上傳感與檢測技術(shù)試驗(yàn)與課設(shè)任務(wù)doc

1、傳感與檢測技術(shù)試驗(yàn)及課程設(shè)計(jì)任務(wù)書一、 前言傳感與檢測技術(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，我們利用單片機(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)二、 任務(wù) a: 試驗(yàn)部分： 實(shí)驗(yàn)部分包括以下基本試驗(yàn)，分別是：1、 光敏電阻試驗(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

2、試驗(yàn)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(shí)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。試驗(yàn)時(shí)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(gè)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、 霍爾傳感器試驗(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oc形式，和ugc3020結(jié)構(gòu)一樣，但驅(qū)動電流更大，可以達(dá)到200ma可以直接驅(qū)動繼電器控制大功率

3、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(shí)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試驗(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，試驗(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(gè)模擬量在開發(fā)板上的顯示電路顯示出來。（這個(gè)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試驗(yàn)主要內(nèi)容：a/d、d/a板電路板

4、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，試驗(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(jià)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輸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輸出正弦波、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，只有三條線（不用說也知道是哪三條

5、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(bào)警功能，可以預(yù)設(shè)包括溫度上限超值報(bào)警和溫度下限超值報(bào)警，這個(gè)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(bào)警上下限的設(shè)定值永不丟失，這個(gè)該怎么做哪？其實(shí)也不難，想想吧！說明：寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告時(shí)把實(shí)驗(yàn)四和實(shí)驗(yàn)五合成一塊寫成一個(gè)實(shí)驗(yàn)，叫“串行adc和并行dac實(shí)驗(yàn)”！b：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(gè)綜合的題目，即把前面的五個(gè)試驗(yàn)中的幾個(gè)有機(jī)結(jié)合起來，構(gòu)成一個(gè)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(shí)這個(gè)過程也是創(chuàng)新能力的

6、培養(yǎng)，我們不要求特定的題目，大家發(fā)展更多的思路，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0100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(gè)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，速度調(diào)節(jié)有兩種模式：1、pwm調(diào)節(jié)2、通過dac調(diào)節(jié)，這個(gè)自選吧，不過貌似dac硬件連線稍多，操作時(shí)可以通過開

7、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)現(xiàn)環(huán)境光照度改變時(shí)，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(shí)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

8、，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(gè)往屆學(xué)生做的案例，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（這個(gè)需要自制，最簡單的方案是一個(gè)三極管兩三個(gè)電阻就ok了，上面的例子中用的是uln2003芯片的一路而已）在我們單片機(jī)開發(fā)板上接了一個(gè)1602的lcd液晶模塊（注意：前面幾屆的單片機(jī)開發(fā)板顯示資源是4個(gè)數(shù)碼管+一個(gè)1602和12864液晶接口，可以用液晶顯示，后面應(yīng)老師要求，改成8個(gè)數(shù)碼管顯示無液晶接口，所以如果是這個(gè)版本的單片機(jī)開發(fā)板，只用數(shù)碼管顯示即可，當(dāng)然如果您竟然要問“8個(gè)數(shù)

9、碼管不夠怎么辦？”這種技術(shù)含量的問題，我們還是要回答的，答案很簡單“分時(shí)顯示或者用按鍵切換顯示”。）在lcd液晶上和數(shù)碼管上同時(shí)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(shí)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)（注意：金屬外殼那種叫有刷式直流電機(jī)，可以正反轉(zhuǎn)、如果用pc上的各種散熱風(fēng)扇、屬于無刷式直流電機(jī)，只能正轉(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)往屆案例三、 實(shí)驗(yàn)及課設(shè)所用到的資料（注：不再附文字說明，看圖名即知） 圖3 傳感與檢測技術(shù)課設(shè)a/d,d/a轉(zhuǎn)換模塊圖4 傳感與檢測技術(shù)課設(shè)傳感器模塊圖5 傳感器板