装配图供水管道恒压智能控制系统设计
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信息与电子工程系毕业设计(翻译)外文资料(英文).外文翻译(中文)- 2 -毕业设计(论文)任务书学生姓名_指导教师_职称_系别_专业 年级_班级 课题名称_ 任务与要求:一、 设计(论文)要求:二、 设计(论文)条件:三、 设计(论文)资料:四、 设计(论文)教学要求:(可以同一专业相同)五、 设计(论文)进度安排:(可以同一专业相同)六、 学生分组名单 注:本任务书一式2份,学生、系各一份信息与电子工程 系毕业设计 (论文) 毕业设计 (论文)开题报告信息与电子工程 系工业电气自动化 专业04级 1 班课题名称:单片机控制的智能型名茶炒制机毕业设计(论文)起止时间:2007年3 月2 日6 月13 日(共17周)学生姓名: 郑雪君 学号:3040221122指导教师: 黄云龙,朱秋琴,廖东进 报告日期: 2007.03.13 1本课题所涉及的问题在国内(外)的研究现状综述一我国茶叶机械的现状及存在的问题1.1现状我国是茶叶的故乡,具有悠久的茶叶种植、加工历史,形成了各具特色的六大茶类加工艺。茶叶性味甘,苦,微寒,是我国传统的天然保健饮料。人们已经发现茶叶中所含的化学成分达500多种,其中主要成分有咖啡碱、茶多酚、蛋白质、氨基酸、糖类、维生素、脂质、有机酸等有机化合物,还含有钾、钠、镁、铜等28种无机营养元素,各种化学成分之间的组合比例十分协调。茶叶加工机械经过长期的探索、发展,机械化程度大大提高,红(碎)茶加工已基本实现机械化;炒青绿茶加工机械较完整、配套;珠茶加工,由于60年代珠茶炒干机的出现,极大地降低了劳动强度和提高了生产能力,茶机有力地促进了茶叶生产的迅速发展。近年来,我国茶叶产品有了较大变化,特别是茶叶产品结构的大幅调整,已从以大宗茶生产为主转向以名优茶的生产为主,名优茶产品成为主导产品,带动了名优茶机械的大发展,先后出现了名优茶整形机、理条机、扁形茶多功能机等一系列适合各种名优茶外形的名茶加工机械。但制茶机械的自动化和连续化程度仍然较低。近年来在制茶机械自动控制方面也有所突破,如以继电器为基础控制元件的自动控制技术在匀堆拼配设备中应用;机电控制系统在揉捻机上的应用;1987年通过部级鉴定的“计算机控制茶叶烘干机”及在乌龙茶做青工艺中的应用;电脑控制型龙井茶炒制机的研制成功等,这些研究成果对我国茶叶机械的自动化和连续化必将起到推动作用1.2存在问题经过几十年的发展,我国制茶基本实现了机械化,自动控制也在某些机型上得到应用。主要反映在茶叶机械技术含量不高,虽然从茶机发展之初起,我国茶业界与茶机界人士一直在思考、探索茶叶加工自动化、连续化,经过多年的发展一些机型也基本实现自动化,但仅局限单机作业,离机电一体化程度差距较大。近几年各种名茶加工机械如雨后春笋不断出现,这从历年浙江省茶机公司举办的茶叶机械展销会就能得到印证。二单片机技术在炒茶控制中的现状单片微型计算机简称为单片机,是在一块芯片上集成了一台微型计算机所需的CPU、存储器、输入/输出部件和时钟电路等。自问世以来,性能不断提高和完善,加之具有集成度高,功能强,体积小,供耗低,性能可靠,价格低廉等特点,因此,在工业控制、智能仪器仪表、数据采集和处理、通信系统、高级计算机、家用电器等领域的应用日益广泛,并且正在逐步取代现有的多片微机应用系统,数字单片机的位数越来越多,精度也越来越高。另外,在需要极高响应速度的控制场合,还出现了模糊单片机,它是专门执行模糊逻辑信号的器件,具有极高的模糊推理速度。今天,还出现了不少高级语言的开发工具,这些系统经过仿真可在更高的开发平台上进行快速的开发,为单片机的广泛应用铺平了道路。所以,在未来的社会主义工业化建设中,单片机无疑会发挥更大的作用。三单片机与制茶机相结合成的制茶机的优势和前景优势 1、现在的茶机很难找到技术含量高、特别是可以实现自动化加工、连续化生产的机械产品而单片机正好可以弥补现在制茶机的缺点实现自动化、连续化生产。 