風(fēng)速風(fēng)向測(cè)試儀

探※※※※※※※※探 2008級(jí) 探：測(cè)試技術(shù)課程設(shè)計(jì)：tK tK孤※※※※※※※※測(cè)試技術(shù)課程設(shè)計(jì)報(bào)告書(shū)姓名學(xué)號(hào)院、系、部 電氣系專(zhuān)業(yè) 自動(dòng)化石家莊鐵道大學(xué)四方學(xué)院一程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū) 錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。二概述 TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"2.1系統(tǒng)組成框圖 2\o"CurrentDocument"2.2傳感器工作原理 3\o"CurrentDocument"三風(fēng)速風(fēng)向儀的硬件設(shè)計(jì) 4\o"CurrentDocument"四風(fēng)速風(fēng)向儀的軟件設(shè)計(jì) 5\o"CurrentDocument"4.1風(fēng)速測(cè)量程序設(shè)計(jì) 54.2風(fēng)向測(cè)量程序設(shè)計(jì) 5\o"CurrentDocument"4.3風(fēng)速測(cè)量C語(yǔ)言設(shè)計(jì) 6五設(shè)計(jì)總結(jié) 13\o"CurrentDocument"六參考文獻(xiàn) 14-課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)風(fēng)速風(fēng)向測(cè)量是氣象監(jiān)測(cè)的重要組成部分，測(cè)量風(fēng)速風(fēng)向?qū)θ祟?lèi)更好地研究及利用風(fēng)能和改善生活生產(chǎn)有積極的影響。1?1主要內(nèi)容設(shè)計(jì)制作風(fēng)速風(fēng)向測(cè)試儀：.風(fēng)速傳感器的感應(yīng)元件是三杯風(fēng)速組件，由三個(gè)碳纖維風(fēng)杯和杯架組成。轉(zhuǎn)換器為多齒轉(zhuǎn)杯和狹縫光耦。當(dāng)風(fēng)杯受水平風(fēng)力作用而旋轉(zhuǎn)時(shí)，通過(guò)軸轉(zhuǎn)杯在狹縫光耦中的轉(zhuǎn)動(dòng)，輸出頻率的信號(hào)。.風(fēng)向傳感器的變換器為碼盤(pán)和光電組件。當(dāng)風(fēng)標(biāo)隨風(fēng)向變化而轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，通過(guò)軸帶動(dòng)碼盤(pán)在光電組件縫隙中的轉(zhuǎn)動(dòng)。產(chǎn)生的光電信號(hào)對(duì)應(yīng)當(dāng)時(shí)風(fēng)向的格雷碼輸出。1.2基本要求.實(shí)現(xiàn)基本功能.完成3000字設(shè)計(jì)報(bào)告.發(fā)揮部分，設(shè)計(jì)信號(hào)采集顯示部分，完成信號(hào)傳輸。1?3主要技術(shù)指標(biāo)（或研究方法）測(cè)量范圍0?70m/s0?360°精度土（0.3+0.03V）m/s±6°（±3°）最大回轉(zhuǎn)半徑90mm365mm分辨率0.1m/s5.6°（2.8°）起動(dòng)風(fēng)速W0.5m/sW0.5m/s輸出形式方波6位（7位）碼（或電壓）工作電壓5V?12V5V?12V工作電流10mA20mA（或2?3mA）工作環(huán)境溫度-60°C?50°C濕度W100%RH溫度-60°C?50°C濕度W100%RH1.4應(yīng)收集的資料及參考文獻(xiàn)三杯風(fēng)速組件組成。狹縫光耦應(yīng)用格雷碼原理計(jì)數(shù)算法單元二.概述2.1系統(tǒng)組成框圖輸入輸出模塊通信模塊該風(fēng)速風(fēng)向測(cè)量系統(tǒng)主要由電源模塊，主控制模塊，輸入輸出模塊和通信模塊塊，4部分構(gòu)成。