhuǎn)換部分電路。第五章：軟件的設(shè)計(jì)，對(duì)系統(tǒng)的各個(gè)模塊的軟件設(shè)計(jì)，模塊化設(shè)計(jì)便于后期的升 級(jí)和修改。結(jié)論：通過(guò)對(duì)系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)，對(duì)硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)和調(diào)試。62.1 電離真空計(jì)概述普通型電離真空計(jì)用于低于10-1Pa的高真空測(cè)量，在結(jié)構(gòu)上它包括作為傳感元件 的規(guī)管和由控制及指示電路所組成的測(cè)量?jī)x表兩

15、部分。電離真空計(jì)的工作原理是： 使用一些手段進(jìn)入電離真空規(guī)的氣體分子的一部分電離，收集這些離子形成離子流，氣體分子的測(cè)量離子產(chǎn)生的電流在一定范圍內(nèi)的壓力和氣體之間的關(guān)系示意圖成比 例，然后通過(guò)測(cè)量離子電流能反映電離真空計(jì)的測(cè)得的氣體壓力的大小，因此成為 電離真空計(jì)。電離真空計(jì)可分為三種不同的方式： 第一種是熱陰極電離真空計(jì)，第二類是冷陰 極電離真空計(jì)，第三類是放射性電離電離真空計(jì) 。2.2 熱陰極電離真空計(jì)的工作原理電離真空計(jì)的工作原理：利用包含在真空條件氣體電離之后離子化， 氣體電離產(chǎn) 生的離子電流能夠被收集起來(lái)。離子流可以測(cè)量得到測(cè)量真空。電離真空計(jì)在電離氣體時(shí)是一個(gè)非常迅速的過(guò)程， 微小

16、的離子流測(cè)量也是比較難 測(cè)量的，所以在高真空的范圍下，電離真空計(jì)是唯一能切實(shí)可用的真空計(jì)由電離電子源燈絲加熱稱為熱陰極電離真空計(jì)， 其種類很多，各有不同的特點(diǎn)和 使用不同的壓力范圍。熱陰極電離真空規(guī)的測(cè)量裝置和電離規(guī)出來(lái)的小電流測(cè)量電路組成，控制單元功能是調(diào)節(jié)氣體的壓力從而轉(zhuǎn)化控制離子電流。熱陰極電離真空計(jì)的結(jié)構(gòu)主要分為三 個(gè)電極：會(huì)提供較多數(shù)量的電子電流Ie燈絲F（陰極）。產(chǎn)生電子的加速場(chǎng)和收集的電子流向陽(yáng)極（也被稱為電子加速電極）。收集離子流離子集電極電流Ic（相對(duì)于陰極為負(fù)電位）如果電子從陰極到陽(yáng)極的飛行路徑是L時(shí)，離子電流li,具有以下的關(guān)系之間的 壓力pIWIeL p l2系統(tǒng)總體設(shè)

17、計(jì)(2-1)7式中W是當(dāng)壓力p=1Pa時(shí)，每個(gè)電子飛行1m所產(chǎn)生的電子一離子對(duì)數(shù)目，稱電離 效率，它是電子能量的函數(shù)，電離效率W還與氣體的種類有關(guān)，于氣體的電離的概率會(huì)有一個(gè)因數(shù)的關(guān)系，電子在電場(chǎng)中飛行途中能量是變化的，式（ 積分形式，即LLli = Wlepdr =1 叮 Wpdr如果在工作中并非所有電子和離子都被收集（例如部分電子或離子到達(dá)規(guī)管管壁），則式（2-2）應(yīng)修改為L(zhǎng)I =1耳： Wpdr（2-3）式中a，B是分別對(duì)離子流I進(jìn)行修正的系數(shù)，顯然a1。令LK Wdr稱K為電離規(guī)管系數(shù)（以往稱為電離規(guī)的靈敏度） 溫度恒定時(shí)，K為一個(gè)恒量，將式（2-4）代入式（2-3）得Ii二KIep（

