傳感與檢測技術(shù)課程方案實(shí)施方案

1、傳感與檢測技術(shù)課程設(shè)計(jì)實(shí)施方案、目的：傳感與檢測技術(shù)課程設(shè)計(jì)包括傳感與檢測技術(shù)的實(shí)驗(yàn)及課程設(shè)計(jì)部分，利 用單片機(jī)課程設(shè)計(jì)制作的開發(fā)板作為控制平臺，然后在配合我們在本課程設(shè)計(jì) 中發(fā)給大家的傳感器電路板及 A/D、D/A 電路板來完成規(guī)定的任務(wù)，這樣既有效 利用了我們大家手頭上的資源，也對所學(xué)的知識達(dá)到了系統(tǒng)的實(shí)踐練習(xí)。系統(tǒng) 的架構(gòu)如圖 1 所示。圖 1 傳感與檢測技術(shù)課設(shè)系統(tǒng)的架構(gòu)本次課程設(shè)計(jì)要求每一小組用下面題目中的一個或幾個再配合單片機(jī)課程 設(shè)計(jì)的開發(fā)板設(shè)計(jì)一個測控軟硬件系統(tǒng)，用所提供的元器件搭建硬件電路，編 寫程序語言，實(shí)現(xiàn)題目中所要求的功能。并填寫好課程設(shè)計(jì)報告書。本次課程 設(shè)計(jì)的目的在

2、于使學(xué)生對傳感與檢測技術(shù)所講的測控系統(tǒng)有更進(jìn)一步的認(rèn) 識、理解，對學(xué)生進(jìn)行實(shí)際操作訓(xùn)練，讓其用所學(xué)的傳感與檢測技術(shù)知 識，根據(jù)所發(fā)的各種傳感器、 A/D 、D/A 芯片和單片機(jī)開發(fā)板，自己動手設(shè)計(jì) 一個測控系統(tǒng)，并調(diào)試成功。通過這次課程設(shè)計(jì)，要求學(xué)生進(jìn)一步掌握傳感與 檢測技術(shù)的知識，并在實(shí)踐中深入的學(xué)習(xí)。二、對學(xué)生的要求： 首先，系領(lǐng)導(dǎo)組織在設(shè)計(jì)期間對課程設(shè)計(jì)進(jìn)行抽查考勤。學(xué)生應(yīng)遵守實(shí)驗(yàn)室的 組織管理和課程設(shè)計(jì)的要求，不遲到，不曠課，有事情要請假，在實(shí)驗(yàn)室不許 大聲喧嘩要維持好上課紀(jì)律：其次要作好以下工作：1. 查找光電傳感器，霍爾傳感器，溫度傳感器，光敏器件、ADC DAC勺資料。2 設(shè)計(jì)光

3、電測控、霍爾測控、溫度采集、光照度檢測或數(shù)據(jù)采集的電路圖。3 根據(jù)選取的方案和單片機(jī)開發(fā)板結(jié)合，進(jìn)行有效的資源分配并設(shè)計(jì)具體的 應(yīng)用電路。4 利用匯編或 C 語言設(shè)計(jì)項(xiàng)目。5 通過編程和調(diào)試等技術(shù)手段完成課程設(shè)計(jì)任務(wù)書上實(shí)驗(yàn)部分的要求6 通過編程和調(diào)試等技術(shù)手段完成課程設(shè)計(jì)的任務(wù)，即一個綜合的課題。7 對設(shè)計(jì)的系統(tǒng)進(jìn)行測試，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)。8 撰寫實(shí)驗(yàn)報告及課程設(shè)計(jì)報告。三、課程設(shè)計(jì)的要求：實(shí)驗(yàn)部分：實(shí)驗(yàn)部分包括有以下基本實(shí)驗(yàn)，分別是：1、光敏電阻實(shí)驗(yàn) 主要內(nèi)容：用萬用表測試光敏電阻的亮電阻、暗電阻以及光敏電阻在不同 光照度下的阻值，根據(jù)這些參數(shù)繪制出光敏電阻的光照特性曲線。2、紅外光電傳感器實(shí)驗(yàn)