2、单片机具有集成度高,功能强,体积小,供耗低,性能可靠,价格低廉等特点在普通制茶机增加少量成本就可以实现自动化、连续化功能的大幅度提升。前景 1、可以成套批量生产新型的制茶机。 2、可以对旧的制茶机进行技术改造,加装单片机控制系统使其在资金低投入的情况下使它的性能大幅度提高。2设计(论文)要解决的问题和拟采用的研究方法本设计(论文)要解决的问题有以下几个方面:(1)系统整体方案的确立(2)系统软件与硬件的设计(3)元件的选取系统的方案包括自动控制方案,温度控制方案。本题采用热电偶测温经放大电路放大后经过A/D转换再由单片机控制的智能炒茶。温度传感器单片机放大器及放大电路A/D转换器及电路单片机控制温度传感器的框图 热电偶是根据热电效应的原理制成的,其特点是:结构简单、价格便宜、测量范围广、准确度高;缺点是要有温度补偿,长期使用要定期检查和更换。热电偶的工作原理:两钟不同成分的导体(称为热电偶丝材或热电极)两端接合成电路,当接合点的温度不同时,在回路中就产生电动势,这种现象叫热电效应,而这种电动势称为热电动势。热电偶就是利用这种原理进行温度补偿测量的,其中,直接用作测量介质温度的一端叫做工作端,另一端叫做冷端:冷端与显示仪表或配套仪表连接,显示仪表会指出热电偶所产生的热电势。热电偶实际是一种能量转换器,它将热能转化为电能,用所产生的热电势测量温度,对于热电偶的热电势力,应注意如下几个问题:(1)热电偶的热电势是热电偶两端温度函数的差,而不是热电偶两端温度差的函数;(2)热电偶所产生的热电势的大小,当热电偶的材料是均匀时,与热电偶的长度和直径无关,只与热电偶材料的成分和两端的温差有关。(3)当热电偶的两个热电偶丝材料成分确定后,热电偶热电势的大小,只与热电偶的温度差有关。热电偶测温原理图热电偶冷端温度补偿方法用热电偶测量温度时,热电偶的工作端(热端)被放置在待测温场中,而自由端(冷端)通常被放在0的环境中。若冷端温度不是0,则会产生测量误差,此时要进行冷端补偿。冷端补偿方法较多,在本次的设计中我们采用的冷端温度补偿为电桥式冷端补偿。对与冷端温度补偿器,在工业上采用如图所示补偿电桥的冷端补偿电路。热电偶冷端温度补偿电桥集成运算放大器组成测量放大器的特点:除了对低电平信号进行线性放大外,还担负着阻抗匹配和抗共模干扰的任务,他具有高共模抑制比、高速度、高精度、宽频带、高稳定性、高输入阻抗、低输出阻抗、低噪声等特点。测量放大器的组成 测量放大器的基本电路如图所示。 测量放大器原理图零点漂移可描述为:输入电压为零,输出电压偏离零值的变化。零点漂移是怎样形成的:运算放大器均是采用直接耦合的方式,我们知道直接耦合式放大电路的各级的Q点是相互影响的,由于各级的放大作用,第一级的微弱变化,会使输出级产生很大的变化。当输入短路时(由于一些原因使输入级的Q点发生微弱变化现象:温度),输出将随时间缓慢变化,这样就形成了零点漂移。产生零漂的原因是:晶体三极管的参数受温度的影响。解决零漂最有效的措施是:采用差动电路A/D转换器及其电路滤波采样保持编码A/D转换器的工作过程框图模数转换器是连接模拟和数字世界的一个重要接口。A/D转换器将现实世界的模拟信号变换成数字位流以进行处理、传输及其他操作。A/D转换器的选择是至关重要的。所选择的A/D转换器应能确保模拟信号在数字位流中被准确地表示,并提供一个具有任何必需的数字信号处理功能的平滑接口,这一点很重要。目前的高速A/D转换器已被应用于各种仪表、成像以及通信领域中。对用户而言,所有这些应用都有着相似的要求,即以较低的价格实现更高的性能。速度与分辨率的关系分辨率是指转换器能够复制的位数精度:分辨率越高,则结果越精确。分辨率以位来计量。目前市场上的高速A/D的分辨率为816位,速度为24Gsps。速度和分辨率始终是一对矛盾。分辨率的增加通常会导致可实现速度的降低。A/D转换器的选择及连接5G14433是我国制造的31/2位模/数变换器,是目前市场上广泛流行的最典型的双积分模/数变换器。该芯片具有抗干扰性能好、转换精度高、自动校零、自动极性输出、自动量程控制信号输出、外接元件少、价格便宜等特点。因此广泛应用在低速微控制器应用系统,智能仪表和数字三用表等领域。