北華航天工業(yè)學(xué)院傳感器實(shí)訓(xùn)報(bào)告

北華航天工業(yè)學(xué)院實(shí)習(xí)/實(shí)訓(xùn)總結(jié)報(bào)告實(shí)習(xí)/實(shí)訓(xùn)名稱：傳感器技術(shù)實(shí)訓(xùn)地點(diǎn)時(shí)間：專業(yè)班級：姓名：學(xué)號：指導(dǎo)教師姓名：完成時(shí)間：年月日一、實(shí)習(xí)/實(shí)訓(xùn)I目的.掌握溫度、濕度及壓力傳感器測量原理，分析傳感器調(diào)理電路，掌握放大器、電源電路的設(shè)計(jì)方法；.掌握單片機(jī)采集、處理、顯示電路的設(shè)計(jì)以及程序?qū)崿F(xiàn)，掌握單片機(jī)輸出電路的控制方法；.具備原理圖的讀圖、繪圖能力，完成電路原理圖的繪制。二、實(shí)習(xí)/實(shí)訓(xùn)主要內(nèi)容.分析壓力、溫度及濕度傳感器的測量方法，調(diào)理電路的設(shè)計(jì)方法，單片機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)；.完成數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的抄板，原理圖的繪制，分析電路工作過程，能夠具備系統(tǒng)軟件得到流程圖的設(shè)計(jì)。三、實(shí)習(xí)/實(shí)訓(xùn)具體內(nèi)容及過程記錄.實(shí)習(xí)/實(shí)訓(xùn)安排時(shí)間內(nèi)容周一查閱資料，熟悉系統(tǒng)涉及的芯片周二熟悉系統(tǒng)中涉及到的傳感器的電路連接周三解剖整個(gè)系統(tǒng)，畫出原理圖周四研究原理圖，寫實(shí)訓(xùn)報(bào)告，并準(zhǔn)備驗(yàn)收周五驗(yàn)收.系統(tǒng)的組成及功能本控制系統(tǒng)由五個(gè)模塊構(gòu)成，分別是信號采樣模塊、調(diào)理電路模塊、A/D轉(zhuǎn)換模塊、鍵盤顯示模塊。這五大模塊完成了數(shù)據(jù)采樣、數(shù)據(jù)處理、反饋控制、數(shù)據(jù)顯示、輸出壓力上下限的設(shè)定等功能。硬件電路框圖如圖1所示。本系統(tǒng)根據(jù)實(shí)際需要具備如下功能：(1)能隨時(shí)檢測并顯示儲(chǔ)氣罐的壓力及電纜的輸出壓力

(2)能隨時(shí)檢測儲(chǔ)氣罐輸出的溫度。(3)能隨時(shí)檢測并顯示儲(chǔ)氣罐輸出的濕度。(4)能夠監(jiān)測系統(tǒng)的供電電源。(5)能夠自動(dòng)控制壓縮機(jī)的開啟和關(guān)閉，并自動(dòng)控制分子篩的工作時(shí)間。(6)顯示系統(tǒng)的工作時(shí)間。(7)顯示排氣、排水時(shí)間。圖1硬件電路框圖(8)圖1硬件電路框圖(9)檢測值超出設(shè)定范圍，能夠進(jìn)行聲、光報(bào)警并停機(jī).硬件結(jié)構(gòu)及工作原理硬件結(jié)構(gòu)本控制系統(tǒng)使用以AT89C51為核心的控制器。AT89C51的特點(diǎn)是低功耗，性能價(jià)格比高，COMS工藝設(shè)計(jì)，內(nèi)含8K字節(jié)閃電存儲(chǔ)器。輸入通道由壓力傳感器、濕度傳感器、濕度傳感器及傳感器調(diào)理電路組成。4051芯片是八選一多由P0口進(jìn)入89C51進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，并圖2系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)路開關(guān)，由89C51的P1.0、P1.1由P0口進(jìn)入89C51進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，并圖2系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)進(jìn)行判斷，從而發(fā)出控制命令。濕度傳感器采樣的濕度信號經(jīng)變頻電路，變成頻率信號進(jìn)入89C51的T1。上電復(fù)位及電源監(jiān)視功能由MAX813L完成，從而使微處理器可以在發(fā)生故障或低電壓時(shí)安全復(fù)位。24C02為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器用行E2PROM用來存儲(chǔ)鍵盤設(shè)定壓力的上下限值，和其他需要修改的數(shù)據(jù)。通過74LS244緩沖器擴(kuò)展四個(gè)功能按鍵。通過74LS374鎖存器擴(kuò)展了一片2003用來驅(qū)動(dòng)固態(tài)繼電器，從而達(dá)到了控制各電磁閥門的目的。