18、2-5）K在一定的真空度范圍是一個(gè)定常數(shù)，假如保持電離真空計(jì)的發(fā)射電流Ie為一個(gè) 不變量，所以離子流li與壓力p之間成線性的關(guān)系。在遠(yuǎn)大于電子的平均自由程大小的電極結(jié)構(gòu)在高真空環(huán)境下，電子和分子碰撞的概率是非常小的，大多數(shù)的電子碰撞氣體分子最多一次。因此，在任何碰撞電離電 子的等勢(shì)面具有相同的能量（忽略的電子發(fā)射的初始能量差），當(dāng)壓力上升到入E電 子的平均自由程時(shí)，可與電極結(jié)構(gòu)體的大小，即使電子與氣體分子的小時(shí)數(shù)兩次或 更多次的碰撞（碰撞彈性或無(wú)彈性碰撞），到達(dá)點(diǎn)的電場(chǎng)E一概含有不同的碰撞序列， 它們的能量損失，由于不同已經(jīng)有所不同，因此，在一個(gè)給定的W值的點(diǎn)是改變。在這種情況下，隨著壓力p的

19、增加越來(lái)越嚴(yán)重，因此，式（2-4）中的K值改變隨著 壓力p。達(dá)到最大線性測(cè)量壓力P,它的幾何形狀的電極，在電極之間的電勢(shì)分布，以及確定的發(fā)射電流的大小3。按線性真空度測(cè)量的范圍的不同，普通的熱陰極電離規(guī)主要分為三類3:（1）普通型電離規(guī)（1 X10110-5pa）（2）超高真空電離規(guī)（1X10-110-8pa，有的下限為10-10pa）（3）高壓力電離規(guī)（10210-3pa）2-1）應(yīng)改寫為（2-2）(2-4)，其單位為Pa-1。對(duì)一定氣體當(dāng)82.3 電離真空計(jì)檢漏方法電離真空計(jì)產(chǎn)生的電離氣體的等離子流的壓力變化的大小反映，但由于氣體在不同的壓力的電離電勢(shì)是不同的，電離計(jì)的示數(shù)和氣體的種類有關(guān)

20、。因此，當(dāng)施加到 示漏氣體載可疑的漏孔處，如果漏孔，示漏的氣體分子會(huì)通過(guò)漏孔泄漏到被檢體的 部件，導(dǎo)致氣體組成成分的變化，氣體所產(chǎn)生的離子流也會(huì)相應(yīng)地改變，電離真空 規(guī)的示數(shù)也將發(fā)生相應(yīng)的變化，從而指示出泄漏位置，泄漏率的大小是可以根據(jù)漏 氣量的大小來(lái)估算的，電離真空計(jì)的檢漏的范圍和真空計(jì)工作壓力范圍是相同的492.4 系統(tǒng)總體框圖基于單片機(jī)的真空檢漏總共分為五個(gè)模塊部分，他們分別是：數(shù)據(jù)采集模塊，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊，數(shù)據(jù)處理模塊，數(shù)據(jù)顯示模塊和報(bào)警模塊如圖2.1所示。圖 2.1 單片機(jī)真空檢漏系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖數(shù)據(jù)采集模塊主要做的是電離真空計(jì)采集真空鍍膜室的壓力，通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換器輸進(jìn)單片機(jī)內(nèi)，通過(guò)程序設(shè)

21、定的壓力值進(jìn)行比較，如果小于設(shè)定的壓力，不符合真 空鍍膜的要求，通過(guò)顯示器和報(bào)警模塊提示給使用者5o103硬件電路和模塊選擇3.1 數(shù)據(jù)采集模塊電路3.1.1離子流放大電路圖 3.1 離子流信號(hào)放大電路在圖3.1為電離規(guī)的信號(hào)采集放大電路，其中與ICL7650連接的兩個(gè)記憶電容C1,C2要求是高平直的低漏電容。在選用內(nèi)部時(shí)鐘時(shí)，采用ICL7650的內(nèi)部時(shí)鐘200Hz，因此C1，C2電容量可以0.1uF，輸入端輸入的是電離規(guī)的離子信號(hào)離子流 通過(guò)R2轉(zhuǎn)換成電壓量，該電壓作為ICL7650的輸入，進(jìn)行放大處理。由于離子流與 真空度跨越皆跨多個(gè)數(shù)量級(jí)， 離子流在R2兩端產(chǎn)生電壓， 使放大系數(shù)變大，

