焊接參數(shù)測(cè)試與顯示系統(tǒng)方案

1、 . . . 材料科學(xué)與工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)題報(bào)告論文題目 _焊接參數(shù)測(cè)試與顯示系統(tǒng)_ 畢業(yè)論文題目焊接參數(shù)測(cè)定與顯示系統(tǒng)題 目 來(lái) 源橫向開(kāi)發(fā)1、 選題依據(jù)：（課題來(lái)源、選題依據(jù)和背景情況、課題研究目的）焊接作為一種基本加工方法，應(yīng)用很廣泛。它與國(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)部門(mén)，如汽車(chē)車(chē)輛、鍋爐管道壓力容器、礦山、冶金、橋梁、國(guó)防工業(yè)、農(nóng)業(yè)機(jī)械、石油化工、機(jī)械制造、造船、集裝箱、航空航天、宇宙飛行和海洋工程開(kāi)發(fā)等等方面的發(fā)展有著直接的關(guān)系。目前工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的鋼產(chǎn)量有50%左右是以焊接結(jié)構(gòu)形式應(yīng)用于生產(chǎn)。隨著我國(guó)四個(gè)現(xiàn)代化建設(shè)的發(fā)展，特別是我國(guó)進(jìn)入貿(mào)易組織和成為世界制造業(yè)中心之后，作為鋼鐵縫紉機(jī)技術(shù)

2、的焊機(jī)技術(shù)將愈來(lái)愈顯示出它的重要性1。比如在汽車(chē)行業(yè)方面，汽車(chē)制造業(yè)的需求對(duì)焊接科學(xué)技術(shù)的巨大牽動(dòng)以與焊接科學(xué)技術(shù)對(duì)汽車(chē)這一支柱產(chǎn)業(yè)的重要支撐作用構(gòu)成了基礎(chǔ)制造技術(shù)與相關(guān)產(chǎn)業(yè)之間依存與互動(dòng)的發(fā)展史和不斷進(jìn)步的動(dòng)力。汽車(chē)的發(fā)動(dòng)機(jī)、變速箱、車(chē)橋、車(chē)架、車(chē)身、車(chē)廂等六大組成部分都離不開(kāi)焊接技術(shù)的應(yīng)用。各種焊接方法“覆蓋”了從車(chē)身、車(chē)架、底盤(pán)到懸掛系統(tǒng)、制動(dòng)系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向器、離合器、變速器直至車(chē)輪輪圈等部件的成形加工。薄板結(jié)構(gòu)由于重量輕、工藝性能好、連接方便等特點(diǎn)，因而廣泛應(yīng)用于各種類(lèi)型汽車(chē)的制造當(dāng)中。薄板焊接是汽車(chē)制造鏈中一項(xiàng)重要的加工環(huán)節(jié)，相應(yīng)的焊接方法，如電阻焊、氣體保護(hù)焊、螺柱焊、釬焊、摩擦焊、高

3、能束焊等都得到應(yīng)用2。20世紀(jì)30年代，隨工業(yè)生產(chǎn)進(jìn)一步發(fā)展，不僅需要聯(lián)接的產(chǎn)品數(shù)量增加了，而且出現(xiàn)了許多對(duì)聯(lián)接質(zhì)量要求高的產(chǎn)品，如車(chē)輛、大型遠(yuǎn)程航行的船舶、鍋爐和橋梁等。為適應(yīng)焊接生產(chǎn)量的迅速增加，從40年代初開(kāi)始，焊接科學(xué)技術(shù)的發(fā)展邁入了一個(gè)新時(shí)期，首先，研究成功了埋弧焊。隨后，航空、原子能等技術(shù)的發(fā)展，要求焊接高強(qiáng)鋼和鋁、鈦與其合金等新型材料，出現(xiàn)了氬弧焊。50年代又相繼出現(xiàn)CO2焊等各種氣體保護(hù)焊接工藝，緊接著還研究成功了高能量密度的等離子焊，弧焊電源也相應(yīng)地有了大幅度的發(fā)展。例如，40年代開(kāi)始出現(xiàn)了硒片制成的弧焊整流器；到了60年代，由于大容量硅整流元件，晶閘管的問(wèn)世，為發(fā)展硅弧焊整

