測(cè)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法

1、水爐檢測(cè)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)報(bào)告 目 錄：第一章測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)指標(biāo)41.1系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)指標(biāo)41.2系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求4第二章檢測(cè)控制系統(tǒng)方案分析52.1檢測(cè)控制系統(tǒng)分類52.2檢測(cè)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法52.21檢測(cè)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析52.22檢測(cè)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法52.23數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)與選擇82.3數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)方案選擇9第三章控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)103.1 繼電器分類103.2電磁繼電器特點(diǎn)103.3電磁繼電器工作原理103.4電磁繼電器的作用113.5電磁繼電器控制電路設(shè)計(jì)11第四章檢測(cè)與控制系統(tǒng)的的設(shè)計(jì)與調(diào)試124.1元器件的選擇124.2水爐檢測(cè)控制電路系統(tǒng)圖124.3硬件電路設(shè)計(jì)與制作124.31.

2、電橋電路的制作124.32.放大電路的制作14電路的設(shè)計(jì)與制作144.34.繼電器控制電路：164.4軟件程序設(shè)計(jì)與編寫174.41.程序流程圖174.42.主要子函數(shù)：184.5電路的制作與調(diào)試194.51.元器件的焊接：194.52.硬件的調(diào)試19第五章總結(jié)20參考文獻(xiàn)21附表 程序22第一章 測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)指標(biāo)1.1 測(cè)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)指標(biāo)測(cè)量參數(shù)A. 壓力P1：00.8MPa大于0.9MPa報(bào)警和控制B. 溫度T1：090度大于95度報(bào)警和控制C. 水位H：02.0M小于1.2M報(bào)警控制1) 檢測(cè)控制系統(tǒng)系統(tǒng)精度要求小于1.0%2) 測(cè)量采用的兩種記錄方式A. 磁帶記錄方式B. 計(jì)算機(jī)

3、記錄方式3) 采集通道3路（分別測(cè)量3個(gè)參數(shù)）4) 計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集程序系統(tǒng)設(shè)計(jì)語(yǔ)言采用C語(yǔ)言1.2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求1) 測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析，確定最佳設(shè)計(jì)方案：選擇傳感器，放大器，A/D轉(zhuǎn)換器，計(jì)算機(jī) 2) 計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案分析3) 信號(hào)采集程序設(shè)計(jì)與分析，可用C語(yǔ)言4) 計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)精度分析計(jì)算5) 測(cè)試系統(tǒng)要求體積小、穩(wěn)定性、可靠性好第二章 檢測(cè)控制系統(tǒng)方案分析檢測(cè)控制系統(tǒng)在機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，常用于報(bào)警檢測(cè)控制、位置檢測(cè)控制、過(guò)程檢測(cè)控制、實(shí)時(shí)跟蹤檢測(cè)控制、狀態(tài)檢測(cè)控制。由于應(yīng)用場(chǎng)合不同?？刂埔蟮牟煌O(shè)計(jì)所用的傳感器及配套儀表不同，相應(yīng)的檢測(cè)方法、設(shè)計(jì)方案也不同。2.1

4、檢測(cè)控制系統(tǒng)分類1. 按照被控對(duì)象的分類： 開關(guān)量控制； 電機(jī)類工作控制2. 按照控制工作方式分類： 直接控制工作方式； 間接控制工作方式； 實(shí)時(shí)跟蹤控制工作方式3. 按照控制參數(shù)分類： 單路信號(hào)控制； 多參數(shù)信號(hào)控制； 綜合控制方式2.2 檢測(cè)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法2.21檢測(cè)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析檢測(cè)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析是確定檢測(cè)控制系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案的重要部分。根據(jù)所要求的檢測(cè)控制系統(tǒng)的作用、功能、應(yīng)用要求，進(jìn)行全面的分析和研究。制定具體的設(shè)計(jì)方案，應(yīng)考慮要解決的問題。設(shè)計(jì)技術(shù)指標(biāo)的確定 檢測(cè)控制的參數(shù)：壓力、溫度、水位； 檢測(cè)控制精度參數(shù)：小于1.0%； 檢測(cè)控制類型的確定：電機(jī)類工作控制； 檢測(cè)控制系