硬件電路示意圖如圖1所示輸入輸出模塊通信模塊/I rx電源模塊<)7 v_ WeeQ皿續(xù)庫(kù)主控制模塊(MCU)2.2傳感器工作原理風(fēng)速傳感器的感應(yīng)組件為三杯式風(fēng)杯組件，當(dāng)風(fēng)速大于0.4m/s時(shí)就產(chǎn)生旋轉(zhuǎn),信號(hào)變換電路為霍爾集成電路。在水平風(fēng)力驅(qū)動(dòng)下風(fēng)杯組旋轉(zhuǎn)，通過(guò)主軸帶動(dòng)磁棒盤(pán)旋轉(zhuǎn)，其上的數(shù)十只小磁體形成若干個(gè)旋轉(zhuǎn)的磁場(chǎng)，通過(guò)霍爾磁敏元件感應(yīng)出脈沖信號(hào)，其頻率隨風(fēng)速的增大而線性增加。計(jì)算公式:V=0.1F。V:風(fēng)速,單位:m/s;F:脈沖頻率,單位:Hz風(fēng)向傳感器的感應(yīng)組件為前端裝有輔助標(biāo)板的單板式風(fēng)向標(biāo)。角度變換采用的是七位格雷碼光電碼盤(pán)。當(dāng)風(fēng)向標(biāo)隨風(fēng)旋轉(zhuǎn)時(shí)，通過(guò)主軸帶動(dòng)碼盤(pán)旋轉(zhuǎn)，每轉(zhuǎn)動(dòng)2.8125°，位于碼盤(pán)上下兩側(cè)的七組發(fā)光與接收光電器件就會(huì)產(chǎn)生一組新的七位并行格雷碼,經(jīng)過(guò)整形、倒相后輸出。方位-角度-格雷碼-二進(jìn)制碼對(duì)照表是風(fēng)向測(cè)量單片機(jī)編程的重要依據(jù)。傳感器結(jié)構(gòu)組成如圖2所示。

三.風(fēng)速風(fēng)向儀的硬件設(shè)計(jì)1.核心部件采用TCRT5000紅外光電傳感器，硬件電路如圖三VccOUTVccOUT圖三TCRT5000工作原理：傳感器的紅外發(fā)射二極管不斷發(fā)射紅外線，當(dāng)發(fā)出的紅外線沒(méi)有被反射回來(lái)或被反射回來(lái)但強(qiáng)度不夠大時(shí)，光敏三極管一直處于關(guān)斷狀態(tài)，此時(shí)模塊的輸出端為低電平；被檢測(cè)物體出現(xiàn)在監(jiān)測(cè)范圍內(nèi)時(shí)，紅外線被反射回來(lái)且強(qiáng)度足夠大，光敏三極管飽和，此時(shí)模塊輸出端為高電平。四■風(fēng)速風(fēng)向儀的軟件設(shè)計(jì)4.1風(fēng)速測(cè)量程序設(shè)計(jì)風(fēng)速測(cè)量子程序流程圖如圖4所示。4.2T1足時(shí)時(shí)間到?速測(cè)量子程序流程圖4.2T1足時(shí)時(shí)間到?速測(cè)量子程序流程圖YTO.T1初始化啟功IX開(kāi)定時(shí)計(jì)菱、T1端中斷*值計(jì)算出格雷碼，再通過(guò)格雷碼換算成二格雷碼(Grayc^e),又叫循環(huán)二進(jìn)制碼或反射*值計(jì)算出格雷碼，再通過(guò)格雷碼換算成二格雷碼(Grayc^e),又叫循環(huán)二進(jìn)制碼或反射二進(jìn)制碼。格雷碼屬于可靠性種錯(cuò)誤最小化的編碼方商謂為,自然二進(jìn)制碼可以直接由數(shù)/模編碼，轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)「但某些情況，■例如從十進(jìn)制的3轉(zhuǎn)換成4時(shí)二進(jìn)制碼的每一位都要變，使數(shù)字電路產(chǎn)生很大的尖峰電流脈沖。而格雷碼則沒(méi)有這一缺點(diǎn)，它是一種數(shù)字排序系統(tǒng)，其中的所有相鄰整數(shù)在它們的數(shù)字表示中只有一個(gè)數(shù)字不同。它在任意兩個(gè)相鄰的數(shù)之間轉(zhuǎn)換時(shí)，只有一個(gè)數(shù)位發(fā)生變化。它大大地減少了由一個(gè)狀態(tài)到下一個(gè)狀態(tài)時(shí)邏輯的混淆。