4、流器等提供了條件。到后來(lái)，弧焊電源有了更大的發(fā)展。其中在控制技術(shù)的改進(jìn)和發(fā)展方面，改進(jìn)電流電壓值測(cè)試、顯示系統(tǒng)，從指針式電壓、電流表，發(fā)展到數(shù)字電表和具有檢測(cè)報(bào)警功能的檢測(cè)系統(tǒng)，甚至可在焊接前就調(diào)節(jié)好焊接電流與焊接電壓值并能把它顯示出來(lái)。 目前我國(guó)弧焊電源和電焊機(jī)制造、研究的狀態(tài)，與正在蓬勃發(fā)展的國(guó)民經(jīng)濟(jì)的需要仍不相適應(yīng)，產(chǎn)品的品種、數(shù)量、質(zhì)量、性能和自動(dòng)化程度不能滿(mǎn)足各使用部門(mén)的要求。數(shù)字化的控制技術(shù)向縱深發(fā)展，從單片機(jī)控制PLC/PLD控制ARM控制DSP控制。對(duì)弧焊電源電器性能的靜動(dòng)態(tài)特性與多參數(shù)的變換、優(yōu)化匹配，以與輸出的電壓、電流波形等進(jìn)行任意的控制和調(diào)節(jié)以與儲(chǔ)存，對(duì)多種焊接材料進(jìn)行

5、高質(zhì)量的焊接。為獲得最佳的脈沖弧焊的工藝效果和便于對(duì)脈沖多參數(shù)的調(diào)節(jié)和優(yōu)化匹配3。脈沖MIG焊是焊接方法中主要焊接方法之一，是一種高效的焊接電流周期性變化的熔化極惰性氣體保護(hù)焊。2、 文獻(xiàn)綜述：（國(guó)外研究現(xiàn)狀、發(fā)展動(dòng)態(tài)）1. 焊接參數(shù)測(cè)定與顯示系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀隨著科技的進(jìn)步，材料科學(xué)的發(fā)展，焊接加工所涉與的領(lǐng)域越來(lái)越廣泛。新材料、新技術(shù)的出現(xiàn)，對(duì)焊接工藝、焊接設(shè)備有了不同的要求。為了應(yīng)對(duì)焊接領(lǐng)域出現(xiàn)的新問(wèn)題，滿(mǎn)足焊接自動(dòng)化生產(chǎn)和現(xiàn)代焊接領(lǐng)域的需要，需要研發(fā)高效、低耗、智能化、多功能以與能在線(xiàn)升級(jí)的焊接設(shè)備。焊接參數(shù)測(cè)定與顯示系統(tǒng)，首先涉與到的是信號(hào)的檢測(cè)與處理，這里包括焊接過(guò)程中焊接參數(shù)和焊機(jī)工

6、作情況的檢測(cè)，焊接參數(shù)檢測(cè)是利用霍爾電流和電壓傳感器，采樣焊接電流、焊接電壓和送絲速度信號(hào)。在國(guó)外的研究現(xiàn)狀有美國(guó)Idaho國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室Johnson等人4針對(duì)GMAW焊接過(guò)程的傳感、建模以與控制方案開(kāi)展了大量的研究工作。他們通過(guò)電信號(hào)檢測(cè)熔滴過(guò)渡方式，設(shè)計(jì)了5KHz的低通電壓、電流濾波器。作者認(rèn)為熔滴過(guò)渡頻率在5KHz以，因而濾波后可以提取出熔滴過(guò)渡的信號(hào)。1998年奧地利Fronius公司研制出世界上第一臺(tái)全數(shù)字化焊機(jī)，之后國(guó)外眾多焊接設(shè)備公司紛紛推出基于DSP數(shù)字控制的焊接電源并大量投放市場(chǎng)，奧地利Fronius公司生產(chǎn)的Transplus synergic系列TPS2700/4000