5、統(tǒng)應(yīng)用條件的設(shè)計(jì)：高溫、高濕； 檢測(cè)控制系統(tǒng)保護(hù)方法：電源保護(hù)、干擾的抑制保護(hù)等； 結(jié)構(gòu)尺寸，安裝尺寸的設(shè)計(jì)。2.22檢測(cè)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法1).檢測(cè)控制傳感器的選擇完成一個(gè)具體的測(cè)試任務(wù)或控制任務(wù)，首相要考慮能用什么原理的傳感器，這需要分析許多因素后才能夠決定。因?yàn)椋獧z測(cè)某種物理量，有多種傳感器選擇使用。在機(jī)電一體化檢測(cè)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮以下具體問題： 傳感器量程的大小 傳感器的體積、允許安裝的位置 安裝方式，接觸式還是非接觸式 信號(hào)的引出方式，有線還是非接觸式測(cè)量檢測(cè)常用的傳感器有電阻式、電阻應(yīng)變式、光電式、電感式、壓阻式、組合式等。在檢測(cè)與控制應(yīng)用中，傳感器量程的選擇，應(yīng)根據(jù)被檢測(cè)的

6、信號(hào)大小確定?？紤]到傳感器的線性使用范圍，檢測(cè)信號(hào)偶然性。所以，選擇傳感器量程應(yīng)留余量。傳感器的頻率響應(yīng)特性必須覆蓋被測(cè)信號(hào)的帶寬，在檢測(cè)信號(hào)頻率范圍內(nèi)保持不失真的測(cè)量條件，實(shí)際上傳感器的響應(yīng)總有一定時(shí)間的延遲，希望延遲時(shí)間越短越好。傳感器在使用一段時(shí)間后，其性能不發(fā)生變化的性質(zhì)稱為穩(wěn)定性。傳感器在不同的環(huán)境和使用條件下其性能不發(fā)生變化的特性稱為可靠性。也就是說(shuō)傳感器必須滿足一定的使用要求，才能正常工作。傳感器的精度是保證整個(gè)系統(tǒng)測(cè)量精度的第一個(gè)重要環(huán)節(jié)，它處于測(cè)量系統(tǒng)的輸入端，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的精度有直接的影響。傳感器的精度越高，價(jià)格越昂貴。應(yīng)在滿足同一測(cè)量目的的許多傳感器中選擇比較便宜和簡(jiǎn)單的。

7、如果測(cè)試是作為定性分析用，屬于相對(duì)比較的類型，選用重復(fù)精度高的類型即可，不宜選用精度高的。如果為了定量分析，必須獲得準(zhǔn)確的測(cè)量值，就需選用精度極高的傳感器?？傊?，根據(jù)具體使用條件，測(cè)量精度要求，選擇響應(yīng)精度的傳感器。綜上，傳感器的選擇原則是： 檢測(cè)傳感器量程； 檢測(cè)傳感器精度應(yīng)小于總體設(shè)計(jì)要求的1/3； 動(dòng)態(tài)響應(yīng)頻率； 傳感器長(zhǎng)期穩(wěn)定性，可靠性好； 傳感器結(jié)構(gòu)尺寸符合總體設(shè)計(jì)要求； 傳感器應(yīng)適合控制應(yīng)用工作環(huán)境條件2). 應(yīng)用放大電路設(shè)計(jì)與選擇根據(jù)傳感器的類型來(lái)選擇放大器的類型電阻型傳感器應(yīng)選用動(dòng)態(tài)電阻應(yīng)變儀，主要有BZ2202系列（手動(dòng)、自動(dòng)：1路、2路）、YE38（KD600）系列、YB系