22、輸出電 壓變大。 該電壓輸入到ICL7650的同相端，ICL7650對(duì)其進(jìn)行放大，放大倍數(shù)約10倍。6750輸出的信號(hào)還需要經(jīng)過(guò)一級(jí)放大才能轉(zhuǎn)換成要求的05v信號(hào)。該輸出信11號(hào)輸入到CA3140的同相端。根據(jù)CA3140的接法可以計(jì)算出其放大倍數(shù)約為4到5倍之間，可通過(guò)手動(dòng)調(diào)節(jié)100K的可變電阻R13，達(dá)到手動(dòng)調(diào)節(jié)放大倍數(shù)的目的 。3.1.2 ADC0808硬件ADC0808進(jìn)行采樣8位分辨率，逐次逼近式模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換裝置的原理。ADC0808的主要工作是放大后的信號(hào)輸出電路的模擬到數(shù)字的轉(zhuǎn)換，則微控制 器用于處理輸入，以獲得所需的數(shù)據(jù) 。3.1.3轉(zhuǎn)換器部分電路3.2 單片機(jī) 89C51

23、模塊AT89C51是一種可以用基于單片機(jī)的C語(yǔ)言進(jìn)行編程的控制元件，總共有P0,12P1,P2, P3管腳信號(hào)的輸入321最小應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)如圖3.3 89C51單片機(jī)最小系統(tǒng)所示。單片機(jī)的最小系統(tǒng)是由晶振和復(fù)位電路組成，應(yīng)用系統(tǒng)是一個(gè)小型的控制單元。其特點(diǎn):提供較多的I/O口線。(2)存儲(chǔ)器內(nèi)大小是有限的(3)開發(fā)具有特殊性。1、單片機(jī)時(shí)鐘電路89C51內(nèi)部已經(jīng)有振蕩電路， 但可以形成一個(gè)時(shí)鐘， 貝U必須附加一個(gè)外部電路。89C51的時(shí)鐘電路產(chǎn)生有兩種方式，分別為：內(nèi)部和外部時(shí)鐘模式。2、復(fù)位電路選用的單片機(jī)的復(fù)位電路是采用的外部復(fù)位電路。外部復(fù)位電路利用復(fù)位引腳通過(guò)觸發(fā)器在每個(gè)機(jī)器周期采集一

24、次。才能夠得到內(nèi)部復(fù)位的所需要的信號(hào)。復(fù)位電路可以分為上電復(fù)位電路自動(dòng)復(fù)位電路和復(fù)位按鈕電路。U119嗆“貝帕P口IWPDiADZPDJWACS卩 口 砂 購(gòu)PO.Afc?FZjAjBF2.1/AB訂PZ3TA11FZ.4M12PZSM11F1IJQF1.1PINP1JPl.tPISPISP8ENALEPZ.715F32riTTBFjafTrFrpa.irraP3STT1IP雪麗25亙?cè)苅g jLE&lTiLEIZ13自動(dòng)復(fù)位電路的最簡(jiǎn)單的供電，自動(dòng)復(fù)位電路如圖所示3.5 89c51。上電復(fù)位電路自動(dòng)復(fù)位由外部電容器充電來(lái)實(shí)現(xiàn)功率。只要VCC上升時(shí)間小于1ms可以實(shí)現(xiàn)自14動(dòng)復(fù)位。此外

25、，上電復(fù)位，你也可能需要手動(dòng)復(fù)位按鈕。本設(shè)計(jì)是用于手動(dòng)復(fù)位按鈕。與手動(dòng)復(fù)位按鈕橫向模式和脈沖模式兩種。水平復(fù)位經(jīng)電阻和電源連接到VCC RST終端的實(shí)現(xiàn)。利用手動(dòng)的復(fù)位電路如下圖3.4。圖 3.4 89C51 復(fù)位電路3.3 數(shù)據(jù)顯示模塊3.3.1顯示模塊的芯片選擇液晶顯示器，它可以改變信息傳遞的特性的方向?qū)崿F(xiàn)顯示，小尺寸液晶顯示模塊， 功耗低，超薄輕巧的顯示內(nèi)容豐富等，在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng) 用。按其功能分為三類：液晶顯示器LCD顯示器，字符點(diǎn)陣液晶顯示器，點(diǎn)陣液晶 顯示。前兩個(gè)可以顯示數(shù)字，字符等，而圖形點(diǎn)陣液晶顯示器可以顯示任何字符和 圖形。選擇這種設(shè)計(jì)可負(fù)擔(dān)得起的字符液