7、/5000全數(shù)字化焊接電源，該焊機(jī)可以實(shí)現(xiàn)多種工藝方法、不同材質(zhì)、不同焊絲直徑的焊接功能，有參數(shù)的測(cè)定與顯示系統(tǒng)的裝置，使得焊機(jī)越來(lái)越便于焊接的使用。另外在Fxonius公司的Transplus synergic 2700/4000/5000系列產(chǎn)品在一臺(tái)焊接上實(shí)現(xiàn)MIG/MAG、TIG和手工電弧焊等多種焊接方法，可存儲(chǔ)近80個(gè)焊接程序，實(shí)時(shí)顯示焊接規(guī)參數(shù)，通過(guò)單旋鈕給定焊接規(guī)參數(shù)和電流波形參數(shù)，可以實(shí)現(xiàn)熔滴過(guò)渡和弧長(zhǎng)變化的精確控制。同時(shí)，此類(lèi)焊接電源還可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行工藝管理和控制軟件升級(jí)。在國(guó)對(duì)此研究也很多，大學(xué)碩士學(xué)位盧亞靜論文中基于DSP的脈沖MIG焊數(shù)字控制系統(tǒng)的研究號(hào)經(jīng)濾波后送入A

8、/D轉(zhuǎn)換芯片，轉(zhuǎn)換結(jié)果送入DSP進(jìn)行處理，得到控制量。實(shí)現(xiàn)了焊接參數(shù)的測(cè)定與顯示系統(tǒng)。在國(guó)隨著高精度響應(yīng)速度快的霍爾電信號(hào)傳感器、高分辨率的A/D轉(zhuǎn)換器件以與快速的數(shù)據(jù)采集卡的出現(xiàn)，使得焊接電信號(hào)檢測(cè)變得更加方便、可靠。焊接參數(shù)測(cè)定主要是電信號(hào)的檢測(cè)問(wèn)題，其電信號(hào)檢測(cè)的常用基本思路是：采用高精度的霍爾電壓傳感器采集電弧電壓信號(hào)，采用高精度霍爾電流傳感器采集焊接電流信號(hào)，將傳感器采集的信號(hào)接入高性能的數(shù)據(jù)采集卡，利用PC機(jī)保存數(shù)據(jù)，并對(duì)電流、電壓信號(hào)進(jìn)行相應(yīng)計(jì)算、分析5。最后通過(guò)數(shù)碼管的參數(shù)顯示，利用一些專(zhuān)業(yè)驅(qū)動(dòng)芯片比如MAX7219，這樣可以節(jié)省大量單片機(jī)的硬件資源以與軟件執(zhí)行時(shí)間。合理制作出

9、完整的顯示系統(tǒng)。2. 發(fā)展動(dòng)態(tài)在焊機(jī)研制方面，具有焊接參數(shù)測(cè)定與顯示系統(tǒng)的焊機(jī)越來(lái)越多，以前的焊機(jī)都沒(méi)有數(shù)字化的顯示系統(tǒng)，這樣不便于焊接過(guò)程中電流電壓的控制，使得焊接質(zhì)量不能提高，這就需要靠經(jīng)驗(yàn)去實(shí)施焊接，給焊接過(guò)程當(dāng)中帶來(lái)不便。在國(guó)國(guó)外有很多的研究機(jī)構(gòu)也包括一些大學(xué)，都在研制焊接參數(shù)測(cè)定與顯示系統(tǒng)的焊機(jī)，滿(mǎn)足焊接自動(dòng)化生產(chǎn)和現(xiàn)代焊接領(lǐng)域的需要，需要研發(fā)高效、低耗、智能化、多功能以與能在線(xiàn)升級(jí)的焊接設(shè)備。在國(guó)外，德國(guó)EWM公司生產(chǎn)的INTEGRAL系列數(shù)字化焊接電源，數(shù)字處理系統(tǒng)處理所有焊接數(shù)據(jù)，控制整個(gè)焊接過(guò)程，同樣具有專(zhuān)家系統(tǒng)、一機(jī)多用、計(jì)算機(jī)或網(wǎng)絡(luò)通訊、模塊化設(shè)計(jì)、焊接數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和分析系

