機(jī)電一體化專業(yè)課程設(shè)計(jì)報(bào)告(共11頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上機(jī)電一體化專業(yè)課程設(shè)計(jì)一、選題背景機(jī)電一體化課程設(shè)計(jì)作為機(jī)械電子專業(yè)的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié),考察學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)專業(yè)知識(shí)進(jìn)行分析問題和解決問題的能力.科學(xué)合理地安排課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容.使學(xué)生即能在有限的時(shí)間內(nèi)掌機(jī)電一體化設(shè)備的設(shè)計(jì)過程,培養(yǎng)學(xué)生的工程設(shè)計(jì)能力和解決實(shí)際問題能力,又能訓(xùn)練學(xué)生抓住問題的主要矛盾有針對性的加以深入的研究是課程設(shè)計(jì)成功與否的關(guān)鍵所在.本文針對課程設(shè)計(jì)教學(xué)過程中實(shí)際遇到的問題,探索機(jī)電一體化課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容設(shè)置,對于提高課程設(shè)計(jì)的教學(xué)質(zhì)量具有重要意義.二、設(shè)計(jì)要求 設(shè)計(jì)一電路板控制系統(tǒng)，檢測液壓油油、壓油溫檢測系統(tǒng)，其中壓力P=15 MPa，油溫T=80，繪

2、制電路原理圖和電路板圖。三、選題目的當(dāng)代數(shù)學(xué)信號處理的發(fā)展趨勢之一是在通用的硬件上借助軟件實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的功能，伴隨對軟件依賴性的增加，軟件的開發(fā)成本也相應(yīng)提高，甚至出現(xiàn)趕超硬件投入的趨勢。機(jī)電一體化是指機(jī)構(gòu)的主功能、動(dòng)力功能、信息處理功能和控制功能上引進(jìn)了電子技術(shù)，并將機(jī)械裝備和電子設(shè)備以及軟件等有機(jī)的結(jié)合起來所構(gòu)成的系統(tǒng)的總稱。也就是說機(jī)電一體化的連接機(jī)械和電子、氣壓、液壓等相關(guān)的的關(guān)鍵技術(shù)，在微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、及信息處理技術(shù)的高速發(fā)展，消費(fèi)者對高性能、高自動(dòng)化的機(jī)械化產(chǎn)品提出了更高的要求，也就是要求我們從事機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化行業(yè)的技術(shù)人員掌握機(jī)電一體化技術(shù)的重要性所在。 機(jī)電一體化的關(guān)

3、鍵技術(shù)有：（1）機(jī)械技術(shù)，（2）計(jì)算機(jī)及信息處理技術(shù)，（3）系統(tǒng)技術(shù)，（4）自動(dòng)控制技術(shù)，（5）傳感檢測技術(shù)，（6）侍服傳動(dòng)技術(shù)。在新的歷史背景下，同時(shí)因也是個(gè)知識(shí)爆炸的年代，不管是對祖國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，還是一個(gè)很現(xiàn)實(shí)的問題：對自己將來的發(fā)展，對于掌握、精通這門技術(shù)都尤為的顯得重要。而這次課程設(shè)計(jì)，一方面讓我們從理論到實(shí)踐的一個(gè)聯(lián)系，另一方面也是溫習(xí)和鞏固所學(xué)的專業(yè)知識(shí)特別是單片機(jī)方面的知識(shí)，對于單片機(jī)系統(tǒng)能夠從整體上認(rèn)識(shí)和把握，能夠從整體的高度上根據(jù)實(shí)際需求設(shè)計(jì)出有效的系統(tǒng)。接觸和學(xué)習(xí)一種相當(dāng)有效的電路設(shè)計(jì)軟件PROTEL99，熟悉和了解基本的操作，能夠根據(jù)設(shè)計(jì)需求獨(dú)立設(shè)計(jì)和布局出合理的電路原理

4、圖（SCH）和電路板圖（PCB）。系統(tǒng)化針對實(shí)際問題的解決和設(shè)計(jì)思路，掌握獨(dú)立解決問題的方法，為即將面臨的社會(huì)實(shí)踐打好基礎(chǔ)，都是非常必要的。四、方案論證1、 單片機(jī)控制的液壓油溫檢測系統(tǒng)中，其要檢測的指標(biāo)有油壓和油溫兩個(gè)。油壓的檢測要用壓力傳感器，而油溫的檢測要用溫度傳感器。傳感器一般由敏感元件，轉(zhuǎn)換元件和基本轉(zhuǎn)換電路三部分組成。敏感元件直接感受被測量，并以確定的關(guān)系輸出某一物理量。轉(zhuǎn)換元件將敏感元件輸出的非電物理量轉(zhuǎn)換成電路參數(shù)量。基本轉(zhuǎn)換電路將電路參數(shù)量轉(zhuǎn)換成便于測量的電量。2、 電量通過整流電路的輸出電壓不是理想的平滑直流，而是單方向的脈動(dòng)直流，即除了直流分量以外還有許多交流分量。所以要