26、晶顯示LCD1602 LCD160顯示兩行16個(gè)字符的液晶顯示，使用5V電源11。OTAC.iWI口鞅皓ALE口.丁甌呵P2OT腿FZ.1A9iP 23*111F2./A1ZF2SA13FSJ&AI*lF2.?/AtPdMXDF3.1fmpjznirraiPSiWTTF3.4/1QF3ST1PlfiiWKFsjflor U1hpTM?1 XT A12P1DPMF1JZr 14 P1叫Fl fiP1.T尋二3?n?p-:15電路如圖3.5所示的顯示部分:圖 3.6 LCD1602 實(shí)物圖U1XTAL-11SXTAL2日RSTi4 i4 iPO.O/ADOP0.1/ADIP0.2/AD2P

27、0.3/AD3P0.4/AD4P0.5/AD5P0.6/AD6P0.7/AD738至34圖 3.5 顯示模塊原理圖3.3.2LCD1602介紹LCD1602是可以達(dá)到設(shè)計(jì)要求要顯示真空度的LCD，實(shí)物如圖3.6所示。n可Lrsii &iCD balLCD1RESPACiTEXT163.4 檢漏報(bào)警電路D51vcc:DhdJTIJ1LEDP261LJ?I7BUZZEFI圖 3.7 檢漏報(bào)警電路報(bào)警電路采用一個(gè)紅色的LED和一個(gè)蜂鳴器組成，當(dāng)系統(tǒng)檢測(cè)到真空室的存在 在設(shè)定范圍內(nèi)的漏氣就會(huì)通過(guò)這個(gè)電路通知給用戶。如圖3.7所示。3.5 系統(tǒng)總體電路原理圖17圖 3.8 系統(tǒng)總體電路圖184軟

28、件系統(tǒng)設(shè)計(jì)4.1 Keil 軟件介紹Keil軟件是用來(lái)寫基于單片機(jī)的C語(yǔ)言的。寫出的程序可以兼容89C51單片機(jī)， 可以在單片機(jī)上正常工作，因?yàn)檐浖峁┝素S富的庫(kù)和強(qiáng)大的開發(fā)和集成的環(huán)境， 支持編輯、對(duì)C文件的編譯、對(duì)C語(yǔ)言的調(diào)試、對(duì)單片機(jī)的仿真等整個(gè)的開發(fā)流程。 所以得到的廣泛的使用。4.2 單片機(jī) C 語(yǔ)言介紹在單片機(jī)端主要的工作時(shí)得到ADC0808勺輸出結(jié)果后，經(jīng)過(guò)計(jì)算得到現(xiàn)在電離真 空規(guī)測(cè)量的真空室內(nèi)的壓力。所以要使用C語(yǔ)言來(lái)完成。C語(yǔ)言是結(jié)構(gòu)化編程語(yǔ)言，使用簡(jiǎn)單的語(yǔ)法結(jié)構(gòu)，能夠快速入門。用C語(yǔ)言編寫真空檢漏系統(tǒng)軟件，可以縮短編寫程序的時(shí)間，顯著提高了軟件的可讀性，改善和 擴(kuò)大，可以開

29、發(fā)出一個(gè)大規(guī)模，高性能的應(yīng)用程序。其優(yōu)點(diǎn)如下：(1)可以大大加快開發(fā)進(jìn)度，更強(qiáng)大功能的程序，采用C語(yǔ)言，更多的優(yōu)勢(shì)。(2) 無(wú)主微控制器的指令集和特定的硬件，硬件也可以被編程，以滿足實(shí)際的 專業(yè)水平的過(guò)程10。(3) 可以實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)化清晰軟件程序，使軟件的邏輯結(jié)構(gòu)變得清晰，有組織，便 于一個(gè)開發(fā)團(tuán)隊(duì)的計(jì)劃任務(wù)，分工。C語(yǔ)言的源代碼的邏輯的可理解性和后期的可維 護(hù)性都不錯(cuò)。(4) 消除手動(dòng)微控制器工作在匯編語(yǔ)言子程序?qū)⒁峙浣o每個(gè)芯片的資源分配 的需要。當(dāng)使用C語(yǔ)言，只需點(diǎn)擊一個(gè)變量聲明的代碼類型，編譯器會(huì)自動(dòng)分配相 對(duì)關(guān)資源，不需要人工干預(yù)，從而有效地避免錯(cuò)誤手動(dòng)分配單片機(jī)的資源。(5) 匯編語(yǔ)