10、統(tǒng)等功能。澳大利亞的WOLLONG大學(xué)利用美國(guó)TI公司生產(chǎn)的TMS320C32數(shù)字信號(hào)處理器高速采樣率控制GMAW焊接過(guò)程6。芬蘭的KEMPPI公司推出了基于單片機(jī)（MCU）的智能化數(shù)字控制全功能焊機(jī)PRO 3200/4200/5200EVOLUTION，它采用雙微控制器（MCU）控制，一個(gè)處理器控制焊機(jī)面板的設(shè)置與顯示，另一個(gè)主要用來(lái)完成焊接過(guò)程的數(shù)字信號(hào)采集、處理以與控制信號(hào)輸出的作用。在理工大學(xué)鶴岐、徐德進(jìn)和芳的關(guān)于脈沖MIG焊機(jī)數(shù)字化控制設(shè)計(jì)中，在焊接之前，參數(shù)預(yù)置面板預(yù)設(shè)焊接參數(shù)，單片機(jī)采樣后送給DSP作為初始值備份，通過(guò)DSP計(jì)算出平均電流，送給單片機(jī)顯示與輸出給D/A芯片轉(zhuǎn)換后送

11、給SG3525，產(chǎn)生PWM信號(hào)，主電路導(dǎo)通，單片機(jī)檢測(cè)焊機(jī)按鈕狀態(tài)，進(jìn)行焊接控制。在焊接中，焊接電流、電弧電壓采用霍爾元件進(jìn)行檢測(cè)和隔離，送給A/D芯片采樣變換后送給DSP系統(tǒng)，經(jīng)過(guò)濾波和PI運(yùn)算，得出PWM信號(hào)值，與單片機(jī)通訊，單片機(jī)又進(jìn)行顯示和輸出該值給D/A芯片轉(zhuǎn)換后送給SG3525，產(chǎn)生PWM信號(hào)，控制主電路的導(dǎo)通。在交通大學(xué)工學(xué)碩士傅論文中，參數(shù)采集系統(tǒng)采用NI公司DAQPCI-6023E數(shù)據(jù)采集卡完成對(duì)焊接電流、焊接電壓、送絲速度和焊接過(guò)程時(shí)刻標(biāo)定信號(hào)等四個(gè)信號(hào)進(jìn)行采集分析，其中焊接過(guò)程時(shí)刻標(biāo)定信號(hào)是由焊機(jī)的DSP（數(shù)字信號(hào)處理器）控制軟件經(jīng)數(shù)字I/O口輸出，直接送給數(shù)據(jù)采集卡；送

12、絲速度信號(hào)也是由控制軟件輸出，經(jīng)過(guò)D/A轉(zhuǎn)換，控制送絲電機(jī)轉(zhuǎn)速；焊接電流和焊接電壓均由裝在焊機(jī)部的霍爾電流和霍爾電壓傳感器變換得到，經(jīng)過(guò)采集電路的轉(zhuǎn)換得到虛擬儀器檢測(cè)系統(tǒng)要求的適應(yīng)信號(hào)。最終也實(shí)現(xiàn)了預(yù)定的參數(shù)采集功能。3、 研究容1、 課題研究容（1）霍爾電流傳感器和霍爾電壓傳感器控制過(guò)程中需要采集焊接電流和電弧電壓以與送絲速度的瞬時(shí)值以進(jìn)行實(shí)時(shí)控制。對(duì)于電壓的計(jì)量，低壓可以用電壓表直接測(cè)量到，而對(duì)于高壓的話(huà)就需要有電壓互感器變壓后進(jìn)行測(cè)量。那么對(duì)于電流的測(cè)量交流直流很小時(shí)，可以用萬(wàn)用表直接串入到電路中去測(cè)量，稍大點(diǎn)的（0-7000A以下）電流可以用分流器測(cè)量，但這種方法測(cè)量精度低，隔離程度低