5G14433与国外型号MC14433兼容。5G14433的结构和引脚如图所示为引脚图,下表为引脚功能表。引脚图系统的硬件采用单片机控制,硬件组成主要包括A/D、D/A转换器及其电路,放大器及放大电路,电源电路,热电偶温度传感器,控制电路,反馈检测电路,电压电流变换电路,电机,输入设定与输出显示设备等。元件的选取以系统各方面参数要求为准。3本课题需要重点研究的、关键的问题及解决的思路重点研究与关键问题:(1)单片机对温度的控制与检测;(2)传感器的数据转换;解决思路:1.1单片机温度控制的原理具体如下: 热电偶将炉温变换为模拟电压信号, 经低通滤波滤掉干扰信号后送放大器, 信号放大为05 V 后送模/ 数转换器转换为数字量送单片机。同时, 热电偶的冷端温度也由IC 温度传感器变为电压信号, 经放大和转换后送单板机。标度变换程度根据温检测值求得实际炉温 。数字调节器程序根据恒温给定值0 与的偏差, 按积分分离的PID 控制算法得到输出控制量ui 。数字触发器程序根据uc 控制电阻炉子的导通时间, 调节炉温的变化使之与给定恒温值一致。导通时间长, 输出功率大, 温度升高快; 导通时间短, 输出功率小, 温度升高变慢。显示与恒温判断程序完成炉温与恒温时间显示、恒温开始与恒温完成判别、恒温完成时给出声光指示信号。断偶判断程序根据温度检测值判断温度传感是否开路, 若开路, 则给出断偶报警信号。1.2单片机温度检测的原理具体如下: 热电偶传感器检测到一个在0-1000范围的温度值,因为热电偶的输出电压信号为0mV-41.32mV。热电偶把测量到温度值转化成自己的输出电压信号输给毫伏变送器,毫伏变送器把热电偶输出的信号转化为4mA-20mA的电流信号送给电流/电压变送器。电流信号经过电流/电压变送器的转化变成0-5V的电压信号。测得的电流信号经过反馈电路反馈来使系统自动调节电阻炉的温度。为了提高测量精度,变送器可以进行零点迁移。例如:若温度测量范围为0-400,热电偶给出016.4mV时,毫伏变送器零点迁移后输出4mA-20mA范围电流。 这样,采用8位A/D转换器就可使量化温度达到1.96以内。温度传感器单片机放大器及放大电路A/D转换器及电路模数转换器是连接模拟和数字世界的一个重要接口。A/D转换器将现实世界的模拟信号变换成数字位流以进行处理、传输及其他操作。A/D转换器的选择是至关重要的。所选择的A/D转换器应能确保模拟信号在数字位流中被准确地表示,并提供一个具有任何必需的数字信号处理功能的平滑接口,这一点很重要。目前的高速A/D转换器已被应用于各种仪表、成像以及通信领域中。对用户而言,所有这些应用都有着相似的要求,即以较低的价格实现更高的性能。滤波采样保持编码 A/D转换器的工作过程DAC7521数模转换接口 数模转换电路的主要任务是:单片机输出的数字量转换成可控硅过零触发电路所需的模拟控制量。D/A转换器的接口逻辑如图所示。 数模转换接口电路DAC7521从8031的8位数据线上获取12位的数据必须分两次进行。为了防止D/A转换书输出会有“毛刺”现象,这里采用了两级缓冲器结构。即8031先把低8位送入第一级缓冲器,然后再送高4位数据时,同时选通第二级的两片74LS373构成的第一级缓冲器,使12位数据同时出现在DAC7521的数据输出线上,进行D/A转换。D/A输出的电流经OP07反相后变为010 V的电压信号。4完成本课题所必须的工作条件(如工具书、实验设备或实验环境条件、某类市场调研、计算机辅助设计条件等等)及解决的办法C语言程序设计 胡建平 主编 天津大学出版社单片机原理与应用 陈建铎 主编 科学出版社51单片机C语言应用程序设计实例精讲 戴佳 戴卫恒 编著 电子工业出版社、MCS-51单片机实用接口技术 第1版 1992 李明华著 北京航空航天大学出版社、单片机原理及其接口技术 第二版 胡汉才著 北京:清华大学出版社、MCS-51系列单片机系统及其应用 蔡美琴等著 高等教育出版社5设计(论文)完成进度计划第01周至第02周:查阅中文及英文资料(并翻译一篇外文资料),收集单片机和温度传感器方面资料;第03周至第03周:完成毕业设计(论文)开题报告,并开始进行毕业设计;第04周至第05周:完成方案论证与比较设计;第06周至第07周:;第08周至第09周:;第10周至第12周:;第13周至第15周:整理相关资料,完成毕业设计(论文)手稿及最终电脑打印的毕业论文;第16周至第16周:毕业设计(论文)小组答辩;第17周至第17周:答辩。