30、言可移植性差，而C語(yǔ)言的，只要一些與硬件相關(guān)的代碼做出相應(yīng) 的變化，它可以很容易地移植到其他類型的微控制器11。(6) 對(duì)于一些結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜程序邏輯比較復(fù)雜的程序開發(fā)，可以移植(或C編 譯器)為C語(yǔ)言版本。正因?yàn)镃語(yǔ)言在系統(tǒng)開發(fā)方面的優(yōu)勢(shì)，這樣的設(shè)計(jì)將發(fā)揮C語(yǔ)言優(yōu)勢(shì)性。194.3 程序流程圖單片機(jī)實(shí)現(xiàn)的真空鍍膜的檢漏儀設(shè)計(jì)程序流程圖如圖4.1所示圖 4.1 軟件流程框圖4.4 計(jì)算真空室內(nèi)的壓力值因?yàn)锳DC0808是八路選通的轉(zhuǎn)換器所以從端口讀出來(lái)的數(shù)據(jù)是0255直接的這些數(shù)字就代表著05v電壓的輸入，通過(guò)單片機(jī)89C51內(nèi)部的程序完成計(jì)算的工 作，并且把計(jì)算出來(lái)的真空室內(nèi)的壓力值顯示到LCD

31、液晶上，如果系統(tǒng)檢測(cè)到現(xiàn)在20的真空度不符合真空鍍膜的要求， 系統(tǒng)就會(huì)通過(guò)蜂鳴器和LED燈提示報(bào)警給用戶12主函數(shù)while循環(huán)部門代碼如圖4.2所示21whlle(l)if (KG =-= 0)wriceCHC( (gxj;示起始地址CIS二行第一個(gè)位疊vShowChar ( Vacuum);顯示第行真空度vziteEME(OxCS);1 f b_nGhuTz：ansfEimr=l J _b_DAT ran of onr，H，i0 ;vWrx七巳mr (0盂亡酉;vShowVoltage (uj.JLDTran.sfQm y );iz (uiADiransrcni( ( 33) /V型匹逞否

32、低于下限vShowChaz ( E-OZEa ;寵示單住if KG2 = 1 j tTR1 =1；H_LEr - 0；elseTRI =0;J elsevShowCharE73：Pa5 ：/墓示單位L LEE = 0;elsevNrlceCMD (0 x34);/AM示起姑地址捧二行攜一個(gè)檢置)vshowctiar( ( Wait. . . H見示第一佇-宜空度圖 4.2 主函數(shù) while 循環(huán)程序代碼D9209309409509E0970960991PD1011Q21031Q410510610710B109110111112113114115ne117ne11912012112212322

33、5仿真與調(diào)試5.1 protues 軟件介紹Proteus與所選用的單片機(jī)進(jìn)行仿真，它能反映單片機(jī)系統(tǒng)資源的使用情況，比 如說(shuō)系統(tǒng)的CPU使用量，也能夠測(cè)量到外圍電路的實(shí)際仿真的結(jié)果。所以仿真調(diào)試 時(shí)，不是關(guān)心單片機(jī)中的程序語(yǔ)句執(zhí)行的情況，是從直接就可以看到你寫的程序的 運(yùn)行結(jié)果和電路工作的結(jié)果。仿真實(shí)驗(yàn)中，就是可以填補(bǔ)實(shí)驗(yàn)和正常的應(yīng)用上脫節(jié) 的矛盾的現(xiàn)象。5.2 proteus 和 Keil 調(diào)試仿真5.2.1調(diào)試的步驟及方法1.在硬件電路，先在仿真軟件對(duì)整個(gè)系統(tǒng)做模擬建設(shè)。這種設(shè)計(jì)是的仿真Proteus軟件7.0的使用，這個(gè)仿真軟件系統(tǒng)包含LCD模塊，微控制器和A/D轉(zhuǎn)換芯片等主 要部件，