13、，電流超過(guò)7000A分流器就無(wú)法使用了?；魻栯娏鱾鞲衅魇菧y(cè)量電流的一種新型設(shè)備，該設(shè)備采用霍爾檢測(cè)原理具有測(cè)量高精確度 、隔離程度高、線(xiàn)形好、安裝更換簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)。 霍爾電流傳感器的原理是：磁平衡式電流傳感器也稱(chēng)補(bǔ)償式傳感器，是由原邊電路、聚磁環(huán)、位于空隙中的霍爾器件、初級(jí)線(xiàn)圈、放大電路組成；即原邊電流Ip在聚磁環(huán)處所產(chǎn)生的磁場(chǎng)通過(guò)一個(gè)次級(jí)線(xiàn)圈電流所產(chǎn)生的磁場(chǎng)進(jìn)行補(bǔ)償，其補(bǔ)償電流Is精確的反映原邊電流Ip，從而使霍爾器件處于檢測(cè)零磁通的工作狀態(tài)。具體工作過(guò)程為：如圖1所示，當(dāng)主回路有一電流通過(guò)時(shí)，在導(dǎo)線(xiàn)上產(chǎn)生的磁場(chǎng)被磁環(huán)聚集并感應(yīng)到霍爾器件上，所產(chǎn)生的信號(hào)輸出用于驅(qū)動(dòng)功率管并使其導(dǎo)通，從而獲得一

14、個(gè)補(bǔ)償電流Is。這一電流再通過(guò)多匝繞組產(chǎn)生磁場(chǎng)，該磁場(chǎng)與被測(cè)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)正好相反，因而補(bǔ)償了原來(lái)的磁場(chǎng)，使霍爾器件的輸出逐漸減小。當(dāng)與Ip與匝數(shù)相乘所產(chǎn)生的磁場(chǎng)相等時(shí)，Is不再增加，這時(shí)的霍爾器件起到指示零磁通的作用，此時(shí)可以通過(guò)Is來(lái)測(cè)試Ip。當(dāng)Ip變化時(shí)，平衡受到破壞，霍爾器件有信號(hào)輸出，即重復(fù)上述過(guò)程重新達(dá)到平衡。被測(cè)電流的任何變化都會(huì)破壞這一平衡。一旦磁場(chǎng)失去平衡，霍爾器件就有信號(hào)輸出。經(jīng)功率放大后，立即就有相應(yīng)的電流流過(guò)次級(jí)繞組以對(duì)失衡的磁場(chǎng)進(jìn)行補(bǔ)償。從磁場(chǎng)失衡到再次平衡，所需的時(shí)間理論上不到1s，這是一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡的過(guò)程。因此，從宏觀(guān)上看，次級(jí)的補(bǔ)償電流安匝數(shù)在任何時(shí)間都與初級(jí)被測(cè)

15、電流的匝數(shù)相等。霍爾電壓傳感器因?yàn)槭腔诨魻栭]環(huán)零磁通原理，所以可以測(cè)量直流電壓，交流電壓和混合波形的電壓。此特點(diǎn)區(qū)別于電磁隔離原理的電壓互感器，電壓互感器只能測(cè)量交流電壓信號(hào)。如圖2所示，電壓傳感器與電流傳感器不同的是用它測(cè)量電壓時(shí)，電壓傳感器的原邊多匝數(shù)繞組上串聯(lián)了一只限流電阻R1，然后再并聯(lián)到被測(cè)電壓U1上（即+HT與-HT端子上），得到與被測(cè)電壓成比例的電流I1。副邊工作原理完全同于電流傳感器。當(dāng)副邊補(bǔ)償電流I2流過(guò)測(cè)量電阻Rmes時(shí)，在Rmes兩端轉(zhuǎn)換成電壓作為傳感器的測(cè)量電壓U0，即U0=I2XRmes.這樣對(duì)應(yīng)于被測(cè)電壓U1就得到一個(gè)成比例變化的測(cè)量電壓U0，從而完成了電壓的電隔