8、列，一般放大倍數(shù)有01000，頻率為10K150KHz，精度為0.1%0.2%。 壓電式傳感器應(yīng)選用電荷放大器，主要有YEB5850,5007,9013，這些都是超低頻的（0100K） 電感、電容式傳感器 應(yīng)選用對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)用的放大器 熱電偶 應(yīng)選用直流電壓放大器光電式傳感器 應(yīng)選用相應(yīng)的光電轉(zhuǎn)換放大器，根據(jù)具體的檢測(cè)與控制精度要求，選擇響應(yīng)的配套光電放大器，也可以用三極管（9013等）組成開關(guān)電路。設(shè)計(jì)與選擇原則： 選擇配套的放大器，各項(xiàng)性能指標(biāo)滿足設(shè)計(jì)要求； 設(shè)計(jì)應(yīng)用電路，選擇高精度、高穩(wěn)定性元器件進(jìn)行最佳設(shè)計(jì)； 設(shè)計(jì)應(yīng)用電路，必須進(jìn)行性能測(cè)試，可靠性、穩(wěn)定性測(cè)試，按照有關(guān)規(guī)定進(jìn)行全面測(cè)試合格后

9、在應(yīng)用到產(chǎn)品中。3).控制器設(shè)計(jì)與選擇 開關(guān)件繼電器的選擇：工作電壓、控制電壓、控制電流、控制時(shí)間、結(jié)構(gòu)尺寸滿足設(shè)計(jì)要求； 控制電路設(shè)計(jì)與被控對(duì)象匹配； 電機(jī)與驅(qū)動(dòng)器、負(fù)載匹配選擇，滿足系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求。4) 記錄儀選擇方案 磁帶記錄方式由于磁帶具有容量大，存儲(chǔ)時(shí)間長(zhǎng)的特點(diǎn)，因此選用磁帶機(jī)作為一種記錄儀器。磁帶上記錄的是模擬電壓量。 計(jì)算機(jī)記錄方式計(jì)算機(jī)記錄數(shù)字量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，便于數(shù)據(jù)處理分析和長(zhǎng)久保存本課題設(shè)計(jì)選用： 磁帶記錄方式選用TEAK DX2000型磁帶記錄儀，精度：0.2% 計(jì)算機(jī)記錄方式采用程序存盤記錄方式記錄數(shù)據(jù)2.23數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)與選擇數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案主要有以下3種：A.

10、 單片機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)單片機(jī)系統(tǒng)A/D轉(zhuǎn)換器放大器傳感器圖2.1 單片機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)框圖 優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉，使用靈活 缺點(diǎn)：擴(kuò)展性差，存儲(chǔ)、顯示、數(shù)據(jù)處理功能差 應(yīng)用場(chǎng)合：該系統(tǒng)應(yīng)用于航空、航天、兵器、機(jī)電產(chǎn)品中，例如電冰箱、洗衣機(jī)等B. “計(jì)算機(jī)+A/D轉(zhuǎn)換器”型數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)計(jì)算機(jī)A/D轉(zhuǎn)換器放大器傳感器 圖2.2 “計(jì)算機(jī)+A/D轉(zhuǎn)換器”型數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)框圖優(yōu)點(diǎn)：擴(kuò)展性好，價(jià)格適中，測(cè)試通道多缺點(diǎn)：采集程序需自行開發(fā)應(yīng)用場(chǎng)合：常用試驗(yàn)中C. 整機(jī)型數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)放大器動(dòng)態(tài)測(cè)試分析儀傳感器圖2.3 整機(jī)型數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)框圖其中動(dòng)態(tài)測(cè)試分析儀是A/D（或A/D D/A）采集卡，計(jì)算機(jī)和軟件的集

11、合體優(yōu)點(diǎn)：操作方便缺點(diǎn)：價(jià)格高，擴(kuò)展性好應(yīng)用場(chǎng)合：兵器行業(yè)，爆炸測(cè)試中，火箭彈試驗(yàn)中2.3 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)方案選擇分析系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)指標(biāo)可知，水爐檢測(cè)控制系統(tǒng)較簡(jiǎn)單，測(cè)試通道較少（3路），故采用方案1或者方案2能達(dá)到較高的效費(fèi)比。采用單片機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)能夠達(dá)到設(shè)計(jì)要求，實(shí)現(xiàn)測(cè)試系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)顯示，數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)處理分析，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等方面的要求。故本課程設(shè)計(jì)采用A/D轉(zhuǎn)換器放大器傳感器計(jì)算機(jī) 圖2.4. 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)框A/D轉(zhuǎn)換器采用AVR8自帶的A/D模塊，采用磁帶記錄和計(jì)算機(jī)記錄兩種記錄方式。第三章 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 在機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)常用的有電路控制方法、計(jì)算機(jī)控制方法。被控制對(duì)象分為