5、針對電源的負(fù)載特性選擇合適的濾波電路。濾波電路就是使單向脈動(dòng)直流變成平滑直流的電路，常用電阻，電容和電感組合而成。3、 由于傳感器檢測到的信號經(jīng)整流，濾波放大電路后輸出的是模擬信號，（如電壓，電流，頻率等）。這些信號計(jì)算機(jī)是識(shí)別不了的，所以要進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。A/D轉(zhuǎn)換電路的功能是將連續(xù)變化的模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，以適應(yīng)計(jì)算機(jī)處理。4、 通過A/D轉(zhuǎn)換電路輸出數(shù)字信號，該信號進(jìn)入MCS-51單片機(jī)，通過單片機(jī)來實(shí)現(xiàn)檢測和控制功能。本系統(tǒng)中要控制油溫和油壓，還要在油溫和油壓超過設(shè)定的額定值時(shí)，系統(tǒng)發(fā)出報(bào)警。所以要通過顯示器，鍵盤和報(bào)警電路來實(shí)現(xiàn)。液壓傳感器溫度傳感器濾波、放大電路濾波、 放大電路

6、A/D轉(zhuǎn)換芯片MCS51系列單片機(jī)4*4鍵盤電路報(bào)警電路8位LED顯示其中：1、 液壓壓力傳感器采用油壓傳感器選型為應(yīng)變式壓力傳感器2、 油溫傳感器選型為AD590油溫傳感器。3、 A/D轉(zhuǎn)換芯片采用ADC0809。4、 單片機(jī)采用8031。5、 I/0擴(kuò)展采用8155。6、 鍵盤、顯示接口采用8279。五、 電路分析1、 變壓電源：由于電路電壓為6v，故需把220V交流變成低壓直流，由四個(gè)組成部分:降壓整流濾波穩(wěn)壓。2、油壓、油溫感測及放大電路： 以油壓檢測及放大電路為例，插座J外接一應(yīng)變式壓力、檢測傳感器，插座上的1、2腳將控制板中的+6V及-6V電源引出向傳感器供電，3、4腳為傳感器輸出

7、的差動(dòng)信號。三個(gè)運(yùn)算放大器組成差動(dòng)放大電路，對傳感器輸出信號進(jìn)行放大，其中R36用于調(diào)節(jié)零點(diǎn)，R37用于調(diào)整放大倍數(shù)。油溫檢測系統(tǒng)采用相同系統(tǒng)，兩套系統(tǒng)分別接在AD0809的p01和p06兩個(gè)輸口。2、 A/D轉(zhuǎn)換：ADC0809是典型的8位8通道逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器，CMOS工藝，可實(shí)現(xiàn)8路模數(shù)信號的分時(shí)采集，片內(nèi)有8路模擬選通開關(guān)，以及相應(yīng)的通道地址鎖存用譯碼器電路，其轉(zhuǎn)換時(shí)間為100us左右。IN-7IN-0是模數(shù)輸入通道，ADC0809對輸入信號的電壓要求是05V，若信號過小還需要進(jìn)行放大。另外，模擬輸入量在A/D轉(zhuǎn)換過程中其值不應(yīng)該有變化，對變化快的模擬量，在輸入前應(yīng)增加采樣保持電

8、路，本課題中的油壓及油溫的變化不會(huì)很快，所以不必采用采樣保持電路。A、B、C是地址線，設(shè)置P0.1P0.3口經(jīng)過地址鎖存后接A、B、C地址線。ALE地址鎖存允許信號，A、B、C地址狀態(tài)進(jìn)入地址鎖存器中，由P2.0及WR控制地址鎖存。START轉(zhuǎn)換啟動(dòng)信號，上跳沿時(shí)，所有內(nèi)部寄存器清零，下跳沿時(shí)，開始進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，在轉(zhuǎn)換過程中應(yīng)保持低電平，由P2.0及WR控制轉(zhuǎn)換信號。D7D0數(shù)據(jù)輸出線，和單片機(jī)的P0口直接連接。EOC輸出允許信號，用于控制三態(tài)門。4、單片機(jī)：單片機(jī)采用型號為89cs51，89S51單片機(jī)的內(nèi)部4KB片內(nèi)程序存儲(chǔ)器，128字節(jié)片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，2個(gè)定時(shí)器和1個(gè)全雙工異步串通訊接