顯示驅(qū)動(dòng)由3片7218A組成，7218A采用COMS工藝，每片能夠驅(qū)動(dòng)8位共陽LED顯示，內(nèi)含8x8位靜態(tài)RAM及譯碼器，驅(qū)動(dòng)電流為200mA,從而實(shí)現(xiàn)20位的數(shù)字顯示。圖2為系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)圖。工作原理傳感器采集到的各種模擬信號，經(jīng)放大調(diào)整后進(jìn)入模/數(shù)轉(zhuǎn)換器AD0804,然后進(jìn)入主機(jī)。溫度傳感器經(jīng)過調(diào)整的信號量為數(shù)字量可直接進(jìn)入主機(jī)的T1口，主機(jī)部分將采集到各種信號量進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，并進(jìn)行分析判斷，最后控制壓縮機(jī)的開或停，并控制四個(gè)固態(tài)繼電器，用來啟相應(yīng)的電磁閥，這四個(gè)電磁閥的其中兩個(gè)是氣體干燥器，一個(gè)是排水閥，一個(gè)是排氣閥。壓縮機(jī)工作時(shí)啟動(dòng)兩個(gè)干燥器(分子篩)按30秒左右時(shí)間問隔輪番工作，源源不斷的想電纜內(nèi)充入干燥氣體，當(dāng)儲(chǔ)氣罐的氣體壓力達(dá)到或超過5500hpa或氣纜內(nèi)氣體壓力達(dá)到750hpa時(shí)，壓縮機(jī)自動(dòng)關(guān)機(jī)，如果出現(xiàn)下列情況之一，應(yīng)發(fā)出緊急告警信號。交流電源電壓大于250V或小于180V(2)壓縮機(jī)工作溫度大于75攝氏度(3)供氣設(shè)備內(nèi)氣壓大于設(shè)定值(75hpa)(4)充入供氣設(shè)備內(nèi)的氣體相對濕度大于5%的時(shí)間超過2小時(shí)(5)壓縮機(jī)連續(xù)工作時(shí)間大于250秒發(fā)生緊急告警時(shí)，壓縮機(jī)停止工作，機(jī)器通過通訊模塊可以利用電話、手機(jī)、BP機(jī)等通知工作人員到現(xiàn)場處理。非緊急告警有下列四項(xiàng)，儲(chǔ)氣罐壓力低于設(shè)定值350hpa,輸出氣體濕度高于5%,機(jī)器維護(hù)時(shí)間等到。這些告警信號通過面板上相應(yīng)的發(fā)光二極管來指示，并不影響機(jī)器的正常工作。4.原理圖11原理圖--1士原理圖--2四、實(shí)習(xí)/實(shí)訓(xùn)總結(jié)及分析通過這次的實(shí)訓(xùn)I,我更能認(rèn)識到我們現(xiàn)在不僅要注重課本中的知識，也要注重動(dòng)手實(shí)踐，課本中的理論知識跟我們實(shí)踐中的收獲是不同的，從我們的實(shí)踐中也可以驗(yàn)證理論。在畫原理圖時(shí)，由于庫里的元器件不全，所以我們開始先畫元器件，然后進(jìn)行封裝，再從庫里調(diào)用，但是這樣的速度太慢，時(shí)間不夠，所以我們改變策略，直接在原理圖內(nèi)根據(jù)我們所需要的元器件的內(nèi)部構(gòu)造進(jìn)行制圖，例如：LM325我們可以根據(jù)它的內(nèi)部構(gòu)造，直接在原理圖用4個(gè)運(yùn)放，我們的LM325一共有14個(gè)引腳，我們用四個(gè)運(yùn)放占用了12個(gè)引腳，剩余的兩個(gè)引腳接VCC和GND。這樣就可以減少所用我們的時(shí)間。在這次的實(shí)訓(xùn)中，通過空氣凈化器項(xiàng)目鍛煉了我的原理圖的讀圖、制圖的能力，也鞏固了在大一時(shí)學(xué)的CAD制圖軟件的使用。這次的原理圖繪制讓我撿起了好多遺忘的東西。通過這次的實(shí)訓(xùn)我可以分析傳感器調(diào)理電路，掌握放大器、電源電路的設(shè)計(jì)方法及單片機(jī)輸出電路的控制方法等。在整個(gè)實(shí)訓(xùn)過程中，還有一個(gè)很重要的的體會(huì)，就是這此次項(xiàng)目設(shè)計(jì)是由五人一起共同完成的，所以整個(gè)項(xiàng)目中就能體現(xiàn)出團(tuán)隊(duì)精神，我們在整個(gè)項(xiàng)目中通過分工合作，這是我們的進(jìn)度可以快很多，而且在我們隊(duì)原理圖進(jìn)行分析的時(shí)候，大家通過發(fā)表自己的見解也是我們對整個(gè)電路有了更清晰的了解。所以團(tuán)隊(duì)合作也是很重要的一個(gè)因素在以后的學(xué)習(xí)中，我應(yīng)該注重理論知識和實(shí)際設(shè)計(jì)的緊密結(jié)合，使我更好的鍛煉和運(yùn)用所學(xué)的知識。五、實(shí)習(xí)/實(shí)訓(xùn)設(shè)備ALTIUMDESIJGNERWINTER09軟件計(jì)算機(jī)、萬用表、電路板六、參考/實(shí)訓(xùn)資料[1]單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)何立民編著北京航空航天大學(xué)出版社[2]MCS--51系列單片