12、兩大類：各類型的電機(jī)控制。各類類型的開關(guān)量控制。開關(guān)量控制可實(shí)現(xiàn)各種電源的接通或者斷開，實(shí)現(xiàn)報(bào)警控制、狀態(tài)控制等。開關(guān)量控制器件常用的有各種開關(guān)元件，如各種繼電器，各種檢測(cè)控制傳感器開關(guān)等。3.1 繼電器分類1).按照控制輸出通道分類：?jiǎn)温肥?、雙路式、四路式、多路組合式輸出2).按照電磁繼電器工作電壓分類：3V，6V，9V，12V，18V，24V3).按照電磁繼電器觸點(diǎn)控制電壓和電流分類;2A/125V、5A/125V、10A/380V等4).按照工作供電方式分類：直流電壓供電式、交流電壓供電式5).按照工作原理固態(tài)式、電磁式等3.2電磁繼電器特點(diǎn)1).體積小、價(jià)格低、外形美觀、多重安裝形式2

13、).切換電流大、工作電壓大、切換功率達(dá)到2200V/A以上3).工作穩(wěn)定性、可靠性好4).切換控制響應(yīng)時(shí)間短515ms5).切換控制觸點(diǎn)通道多，14路，可擴(kuò)展多路3.3電磁繼電器工作原理電磁繼電器由線圈，磁鐵，觸點(diǎn)組，殼體組成。工作原理：當(dāng)給繼電器線圈輸入直流電壓大于額定工作電壓的80%時(shí)，磁鐵吸合，觸點(diǎn)從開狀態(tài)轉(zhuǎn)換為閉合狀態(tài)，原觸點(diǎn)從閉合轉(zhuǎn)換為開狀態(tài)。當(dāng)輸入電壓小于繼電器額定工作電壓的50%時(shí)，繼電器停止工作。吸合轉(zhuǎn)換時(shí)間取決于工作電壓，工作電壓大，響應(yīng)時(shí)間短。當(dāng)增加1V電壓時(shí)，吸合時(shí)間減小23ms.3.4電磁繼電器的作用1).多路信號(hào)同步控制，分別工作2).電子設(shè)備保護(hù)控制3).小信號(hào)控制

14、高電壓信號(hào)輸出4).多參數(shù)多路分時(shí)控制3.5電磁繼電器控制電路設(shè)計(jì)可分為手動(dòng)控制電路設(shè)計(jì)和小信號(hào)控制電路設(shè)計(jì)。本課題采用小信號(hào)控制電路。在計(jì)算機(jī)輸出信號(hào)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，在同步信號(hào)分別輸出控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，為了實(shí)現(xiàn)小信號(hào)控制電路達(dá)到控制大電壓信號(hào)，分別同時(shí)輸出雙電壓信號(hào)的要求。常采用電路控制繼電器工作來(lái)完成?？刂菩盘?hào)可以是計(jì)算機(jī)控制板中的D/A輸出的小信號(hào)，也可以是8255輸出的I/O小電壓信號(hào)，采用光信號(hào)或其他檢測(cè)信號(hào)均可實(shí)現(xiàn)控制作用，如下圖 ：圖3.1 小信號(hào)控制電路圖第四章 檢測(cè)與控制系統(tǒng)的的設(shè)計(jì)與調(diào)試4.1 元器件的選擇1.壓力傳感器選擇型號(hào)PT123（UYY1、ZQY），精度0.1%，量