34、大大降低了系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和調(diào)試時(shí)間。如果錯(cuò)誤是一個(gè)硬件部分的電路，將需要修改，反復(fù)測(cè)試，直到硬件連接錯(cuò)誤是完全沒有錯(cuò)誤，而且設(shè)計(jì)合理。完成整 個(gè)軟件PROTEUS仿真和需要編譯軟件KEIL4聯(lián)合調(diào)試13。2.在生產(chǎn)系統(tǒng)的硬件部分是完整的，第一，各種線路的電路仔細(xì)檢查，看是否正 確連接，請(qǐng)檢查芯片的正常工作，測(cè)試的硬件部分是能夠完成其相應(yīng)的功能。3.在設(shè)計(jì)系統(tǒng)軟件，配合PROTEUS仿真軟件和編譯軟件KEIL4 LCD數(shù)據(jù)顯示 程序反過(guò)來(lái)，反復(fù)中斷程序的調(diào)試和修改，以實(shí)現(xiàn)顯示正常和穩(wěn)定運(yùn)行的各部分系 統(tǒng)的有效性。4.在仿真軟件中調(diào)試，它是必要的編譯生成的HEX文件由軟件編程到單片機(jī)實(shí)物，然后焊接微控

35、制器上，同時(shí)準(zhǔn)備的按鍵操作，觀察系統(tǒng)是否運(yùn)行了預(yù)期的效果；未能達(dá)到預(yù)期的效果，如果出問題要找出原因，然后作出適當(dāng)?shù)男薷某绦颉?3圖 5.1 程序仿真結(jié)果系統(tǒng)程序仿真如圖5.1，結(jié)果正確，沒有錯(cuò)誤，沒有警告5.2.3總電路仿真圖 5.2 正常電路仿真顯示圖5.2模擬仿真的是在正常的工作壓力下，電路顯示正常，液晶屏顯示現(xiàn)在的真522程序仿真JriMfdiVfCXmh3 5MC1MJ.C dSHUJfD甬LJi2J QATr-Rfcrm.rbj BO他hma日.1THOD-LIMOIKTaD-TLMEOKrTLS-TIMEClrTKD-1;IT?-；EX-1J3 .LED - L LED總軸罡科備

36、科定刊料申甲,1J初埔址ltd顯示4葉巴rta” - 1QQQ / 2舟TL1 CCSS-S -1DDO）出247山丘時(shí)ja*娜3tt 曰掃口護(hù)I三t3 SOUrW OMJP 1固mtjnx|1 nehidaiiJi口MMLJi _imc3$ajJi1FV-aj.- 4卜J24空度是10-3pa,正常工作綠色LED燈亮。蜂鳴器沒有響，沒有報(bào)警圖 5.3 漏氣報(bào)警電路仿真顯示圖5.3模擬的是在不符合真空鍍膜壓力情況下，液晶顯示屏顯示現(xiàn)在的真空度是10-2Pa級(jí)別的。LED黃色燈亮，蜂鳴器報(bào)警，提示系統(tǒng)有漏氣。電路仿真結(jié)果：電路電機(jī)開始按鈕，系統(tǒng)開始上電，開關(guān)1處于打開狀態(tài)，系統(tǒng)處于等待狀態(tài)，當(dāng)按

37、下開關(guān)1系統(tǒng)開始采集真空室內(nèi)的離子流經(jīng)過(guò)計(jì)算得到系統(tǒng)的 壓力值，實(shí)時(shí)的顯示到LCD液晶顯示屏上，每次采集都會(huì)去判斷一下真空度是否符 合真空鍍膜的要求，若不符合要求就會(huì)通過(guò)蜂鳴器和LED燈提示給使用者。電路仿真正確，軟件程序正確。25結(jié)論本文介紹了基于單片機(jī)真空鍍膜機(jī)檢漏儀設(shè)計(jì)，對(duì)整個(gè)硬件電路和軟件程序設(shè)計(jì)做了分析，介紹了基于單片機(jī)的真空檢漏的設(shè)計(jì)方案及原理，以此加深51單片機(jī)的結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)等知識(shí)的了解，并給出主程序設(shè)計(jì)流程圖，更直觀的把軟件設(shè)計(jì)呈現(xiàn)出 來(lái)，最后基于仿真軟件Proteus及Keil進(jìn)行仿真，驗(yàn)證了設(shè)計(jì)的正確性。本設(shè)計(jì)利 用單片機(jī)和電離真空計(jì)制作出的鍍膜機(jī)的檢漏系統(tǒng)，避免了傳統(tǒng)真空檢