9、口。其外部電路包括時(shí)鐘電路和復(fù)位電路。5、外接鍵盤：為了減少鍵盤和單片機(jī)接口時(shí)所占用I/O口線的數(shù)目，此系統(tǒng)采用了串行口控制的鍵盤接口，擴(kuò)展了4×4的行列式鍵盤，用以輸入油壓、油溫的報(bào)警設(shè)定值。采用8255可編程輸入輸出接口芯片，它具有3個(gè)8位的并行I/O口，具有三種工作方式，可通過程序改變其功能。RESET:復(fù)位輸入線，當(dāng)該輸入端外于高電平時(shí)，所有內(nèi)部寄存器（包括控制寄存器）均被清除，所有I/O口均被置成輸入方式。 CS:片選信號線，當(dāng)這個(gè)輸入引腳為低電平時(shí)，表示芯片被選中，允許8155與CPU進(jìn)行通訊。 RD:讀信號線，當(dāng)這個(gè)輸入引腳為低電平時(shí)，允許8155通過數(shù)據(jù)總線向CPU發(fā)

10、送數(shù)據(jù)或狀態(tài)信息，即CPU從8255讀取信息或數(shù)據(jù)。 wR:寫入信號，當(dāng)這個(gè)輸入引腳為低電平時(shí)，允許CPU將數(shù)據(jù)或控制字寫入。6、并行I/0的擴(kuò)展： 單片機(jī)內(nèi)部的硬件電路已基本上構(gòu)成具有基本形式的微機(jī)系統(tǒng)，可以滿足許多控制場合的需要。這些電路包括定時(shí)器、中斷、串行接口、內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、外部程序存儲(chǔ)器等。但為了在應(yīng)用中硬件電路還不夠用，需要在單片機(jī)外增加新的電路（芯片），也就是所謂的擴(kuò)展。本設(shè)計(jì)采用的擴(kuò)展芯片是8155.7、 報(bào)警系統(tǒng)：單片機(jī)的PB4、PB5、PB6引腳通過限流電阻、容與三極管基極相連，三極管的集電極接有報(bào)警器。六、LED顯示電路 系統(tǒng)擴(kuò)展八位共陽極LED靜態(tài)顯示電路，分時(shí)顯示油

11、壓及油溫檢測值。七、電路原理圖轉(zhuǎn)化PCB板 課程設(shè)計(jì)心得體會(huì)經(jīng)過兩周的機(jī)電一體化課程設(shè)計(jì)，我覺得我收獲相當(dāng)大，在這個(gè)實(shí)踐環(huán)節(jié)中學(xué)到了很多知識(shí)，同時(shí)也提高了自身的實(shí)踐能力。在這次機(jī)電一體化課程設(shè)計(jì)中我發(fā)現(xiàn)了很多問題，對于出現(xiàn)的問題，我們就的去翻閱以前的專業(yè)書籍來復(fù)習(xí)，以前學(xué)的大多是理論性極強(qiáng)的東西，而這次卻遇到了一個(gè)實(shí)際的應(yīng)用問題。在課程設(shè)計(jì)開始之前，我就從圖書館找相關(guān)參考資料，當(dāng)在課程設(shè)計(jì)中遇到難以解決的問題的時(shí)候，我會(huì)晚上回宿舍上網(wǎng)查閱問題的解決辦法。在課堂上，我遇到不懂的問題，我會(huì)主動(dòng)和同學(xué)一起探討或請教老師，所有的渠道都在想辦法解決疑問，為的是把問題盡快的解決。實(shí)習(xí)過程中，我深刻地認(rèn)識(shí)到，在運(yùn)用四年所學(xué)的專業(yè)知識(shí)來解決實(shí)際問題時(shí)，卻很難找到突破口。原因就在于我們用在實(shí)踐上的時(shí)間太少了，還不能熟練地將所學(xué)的理論知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際中，還有就是缺乏一個(gè)完整的知識(shí)體系，以前所學(xué)的知識(shí)沒有在學(xué)完之后