表i方位-角度-格雷碼-二進(jìn)制碼對(duì)照表方拉角度格雷碼二進(jìn)確00oooooooooooooo13000000100000012600000110000010380000010 ■0000011125352100001111111011263541000001111111012735T10000001111111n位格雷碼轉(zhuǎn)換到n位二進(jìn)制碼的邏輯關(guān)系式（B代表二進(jìn)制碼,R代表格雷碼）:Bn-1二RnlBn-2=Bn-1?Rn-2?*￥BO=B1?Ro訕飩?cè)?澤4.3風(fēng)速測(cè)量C語(yǔ)言編程#include<reg52.h>#defineucharunsignedchar#defineuint unsignedint //宏定義sbitlcdrs二 P「0;sbitlcden二P「l;#defineDaP2//液晶1602數(shù)據(jù)口uinttemp;//保存檢測(cè)到的電平數(shù)據(jù)以便比較uintcount;//用于計(jì)數(shù)uintaa,bb;//用于計(jì)數(shù)uintspeed;//用來(lái)計(jì)算轉(zhuǎn)速voiddelay(ucharz);voidtime_init(); //定時(shí)器的初始化voidwrite_com(ucharcom);//液晶寫(xiě)指令voidwrite_data(uchardate);//液晶寫(xiě)數(shù)據(jù)voidlcd_init(); //液晶初始化voiddisplay(uintrate);//顯赫速度voidint0_init(); //定時(shí)器0初始化voidmain(){//定時(shí)器的初始化//定時(shí)器的初始化//液晶初始化//外部中斷初始化lcd_init();int0_init();while(1){voidtime_init(){十六位定時(shí)計(jì)數(shù)器TM0D=0xll; //兩個(gè)定時(shí)器都設(shè)定為工作方式1十六位定時(shí)計(jì)數(shù)器EA=1; //開(kāi)啟總中斷TH0=(65536-50000)/256;TL0=(65536-50000)%256; //定時(shí)初值ET0=1;TR0=1; //開(kāi)中斷}voidintO_init(){EX0=1; //外部中斷源可以申請(qǐng)中斷IT0=1; //外部中斷源下降沿觸發(fā)}voidtimer0() interrupt1using0{TH0=(65536-50000)/256;TL0=(65536-50000)%256;//裝載初值50msaa++;if(aa==20) //Is時(shí)間內(nèi)統(tǒng)計(jì)脈沖個(gè)數(shù){aa=0;temp二count*10/16; //計(jì)算風(fēng)速，每米轉(zhuǎn)多少圈，每圈設(shè)定多少個(gè)脈沖進(jìn)行計(jì)算//(若設(shè)定風(fēng)速為1m/s時(shí)，葉片每秒轉(zhuǎn)2圈，每圈給傳感器8個(gè)脈沖，屏幕顯示的值為count/16)count=0; //重新開(kāi)始計(jì)數(shù)脈沖數(shù)display(temp); //把計(jì)算得的結(jié)果顯示出來(lái)}}/*******外部中斷*******************/void0() interrupt 0{count++; //來(lái)一個(gè)下降沿沿就計(jì)一個(gè)脈沖數(shù)}/*******顯示函數(shù)***********/voiddisplay(uintrate){ucharwan,qian,bai,shi,ge;wan=rate/10000; //萬(wàn)轉(zhuǎn)qian=rate/1000%10;//bai=rate/100%10;shi二rate/10%10;ge=rate%10;write_com(0x80);write_data('O'+wan);write_data('O'+qian);write_data('O'+bai);write_data('O'+shi);write_data('.');write_data('O'+ge);write_data('m'); //單位write_data('/');write_data('s');}voiddelay(uintz){uintx,y;for(x=z;x>0;x--)for(y=110;y>0;y—)}/************寫(xiě)扌旨令************/voidwrite_com(ucharcom)lcdrs=O;Da二com;delay(l);lcden=1;delay(l);lcden=0;}voidwrite_data(uchardate)lcdrs=1;Da二date;delay(l);lcden=1;delay(l);lcden=0;/************液晶初始化**********/voidlcd_init(){lcden=0;write_com(0x38);//初始化0x0c不顯示光標(biāo)OxOe光標(biāo)不閃,write_com(OxOc);//打開(kāi)光標(biāo)0x0c不顯示光標(biāo)OxOe光標(biāo)不閃,write_com(0x01);//清顯示write_com(0x80+0x40);}五?設(shè)計(jì)總結(jié)課程設(shè)計(jì)結(jié)束了，在這次的課程設(shè)計(jì)中不僅檢驗(yàn)了我所學(xué)習(xí)的知識(shí)，也培養(yǎng)了我如何去把握一件事情，如何去做一件事情，又如何完成一件事情。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，與同學(xué)分工設(shè)計(jì)，和同學(xué)們相互探討，相互學(xué)習(xí)，相互監(jiān)督。學(xué)會(huì)了合作，學(xué)會(huì)了運(yùn)籌帷幄，學(xué)會(huì)了寬容，學(xué)會(huì)了理解，也學(xué)會(huì)了做人與處世。課程設(shè)計(jì)是我們專(zhuān)業(yè)課程知識(shí)綜合應(yīng)用的實(shí)踐訓(xùn)練，著是我們邁向社會(huì)，從事職業(yè)工作前一個(gè)必不少的過(guò)程.”千里之行始于足下”，通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，我深深體會(huì)到這句千古名言的真正含義.我今天認(rèn)真的進(jìn)行課程設(shè)計(jì)，學(xué)會(huì)腳踏實(shí)地邁開(kāi)這一步，就是為明天能穩(wěn)健地在社會(huì)大潮中奔跑打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ).通過(guò)這次模具設(shè)計(jì)，本人在多方面都有所提高。通過(guò)這次模具設(shè)計(jì)，綜合運(yùn)用本專(zhuān)業(yè)所學(xué)課程的理論和生產(chǎn)實(shí)際知識(shí)進(jìn)行一次冷沖壓模具設(shè)計(jì)工作的實(shí)際訓(xùn)練從而培養(yǎng)和提高學(xué)生獨(dú)立工作能力，鞏固與擴(kuò)充了冷沖壓模具設(shè)計(jì)等課程所學(xué)的內(nèi)容，掌握冷沖壓模具設(shè)計(jì)的方法和步驟，掌握冷沖壓模具設(shè)計(jì)的基本的模具技能懂得了怎樣分析零件的工藝性，怎樣確定工藝方案，了解了模具的基本結(jié)構(gòu)，提高了計(jì)算能力，繪圖能力，熟悉了規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)各科相關(guān)的課程都有了全面的復(fù)習(xí)，獨(dú)立思考的能力也有了提高。在這次設(shè)計(jì)過(guò)程中，體現(xiàn)出自己?jiǎn)为?dú)設(shè)計(jì)模具的能力以及綜合運(yùn)用知識(shí)的能力，體會(huì)了學(xué)以致用、突出自己勞動(dòng)成果的喜悅心情，從中發(fā)現(xiàn)自己平時(shí)學(xué)習(xí)的不足和薄弱環(huán)節(jié)，從而加以彌補(bǔ)。在此感謝我們的張飛雄老師?，老師嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致、一絲不茍的作風(fēng)一直是我工作、學(xué)習(xí)中的榜樣；老師循循善誘的教導(dǎo)和不拘一格的