38、漏，價(jià)格昂 貴、操作復(fù)雜，并能使本系統(tǒng)設(shè)計(jì)的檢漏儀在單片機(jī)控制下，具有使用方便、精度 高、顯示簡(jiǎn)單和靈活性、穩(wěn)定性好、功能易于擴(kuò)展等優(yōu)點(diǎn)，而且可以大幅提高真空 鍍膜的技術(shù)指標(biāo)，并為相關(guān)儀器及電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)提供了一種新的思路。隨著時(shí)間的流逝，畢業(yè)設(shè)計(jì)在這12周的時(shí)間里也漸漸的走近了尾聲，通過(guò)這次 畢業(yè)設(shè)計(jì)，發(fā)現(xiàn)畢設(shè)不僅僅讓我學(xué)到了很多知識(shí)， 也給我留下了一個(gè)深刻的印象，將近3個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)，付出了也得到了很多，學(xué)到了很多。知識(shí)得到了鞏固。對(duì) 以后工作和學(xué)習(xí)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，不但讓我懂得了在以后的學(xué)習(xí)生活中要具備嚴(yán)謹(jǐn)，大膽，勇于創(chuàng)新的精神，才能做的更好，而且還讓我從中獲益匪淺，學(xué)到了小

39、心謹(jǐn)慎，實(shí)事求是 的態(tài)度。26致謝在畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中遇到了不少困難和麻煩， 但也得到了指導(dǎo)老師褚向前老師和同 學(xué)們的大力幫助和支持，尤其是褚老師的積極督促和正確指導(dǎo)，讓我更有信心和毅 力完成本次設(shè)計(jì)，在此對(duì)大家表示由衷的感謝。同時(shí)，我要感謝我們機(jī)械與汽車工 程學(xué)院的領(lǐng)導(dǎo)和老師們，是他們?yōu)槲覀兘虝?huì)了我們這么多可以學(xué)以致用的東西，然 后才完成了本次畢業(yè)設(shè)計(jì)。最后我要感謝我的母校對(duì)我這四年的培養(yǎng)！27參考文獻(xiàn)1朱武，干蜀毅.真空測(cè)量與控制M.合肥工業(yè)大學(xué)出版社.2008(04):114-129.2郭小莉.基于DSP技術(shù)的真空鍍膜機(jī)檢漏儀的研制D.西安工業(yè)大學(xué)：精密儀 器及機(jī)械，20097孟揚(yáng)，李旺奎.

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43、OUTPORT P2/AD轉(zhuǎn)換函數(shù)，返回轉(zhuǎn)換結(jié)果。轉(zhuǎn)換結(jié)果是3位數(shù)，小數(shù)點(diǎn)在百位 與十位之間。un sig ned int uiADTra nsform()un sig ned int uiResult;un sig ned int Pa;START=1;啟動(dòng)AD轉(zhuǎn)換。START=0;while(EOC=O);等待轉(zhuǎn)換結(jié)束。uiResult=OUTPORT;出入轉(zhuǎn)換結(jié)果。uiResult=(100*uiResult)/51;處理運(yùn)算結(jié)果30Pa=uiResult/(5*0.15);31#i nclude in cludes.h#defi ne TIMEOH 0 x3C#defi ne TIME0L 0 xB0#defi ne uchar un sig ned char#defi ne uint un sig ned int*局變*/*unsigned char uc_Clock=0;定時(shí)器0中斷計(jì)數(shù)bit b_DATra nsform=0;sbit KG = P1A0;/開關(guān)sbit KG2 = P1A1；開關(guān)2return Pa;Main.c/*/*