15、程1.5MPa2.溫度傳感器選擇鉑電阻傳感器，量程0150度，傳感器電阻3.放大器選擇Op07，精度0.1%，供電電壓4.數(shù)字電壓表選擇DT405B，41/2數(shù)字壓力表，精度小于0.1%5.報(bào)警器選擇KZY1型6.液體電流閥選擇YK2K2型7.單片機(jī)選擇自帶A/D的AVR8單片機(jī)4.2 水爐檢測(cè)控制電路系統(tǒng)圖4 1/2 數(shù)字表報(bào)警器OP07放大電路PT123鉑電阻傳感器電磁閥AVR8+繼電器 圖4.1檢測(cè)控制系統(tǒng)4.3 硬件電路設(shè)計(jì)與制作4.31.電橋電路的制作在檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，當(dāng)選擇應(yīng)變式傳感器時(shí)，若配備相應(yīng)的動(dòng)態(tài)電阻應(yīng)變儀，該儀器輸入設(shè)計(jì)為電橋電路式，可利用電橋電路調(diào)零，解決應(yīng)變式傳感器在

16、生產(chǎn)制作中存在的零點(diǎn)輸出電壓。當(dāng)配備一般的電壓放大器時(shí)，該儀器無(wú)調(diào)零功能，若傳感器零點(diǎn)輸出電壓較大時(shí)，直接影響到檢測(cè)精度。故必須設(shè)計(jì)電橋調(diào)零電路，解決傳感器電橋電阻不相同的問題。如下圖4.2： 圖4.2電橋電路 先確定電橋的輸出電壓 計(jì)算電橋電阻R值和其他參數(shù)如下式： ，電橋調(diào)零電位器電阻。式中傳感器最大電阻變化量 檢測(cè)輸出電壓 U 電橋工作電壓 傳感器電阻串聯(lián)配橋電阻 選擇配橋電阻，精度小于0.1%由鉑電阻傳感器參數(shù)可知，傳感器電阻為100，傳感器最大電阻變化量為38.4，檢測(cè)輸出電壓為0.1V，可得R=1152 =1052R5=2304 =104.32.放大電路的制作Op07芯片是一種低噪

17、聲，非斬波零穩(wěn)的雙極性運(yùn)算放大器集成電路。由于OP07具有非常低的輸入失調(diào)電壓（對(duì)于OP07A最大為26uV）,所以O(shè)P07在很多應(yīng)用場(chǎng)合不需要額外的調(diào)零措施。OP07同時(shí)具有輸入偏置電流低（OP07A為2nA）和開環(huán)增益高（對(duì)于OP07A為300V/mV）的特點(diǎn)，這種低失調(diào)、高開環(huán)增益的特定使得OP07特別適用于高增益的測(cè)量設(shè)備和放大傳感器的微弱信號(hào)等方面。特點(diǎn)：超低偏移：150uV 最大低輸入偏置電流：1.8nA低失調(diào)電壓漂移：0.5uV/度超穩(wěn)定，時(shí)間：2uV/month 最大高電源電壓范圍：3V至22V 4.3管腳圖其中：D1、D2為電源誤接保護(hù) C1、C2為濾除高低頻干擾引腳2,3為

18、電橋電路輸出電壓接入端6腳為信號(hào)輸出端Rw為調(diào)零電阻，取值20Rf為100R為1 4.4放大器電路 4.33.AVR電路的設(shè)計(jì)與制作1).AVR單片機(jī)的特點(diǎn)AVR單片機(jī)吸取了PIC及8051單片機(jī)的優(yōu)點(diǎn)，具有如下優(yōu)點(diǎn)：高性能，采用精簡(jiǎn)指令集CPU（RISC），32個(gè)通用寄存器，克服了8051等CISC結(jié)構(gòu)存在的指令系統(tǒng)不等長(zhǎng)，指令數(shù)多，CPU利用率低，執(zhí)行速度慢等缺點(diǎn)，指令的執(zhí)行速度最開可以達(dá)到20MHz。包含豐富的外設(shè)，如定時(shí)器、A/D轉(zhuǎn)換器、PWM和片內(nèi)振蕩器等。工作電壓范圍寬，工作電壓在1.86V之間，電源抗干擾能力強(qiáng)。低功耗，具有六種休眠模式，能夠從低功耗模式迅速喚醒。端口具有較強(qiáng)的負(fù)