4、主要內(nèi)容：傳感器電路板上的紅外光電傳感器是反射式發(fā)射接收一體化紅 外光電傳感器，當(dāng)有淺色障礙物遮擋時傳感器輸出信號會發(fā)生變化，可以 通過電路板上的LED指示進(jìn)行觀測，可以測量轉(zhuǎn)速、位置等變化量。實(shí)驗(yàn) 時可以通過萬用表和示波器來測量傳感器的參數(shù)和性能，記錄這些參數(shù)并 通過分析可以對紅外光電器件有一個直觀的認(rèn)識，也可以把它的輸出直接 送給單片機(jī)開發(fā)板，通過單片機(jī)進(jìn)行對象的測量和控制。3、霍爾傳感器實(shí)驗(yàn)主要內(nèi)容：傳感器電路板上的霍爾傳感器是美國霍尼韋爾公司的A3144或A44E屬于開光型霍爾傳感器，輸出為 0C形式，和UGC3O20吉構(gòu)一樣， 但驅(qū)動電流更大，可以達(dá)到200MA可以直接驅(qū)動繼電器控制

5、大功率負(fù)載。 前端主要是通過測量磁場來檢測一些物理量，如：轉(zhuǎn)速，位置等。實(shí)驗(yàn)時 通過萬用表的測量來記錄霍爾傳感器的性能參數(shù)，也可以把它的輸出直接 送給單片機(jī)開發(fā)板，通過單片機(jī)進(jìn)行對象的測量和控制。4、串行 A/D 實(shí)驗(yàn)主要內(nèi)容：A/D、D/A板電路板上的A/D轉(zhuǎn)換器是兩線式串行8位ADC 是一種新型器件，硬件連接電路幾乎精簡到最少了，無需附加任何電路 原件，實(shí)驗(yàn)要求和單片機(jī)開發(fā)板配合，通過單片機(jī)開發(fā)板的硬件資源和 軟件資源對其進(jìn)行控制，采集模擬量，并把這個模擬量在開發(fā)板上的顯 示電路顯示出來。 這個模擬量可以是任意的，也可以是傳感器輸出的，比如：光敏電阻的輸出）5、并行 D/A 實(shí)驗(yàn)主要內(nèi)容：

6、A/D、D/A板電路板上的D/A轉(zhuǎn)換器是一種典型的并行8位 DAC即DAC0832結(jié)構(gòu)是逐次逼近型，內(nèi)部含兩級鎖存器，可以有三種工 作方式，實(shí)驗(yàn)要求和單片機(jī)開發(fā)板配合，通過單片機(jī)開發(fā)板上的硬件資源 和軟件資源對其進(jìn)行控制，單片價內(nèi)部的數(shù)字量可以通過顯示電路直接顯 示出來，通過測量DAC俞出的模擬量來對兩者進(jìn)行對比，看是否一致，也 可以通過單片機(jī)編程控制DAC俞出正弦波、三角波、鋸齒波、梯形波等信 號，通過對DAC的應(yīng)用，了解DAC的特性。6、1WIRE總線集成溫度傳感器一18B20實(shí)驗(yàn)主要內(nèi)容：參考資料中的18B20的DATASHEET把傳感器和開發(fā)板連接起 來，當(dāng)然此硬件是最簡單的了，只有三

7、條線 不用說也知道是哪三條 吧？），然后測量出溫度值，精確到 0.5 度即可，當(dāng)然您也可以做更高精 度的程序，一秒鐘刷新一次顯示溫度值；在此基礎(chǔ)上，可以再做溫度報警 功能，可以預(yù)設(shè)包括溫度上限超值報警和溫度下限超值報警，這個可能對 您來說也不難，但是我們再進(jìn)一步，要求掉電之后溫度報警上下限的設(shè)定 值永不丟失，這個該怎么做哪？其實(shí)也不難，想想吧！ 課程設(shè)計(jì)部分：課程設(shè)計(jì)部分要完成的任務(wù)是一個綜合的題目，即把前面的五個實(shí)驗(yàn)中的 幾個有機(jī)結(jié)合起來，構(gòu)成一個開環(huán)或者閉環(huán)的測控系統(tǒng)，體現(xiàn)出傳感器、 ADC DAC和微控制器的應(yīng)用，同時這個過程也是創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，我們 不要求特定的題目，大家發(fā)展更多的思路

8、，更多的方案；如果真的沒有思 路，見下面我推薦的方案：方案1、用光敏電阻測量光照強(qiáng)度，然后通過 ADC轉(zhuǎn)換成數(shù)字量后，用0 100的級別在單片機(jī)開發(fā)板上把照度顯示出來。方案2、在方案一的基礎(chǔ)上，用 DAC來控制一個LED實(shí)現(xiàn)光線越弱LED發(fā) 光越亮，光線越強(qiáng)LED發(fā)光越弱。方案 3、用紅外光電傳感器或者霍爾傳感器測量出小風(fēng)扇或者小電機(jī)的轉(zhuǎn) 速，然后在單片機(jī)開發(fā)板上顯示出來，單位是 xx/min 。方案 4、在方案 3 的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步控制電動機(jī)或者小風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速，可以通 過開發(fā)板上的按鍵調(diào)整轉(zhuǎn)速，增加或者降低轉(zhuǎn)速，也可以直接設(shè)定轉(zhuǎn) 速，達(dá)到恒轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)控制。方案 5：在方案一或者方案二的基礎(chǔ)上，實(shí)