6指导教师审阅意见指导教师(签字): 年 月 日7教研室主任意见 教研室主任(签字): 系(签章) 年 月 日说明:1. 本报告必须由承担毕业设计(论文)课题任务的学生在接到“毕业设计(论文)任务书”、正式开始做毕业设计(论文)的第2周或第3周末之前独立撰写完成,并交指导教师审阅。2.每个毕业设计(论文)课题撰写本报告一份,作为指导教师、教研室主任审查学生能否承担该毕业设计(论文)课题任务的依据,并接受学校的抽查。 浙江工业大学浙西分校毕业设计(论文)开题报告毕业设计(论文)起止时间:2007 年3 月2 日6月10日(共17周)课题名称:单片机控制的智能型自动名茶炒制机学生姓名:郑雪君 系 (部):信息与电子工程系 专业班级:04工自(1)班 指导教师:黄云龙、朱秋琴、廖东进 职 称:副教授、 助教、 助教 报告日期:2007.05.03 一我国茶叶机械的现状及存在的问题二单片机技术现状单片微型计算机简称为单片机,是在一块芯片上集成了一台微型计算机所需的CPU、存储器、输入/输出部件和时钟电路等。自问世以来,性能不断提高和完善,加之具有集成度高,功能强,体积小,供耗低,性能可靠,价格低廉等特点,因此,在工业控制、智能仪器仪表、数据采集和处理、通信系统、高级计算机、家用电器等领域的应用日益广泛,并且正在逐步取代现有的多片微机应用系统,数字单片机的位数越来越多,精度也越来越高。另外,在需要极高响应速度的控制场合,还出现了模糊单片机,它是专门执行模糊逻辑信号的器件,具有极高的模糊推理速度。今天,还出现了不少高级语言的开发工具,这些系统经过仿真可在更高的开发平台上进行快速的开发,为单片机的广泛应用铺平了道路。所以,在未来的社会主义工业化建设中,单片机无疑会发挥更大的作用。三单片机与制茶机相结合成的制茶机的优势和前景优势 1、现在的茶机很难找到技术含量高、特别是可以实现自动化加工、连续化生产的机械产品而单片机正好可以弥补现在制茶机的缺点实现自动化、连续化生产。 2、单片机具有集成度高,功能强,体积小,供耗低,性能可靠,价格低廉等特点在普通制茶机增加少量成本就可以实现自动化、连续化功能的大幅度提升。前景 1、可以成套批量生产新型的制茶机。 2、可以对旧的制茶机进行技术改造,加装单片机控制系统使其在资金低投入的情况下使它的性能大幅度提高。四设计(论文)要解决的问题和拟采用的研究方法本课题研究的主要工作本课题的主要工作是实现单片机对制茶机自动控制功能近,便于用户使用。主要包括以下几个方面:(1) 单片机对加热系统的温度控制。(2) 单片机对不同炒制阶段电动机转动系统的控制。(3) 单片机对划杆的控制形成不同的炒法及力度。单片机又称单片微控制器,它不是完成某一个逻辑功能的芯片,而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。概括的讲:一块芯片就成了一台计算机。它的体积小、质量轻、价格便宜、为学习、应用和开发提供了便利条件。同时,学习使用单片机了解计算机原理与结构的最佳选择。 可以说,二十世纪跨越了三个“电”的时代,即电气时代、电子时代和现已进入的电脑时代。不过,这种电脑,通常是指个人计算机,简称PC机。它由主机、键盘、显示器等组成。还有一类计算机,大多数人却不怎么熟悉。这种计算机就是把智能赋予各种机械的单片机(亦称微控制器)。顾名思义,这种计算机的最小系统只用了一片集成电路,即可进行简单运算和控制。因为它体积小,通常都藏在被控机械的“肚子”里。它在整个装置中,起着有如人类头脑的作用,它出了毛病,整个装置就瘫痪了。现在,这种单片机的使用领域已十分广泛,如智能仪表、实时工控、通讯设备、导航系统、家用电器等。各种产品一旦用上了单片机,就能起到使产品升级换代的功效,常在产品名称前冠以形容词“智能型”,如智能型洗衣机等。