16、離測(cè)量。因?yàn)槭腔诖牌胶饣魻栐?，需要原邊匹配一個(gè)置或外置電阻，該電阻隨著測(cè)量的電壓量程增大，需要的阻值和功率也相應(yīng)增大，甚至需要加散熱片。因?yàn)樵叢捎枚嘣牙@組，故存在比較大的電感，一般響應(yīng)速度不高，頻率圍有限。霍爾電壓傳感器適用圍同于霍爾電流傳感器。所不同的是它用于需要測(cè)量電壓的場(chǎng)合，用它對(duì)直流、交流和脈動(dòng)電壓進(jìn)行隔離測(cè)量，測(cè)量精度高7。 圖1 霍爾電流傳感器原理圖圖2 霍爾電壓傳感器原理圖(2)采樣電路逆變式焊機(jī)的外特性是通過(guò)電流、電壓的反饋控制獲得的。若只取電弧電壓負(fù)反饋，只要給定信號(hào)一定，隨著焊接電流的增加，只要保持逆變脈沖寬度不變，輸出的電弧電壓也保持一定，從而獲得恒壓特性；若只取電

17、弧電流負(fù)反饋，則可以獲得恒流外特性；若按一定比例取電弧電壓和電流負(fù)反饋，控制脈寬變化規(guī)律，即可以獲得緩降外特性。在這里采用焊機(jī)為恒流外特性，通過(guò)焊接電流反饋控制恒流特性，通過(guò)電弧電壓采樣來(lái)控制弧長(zhǎng)，故焊接過(guò)程中要實(shí)時(shí)對(duì)焊接電流、焊接電壓進(jìn)行采樣8。本課題焊機(jī)是MIG250，最大焊接電流為250A，接觸引弧時(shí)按照2.5倍焊接電流的比例，最大短路焊接電流為625A，霍爾電流傳感器選用HBA300 YSA，其額定輸入電流為300A，測(cè)量圍為0900A，采用±12V±15V電源供電，額定輸出為100mA。根據(jù)霍爾傳感器的參數(shù)特性，設(shè)計(jì)電流采樣處理電路如圖3所示。電流霍爾傳感器輸出通

18、過(guò)電阻 R53 將電流采樣信號(hào)轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)，經(jīng)過(guò)電容C45低通濾波后送至LF353放大電路，之后通過(guò)幅值限定二極管D14送至單片機(jī)的ACH5引腳進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。 圖3 電流采樣電路焊機(jī)空載電壓設(shè)計(jì)為70V，根據(jù)網(wǎng)壓波動(dòng)圍，最高空載電壓為77V。根據(jù)電壓圍選用霍爾傳感器型號(hào)為HV25 P，設(shè)計(jì)電壓采樣電路8如圖4所示。 圖4 電壓采樣電路（3）A/D轉(zhuǎn)換電路A/D轉(zhuǎn)換電路9時(shí)介于采集電路和顯示電路中間的電路，起到連接兩電路的作用，通過(guò)采集電路收集到的信號(hào)是一個(gè)很小的電壓信號(hào)，并且采集的電壓信號(hào)和實(shí)際電壓信號(hào)在理論上是成線(xiàn)性關(guān)系的。所以在轉(zhuǎn)換電路中只要給采集信號(hào)放大相應(yīng)的倍數(shù)，然后通過(guò)顯示電路就

19、顯示出來(lái)了。符合電路設(shè)計(jì)的合理性。采集電路中采集到的信號(hào)是模擬量，它不能直接通過(guò)單片機(jī)，然后讓數(shù)碼管來(lái)顯示，只有通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換之后才能將模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，最終來(lái)顯示。本文采用的A/D轉(zhuǎn)換芯片是ADC0809，采集的電壓信號(hào)通過(guò)ADC0809的輸入通道輸入到單片機(jī)，將電壓和電流信號(hào)分別輸入到相應(yīng)的通道中，經(jīng)過(guò)ADC0809的轉(zhuǎn)換后得到數(shù)字量，得到的數(shù)字量是十進(jìn)制的數(shù)，然后再將十進(jìn)制的數(shù)轉(zhuǎn)換成BCD碼，便于顯示。ADC0809與單片機(jī)8031連接組成了一個(gè)完整的A/D轉(zhuǎn)換電路，最后通過(guò)單片機(jī)8031的輸出端口與譯碼器74LS138和數(shù)碼管譯碼器74LS47相連接，最終將數(shù)據(jù)在數(shù)碼管上顯示出來(lái)。A