19、載能力，灌電流可達(dá)1020mA或40mA（單一輸出），可以直接驅(qū)動(dòng)LED、SSR或繼電器。有豐富的中斷向量，有34個(gè)中斷源，不同的中斷向量的入口地址不一樣，可以快速響應(yīng)。USART不占用定時(shí)器，采用獨(dú)特的波特率發(fā)生器。有SPI傳輸功能。晶振可以工作在一般標(biāo)準(zhǔn)整數(shù)頻率，而波特率可達(dá)576kb/s. 45引腳圖本課題直接利用AVR單片機(jī)的A/D，同時(shí)利用USART，通過(guò)RS232接口與上位機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的調(diào)試與檢測(cè)。AVR電路圖如下： 4.6 AVR8最小系統(tǒng)電路其中P1為下載線端口R1，S1，C6構(gòu)成復(fù)位電路C11，C12，XTAl構(gòu)成晶振時(shí)鐘電路C7，C9，C8，C10構(gòu)成電源濾波電

20、路本課題A/D參考電壓采用內(nèi)部電源，故AREF通過(guò)濾波電容接地利用單片機(jī)自身的USART，可通過(guò)RS232接口與上位機(jī)通信，具體電路見下圖4.7： 圖4.7串口通信電路其中，max232為電平轉(zhuǎn)換芯片由于整個(gè)測(cè)控系統(tǒng)的供電加壓為12V，而單片機(jī)電路的供電電壓為5V，為簡(jiǎn)化系統(tǒng)，可采用電平轉(zhuǎn)換芯片，具體電路見下圖4.8： 圖4.8 電平轉(zhuǎn)換電路4.34.繼電器控制電路：采用小信號(hào)控制大電壓電路，具體見下圖4.9： 圖4.9 控制電路4.4 軟件程序設(shè)計(jì)與編寫4.41.程序流程圖4.10開始A/D初始化USART初始化開始一次采樣記錄、顯示大于預(yù)定值？NOYes報(bào)警、驅(qū)動(dòng)繼電器 圖4.10程序流程

21、圖4.42.主要子函數(shù)： 1).A/D 采樣子函數(shù) /*ADC采樣初始化，分辨率256*/void ADC_init(void) ADMUX=0x60 ; /參考電壓采用AVCC，左對(duì)齊，通道0 ADCSRA=0x8D ; /使能，未開時(shí)轉(zhuǎn)換，開中斷，32分頻/*ADC采樣函數(shù)，選擇通道*/unsigned char ADC_red(unsigned char ch) unsigned char adval ; ADMUX=0x60|ch ; /參考電壓采用AVCC，左對(duì)齊，通道0,選擇通道ch ADCSRA=0xCD ; /使能，開始轉(zhuǎn)換，開中斷，32分頻 while(!(ADCSRA&am

22、p;(1<<ADIF) ; /等待轉(zhuǎn)換完成 adval=ADCH; ADCSRA&=(1<<ADIF); /清轉(zhuǎn)換完成標(biāo)志 ADCSRA&=(1<<ADEN); /關(guān)閉轉(zhuǎn)換 return adval;2)USART子函數(shù)/*USART初始化*/void USART_init(void) UCSRB=0x18; /接受發(fā)送使能，8位字長(zhǎng) UCSRC=0x86; /異步，無(wú)校驗(yàn)，1位停止位，8位字長(zhǎng)? UBRRH=0x00; UBRRL=baud; /8M晶振，波特率=38.4K /*USART傳送數(shù)據(jù)*/ void USART_put_char