9、現(xiàn)環(huán)境光照度改變時，電動機(jī)的 轉(zhuǎn)速也隨著改變，環(huán)境光越亮電機(jī)轉(zhuǎn)速越高，并且用傳感器測量出即時 速度，并在單片機(jī)開發(fā)板上顯示出來，在這些過程中，電機(jī)的轉(zhuǎn)向和轉(zhuǎn) 速也可以通鍵盤進(jìn)行手工調(diào)節(jié)，或者直接輸入速度值進(jìn)行手工的預(yù)置， 當(dāng)然這樣的調(diào)速是都是閉環(huán)調(diào)節(jié)過程，應(yīng)該比較準(zhǔn)確地鎖定在預(yù)置轉(zhuǎn)速 上。方案6:在方案五的基礎(chǔ)上把光照度改成溫度，用18B20測出的溫度值來代替光照度，實(shí)現(xiàn)溫度越高電機(jī)轉(zhuǎn)速也越高，溫度越低電機(jī)轉(zhuǎn)速也越低， 其它功能雷同。方案7:在以上的要求中加入PID調(diào)節(jié)，或者其它的好的想法，甚至可以天馬行空地想一些更好的方案！往屆案例：往屆學(xué)生做的案例效果很好，下面的就是一個往屆學(xué)生做的案例，

10、其中我們看到的主要電路有：1、單片機(jī)開發(fā)板2、電源接口模塊3、AD,DA 模塊3、傳感器模塊4、電機(jī)驅(qū)動電路；實(shí)現(xiàn)的主要功能是在 LCD液晶上和 數(shù)碼管上同時顯示出直流電機(jī)風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速、環(huán)境光的照度、當(dāng)前的溫度等 信息，并且風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速可以隨著溫度或環(huán)境光的強(qiáng)弱線性增長當(dāng)環(huán)境光全暗時停轉(zhuǎn)），也可以用單片機(jī)開發(fā)板上的鍵盤控制，具體控制功能有、速 度加、速度減、停轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、也可以直接輸入預(yù)設(shè)速度值，如下圖所示：圖2傳感與檢測技術(shù)課設(shè)往屆案例四、步驟:1、查閱教師制定的傳感器、芯片的資料，確定系統(tǒng)的方案。2、畫出所設(shè)計(jì)電路系統(tǒng)方框圖和原理圖，掌握系統(tǒng)的工作原理，并對系統(tǒng)工 作過程進(jìn)行文字性描述。3、對系

11、統(tǒng)進(jìn)行軟硬件資源分配及優(yōu)化組合。4、認(rèn)真列出元件明細(xì)報表，注明所選元件標(biāo)號、型號、數(shù)量、標(biāo)稱值、元件 封裝及相關(guān)參數(shù)填報告。5:設(shè)計(jì)程序流程圖和C或匯編原語言程序并調(diào)試軟件。6、下載程序至系統(tǒng)板，進(jìn)行軟硬件綜合調(diào)試。7:記錄各個環(huán)節(jié)的問題、心得和測試參數(shù)。8:認(rèn)真完成課程設(shè)計(jì)報告。五、指導(dǎo)教師：徐源曹原六、課程設(shè)計(jì)成績考核及時間地點(diǎn)安排：教師組織考核，對每個學(xué)生做出評語，成績可按：優(yōu)、良、中、及格、不 及格分為五等。教師通過設(shè)計(jì)答辯或經(jīng)驗(yàn)交流形式，了解學(xué)生設(shè)計(jì)水平。根據(jù)學(xué)生電路基 本知識掌握的程度，嵌入式最小系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)和軟硬件綜合設(shè)計(jì)與調(diào)試能力， 整機(jī)的調(diào)試、維修，獨(dú)立分析解決問題的能力和創(chuàng)新精神，課程設(shè)計(jì)總結(jié)報告 的書寫評定成績。每個課程設(shè)計(jì)的最后一周的周五進(jìn)行答辯，其中每一部分所占總成績的比 例及時間安排如下：總成績的比例：考勤30%操作40%報告30%時間：12-13周1:查找資料并設(shè)計(jì)系統(tǒng)電路原理圖。2天）2:設(shè)計(jì)程序結(jié)構(gòu)并畫出程