20、/D轉(zhuǎn)換電路主要完成的就是對(duì)采集來(lái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行一個(gè)轉(zhuǎn)換，此電路圖如下圖5所示。本文設(shè)計(jì)用到的核心元件就是單片機(jī)8031，這是比較老式的單片機(jī)，與現(xiàn)在使用較多的MCS-51單片機(jī)有很大的區(qū)別。因?yàn)閱纹瑱C(jī)8031部沒(méi)有程序存儲(chǔ)器，使用的時(shí)候必須外接存儲(chǔ)芯片來(lái)存儲(chǔ)程序，中間用地址鎖存器連接起來(lái)，鎖存器所起到的作用類(lèi)似于一個(gè)開(kāi)關(guān)，對(duì)數(shù)據(jù)的傳送進(jìn)行控制。在輸入程序時(shí)，直接把程序輸入到存儲(chǔ)器里就可以，不用再輸入到單片機(jī)里，這樣也保護(hù)了單片機(jī)的使用壽命10。 圖5 A/D轉(zhuǎn)換電路（4）顯示電路參數(shù)顯示采用五位數(shù)碼管，參數(shù)設(shè)置時(shí)，前兩位顯示參數(shù)類(lèi)型，后三位顯示設(shè)定數(shù)值；焊接時(shí)，前兩位顯示焊接電壓，后三位顯示焊接

21、電流；出現(xiàn)故障時(shí)顯示相應(yīng)的故障代碼。如圖6所示。 圖6 顯示電路2. 擬采取的實(shí)驗(yàn)方案(1)總體構(gòu)成焊接參數(shù)測(cè)試與顯示系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖7所示。系統(tǒng)主要由單片機(jī)控制系統(tǒng)、A/D轉(zhuǎn)換、電流采集電路、電壓采集電路、顯示模塊組成。A/D轉(zhuǎn)換電路包括控制系統(tǒng)和A/D轉(zhuǎn)換電路，單片機(jī)采用8031單片機(jī)，8031沒(méi)有部存儲(chǔ)器，外接一個(gè)存儲(chǔ)器AT28C64B存儲(chǔ)程序；轉(zhuǎn)換芯片是ADC0809，把采集的模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量。采集電路主要是用霍爾傳感器采集焊接回路中的弧焊電壓和焊接電流。顯示電路由5個(gè)LED數(shù)碼顯示管顯示弧焊電壓和焊接電流的數(shù)值大小。把采集電路、A/D轉(zhuǎn)換電路和顯示電路連接起來(lái)就組成了一個(gè)焊接參數(shù)測(cè)試與

22、顯示系統(tǒng)的完整結(jié)構(gòu)。 圖7 顯示電路(1) 課題主要任務(wù)本文主要任務(wù)有以下幾個(gè)方面： (1)設(shè)計(jì)采集信號(hào)電路圖，并選用霍爾電壓傳感器和霍爾電流傳感器采集電路中的電弧電壓和焊接電流。并按照電路的要求選擇合適的傳感器型號(hào)。 (2)設(shè)計(jì)以轉(zhuǎn)換器ADC0809，通過(guò)通道的選擇把電壓和電流信號(hào)以模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量。 (3)設(shè)計(jì)以單片機(jī)8031為核心的主控板，根據(jù)焊接的要求，設(shè)計(jì)顯示、采樣等功能。單片機(jī)8031和存儲(chǔ)器28C64B、地址鎖存器74LS373聯(lián)合起來(lái)使用。然后單片機(jī)的輸出端通過(guò)一些器件來(lái)和數(shù)碼管相連，最終顯示所需要的數(shù)字量。 (4)設(shè)計(jì)相應(yīng)的軟件程序，達(dá)到論文所要求的功能。最終完成焊機(jī)的焊接參數(shù)的測(cè)定與顯示系統(tǒng)。四、主要參考文獻(xiàn)：（不少于10篇，其中外文資料不少于2篇）1、