23、(char c) while( !(UCSRA & (1<<UDRE);UDR=c;4.5電路的制作與調(diào)試按照設(shè)計(jì)好的硬件電路，在PCb板上進(jìn)行制作與調(diào)試。4.51.元器件的焊接： 焊接原則：由低到高，化零為整 安排好布局后，將散熱片與三端穩(wěn)壓片用螺釘連接，先焊接最矮的電阻，電容，腳座，二極管，然后焊接電位器、三端穩(wěn)壓片，LED燈，電解電容等。注意區(qū)分LED燈、電解電容、二極管的正負(fù)極。注意腳座的方向。4.52.硬件的調(diào)試1) 不帶電檢測(cè)按照電路圖檢查是否有焊接錯(cuò)誤，如果沒有焊接錯(cuò)誤，再檢查是否有虛焊、連焊現(xiàn)象，并及時(shí)糾正；可用萬(wàn)用表蜂鳴器檔檢測(cè)是否有短路現(xiàn)象存在，若蜂鳴器

24、響，則應(yīng)檢查短路發(fā)生原因。2) 帶電不帶芯片檢測(cè)在不帶電檢測(cè)正常的前提下，接通電源，用萬(wàn)用表的電壓檔測(cè)量供電電壓是否正常，檢測(cè)芯片腳座電壓是否正常。如果出現(xiàn)不正常現(xiàn)象，應(yīng)及時(shí)斷電，分析故障發(fā)生原因并及時(shí)改正。3)帶電帶芯片檢測(cè)。在帶電不帶芯片檢測(cè)正常的前提下，安裝上芯片，接通電源，用手感覺是否有嚴(yán)重發(fā)熱的芯片，若有，馬上斷開電源，檢查錯(cuò)誤原因。4)電路的調(diào)試在以上各步檢測(cè)均正常后，接通電源，先進(jìn)行調(diào)零。首先是電橋調(diào)零，然后是放大器電路調(diào)零。完成后，用示波器或萬(wàn)用表檢測(cè)輸出電壓與理論計(jì)算值比較，在誤差允許范圍內(nèi)，將信號(hào)送入單片機(jī)進(jìn)行處理，調(diào)試軟件程序。第五章 總結(jié)課程設(shè)計(jì)是大學(xué)本科學(xué)生學(xué)完基礎(chǔ)課

25、和專業(yè)基礎(chǔ)課后進(jìn)行的一次實(shí)踐，旨在開拓我們的視野，增強(qiáng)專業(yè)意識(shí)，鞏固和理解專業(yè)課程，它是不同于理論學(xué)習(xí)，課程設(shè)計(jì)是更注重實(shí)際應(yīng)用，與生產(chǎn)生活更加接近。本次課程設(shè)計(jì)是以測(cè)試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)為主線。作為畢業(yè)實(shí)習(xí)的一個(gè)很好補(bǔ)充，課程設(shè)計(jì)是將以往學(xué)過(guò)知識(shí)的一次綜合運(yùn)用，是將測(cè)試技術(shù)、機(jī)械技術(shù)、傳感器技術(shù)、電子技術(shù)、控制技術(shù)、信息與計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合，設(shè)計(jì)出各種各樣的機(jī)電一體化系統(tǒng)及設(shè)備，是對(duì)學(xué)生綜合運(yùn)用能力的一次很好鍛煉。作為一名探測(cè)制導(dǎo)與控制技術(shù)也就是測(cè)控技術(shù)專業(yè)的學(xué)生，這次課程設(shè)計(jì)很好的鍛煉了自己運(yùn)用交叉學(xué)科知識(shí)的能力，也為以后參加工作奠定了一定基礎(chǔ)。 這次課程設(shè)計(jì)最大的感受是理論與實(shí)際應(yīng)用的差別。在理論

26、學(xué)習(xí)時(shí)，我們所接觸的數(shù)據(jù)、參數(shù)、指標(biāo)都是理想化的，所得的結(jié)果全是嚴(yán)格的理論值，對(duì)于電路大部分是采用等效。而且在學(xué)習(xí)時(shí)，大部分都是在講理論，很少講到如何在實(shí)際中應(yīng)用，例如學(xué)習(xí)微機(jī)原理時(shí)只是學(xué)習(xí)了小信號(hào)的控制，而在實(shí)際產(chǎn)品中都是用大電壓進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，這就造成了理論與實(shí)際應(yīng)用的脫節(jié)；又如模擬電子技術(shù)中的電路都是等效的，很少講到如何根據(jù)需要設(shè)計(jì)電路，更不會(huì)講到各種各樣的電路保護(hù)、防干擾措施。通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，我系統(tǒng)的學(xué)習(xí)了測(cè)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法及電路保護(hù)、防干擾措施，結(jié)合學(xué)習(xí)過(guò)的測(cè)試技術(shù)一書，對(duì)如何通過(guò)小信號(hào)控制大電壓，放大電路的設(shè)計(jì)、聲波電路的設(shè)計(jì)、測(cè)控電路的設(shè)計(jì)、信號(hào)源的設(shè)計(jì)、電壓/頻率轉(zhuǎn)換電路設(shè)計(jì)、多路

27、信號(hào)控制電路設(shè)計(jì)有了更深刻的認(rèn)識(shí)，學(xué)會(huì)了檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法、測(cè)試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法、電機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法、單片機(jī)測(cè)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法、采集程序的設(shè)計(jì)方法。學(xué)到了更多書本上見不到，但實(shí)際應(yīng)用中經(jīng)常需要的知識(shí)。特別是實(shí)際動(dòng)手操作制作了電橋電路、放大器電路、溫度檢測(cè)電路，對(duì)于焊接，調(diào)試有了更深刻的認(rèn)識(shí)。拿電橋電路來(lái)說(shuō)，看似簡(jiǎn)單，但是數(shù)據(jù)計(jì)算、調(diào)零、電壓正負(fù)極都是需要考慮的東西，這些在看書時(shí)很可能是一掠而過(guò)，只有在實(shí)際動(dòng)手時(shí)菜能感覺到很多細(xì)節(jié)的重要性。 對(duì)于這次課程設(shè)計(jì)我感到很滿意，自己真正學(xué)到了一些東西，這兩周是有收獲的，也非常感謝學(xué)院以及張老師的辛勤工作。結(jié)合自己的經(jīng)歷，我認(rèn)為課程設(shè)計(jì)還可以從一下方面

28、進(jìn)行改進(jìn)：1.增加焊接培訓(xùn)環(huán)節(jié) 在實(shí)際制作中，很多同學(xué)都是第一次運(yùn)用烙鐵，也不知道什么算是焊接的好，怎樣避免虛焊、如何脫焊等，希望學(xué)院及老師可以在課程設(shè)計(jì)中加入焊接培訓(xùn)環(huán)節(jié)；2.增加實(shí)際動(dòng)手機(jī)會(huì) 課程設(shè)計(jì)對(duì)于大部分同學(xué)來(lái)說(shuō)都是第一次進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室完成一項(xiàng)設(shè)計(jì)，面對(duì)這個(gè)任務(wù)有點(diǎn)不知所措，建議學(xué)院及老師將課程設(shè)計(jì)分解，讓大家先做其中的一小單元，如放大器模塊，逐步完善自己的課程設(shè)計(jì)，這樣可能會(huì)花費(fèi)更多的時(shí)間，但是大家也會(huì)收獲更多。再次感謝張老師的辛勤工作以及學(xué)院為我們提供良好的實(shí)驗(yàn)室環(huán)境。 參考文獻(xiàn)【1】張訓(xùn)文，機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用，北京：北京理工大學(xué)出版社【2】張訓(xùn)文，測(cè)試技術(shù)講義【3】張訓(xùn)文，單片機(jī)講義【4】張建民，機(jī)電一體化設(shè)計(jì)，北京：北京理工大學(xué)出版社【5】李泓，AVR單片機(jī)入門與實(shí)踐，北京：北京航空航天大學(xué)出版社【6】op07數(shù)據(jù)手冊(cè)【7】ATMEGA8數(shù)據(jù)手冊(cè)附表 程序/*水爐檢測(cè)控制系統(tǒng)（溫度的控制）平臺(tái)：atmega8時(shí)間：2011-9-7時(shí)鐘：8M內(nèi)部RC-5v單片機(jī)的AD參考電壓;AVCC通過(guò)LC網(wǎng)絡(luò)與數(shù)字電源VCC相連 默認(rèn)量程： 精度：8位分頻系數(shù)：32，采樣時(shí)