现在有些工厂的技术人员或其它业余电子开发者搞出来的某些产品,不是电路太复杂,就是功能太简单且极易被仿制。究其原因,可能就卡在产品未使用单片机或其它可编程逻辑器件上 单片机的几部份 一、总线:我们知道,一个电路总是由元器件通过电线连接而成的,在模拟电路中 ,连连线并不成为一个问题,因为各器件间一般是串行关系,各器件之间的连线并不很 多,但计算机电路却不一样,它是以微处理器为核心,各器件都要与微处理器相连,所以就需要的连线就很多了,如果仍如同模拟电路一样 ,在各微处理器和各器件间单独连线线,则线的数量将多得惊人,所以在微处理机中引 入了总线的概念,各个器件共同享用连线,所有器件的8根数据线全部接到8根公用的线 上,即相当于各个器件并联起来,但仅这样还不行,如果有两个器件同时送出数据,一 个为0,一个为1,那么,接收方接收到的究竟是什么呢?这种情况是是不允许的,所以 要通过控制线进行控制,使器件分时工作,任何时候只能有一个器件发送数据(可以有 多个器件同时接收)。器件的数据线也就被称为数据总线,器件所有的控制线被称 控制 总线。 在单片机内部或者外部存储器及其它器件中有存储单元,这些存储单元要被分配 地址,才能 用,分配地址也是以电信号的形式给出的,由于存储单元比较多,所以 ,用于地址分的线也较多,这些线被称为地址总线。 二、数据、地址、指令:之所以将这三者放在一起,是因为这三者的本质都是一样的数字,或者说都是字符串0和1组成的序列。换言之,地址、指令也都是数据 。指令由单片机芯片的设计者规定的一种数字,它与我们常用的指令助记符有着严格的不同 一一对应关,不可以由自己私自更改应该由单片机的开发者更改。地址:是寻找单片机内部、外部的存储单元、输入输出口的依据,内存储单元的地址值已由芯片设计者规定好,不可更改,外部的存储单元可以由单片机开发者自行决,但有一些地址单元是一定要有的。数据:这是由微处理机处理的对象,在各种不同的应用电路中各不相同,一般而言,被处理的数据可能有这么几种情况: 1地址(如MOV DPTR,#1000H),即地址1000H送入DPTR。 2方式字或控制字(如MOV TMOD,#3),3即是控制字。 3常数(如MOV TH0,#10H)10H即定时常数。 4实际输出值(如P1口接彩灯,要灯全亮,则执行指令:MOV P1,#0FFH,要灯全暗, 则执 兄 令:MOV P1,#00H)这里0FFH和00H都是实际输出值。又如用于LED的字形码,也是实际给出的值。 理解了地址、指令的本质,就不难理解程序运行过程中为什么会跑飞,会把数据当成指令来运行了。 三、P0口、P2口和P3的第二功能用法 初学时往往对P0口、P2口和P3口的第二功能用法迷惑不解,认为第二功能和原功能之间 要有个切换的过程,或者说要有一条指令,事实是,各端口的第二功能完全是自动的,不需要用指令来转换。如P3.6、P3.7分别是WR、RD信号,当微片理机外接RAM或有外部I/O口时,它们挥作第二功能,不能作为通用I/O口使用,只要一微处理机一执行到MOVX指令,就会有相应的信号从 P3.6或P3.7送出,不需要事先用指令说明。事实上不能作为通用I/O口使用也并不是不能而是(使用者)不会将其作为通用I/O口使用。你完全可以在指令中按排一条S ETB P3.7的指令,并且当单片机执行到这条指令时,也会使P3.7变为高电平,但使用者不会 这么做,因为这通常这会导致系统当溃(即死机)。 四、程序的执行过程 单片机在通电复位后8051内的程序计数器(PC)中的值为0000H,所以程序总是从0000单元开始执行,也就是说:在系统的ROM中一定要存在0000H个单元,并且在0000单元中存放的一定是一条指令。 五、堆栈 堆栈是一个区域,是用来存放数据的,这个区域本身没有任何特殊之处,就是内部RAM的一组成部份,特殊的是它存放和取用数据的方式,即所谓的先进后出,后进先出,并且 堆栈有特 的数据传输指令,即PUSH和甈OP,有一个特殊的专为其服务的单元,即堆栈指 针SP 每当执一次 PUSH指令时,SP就(在原来值的基础上)自动加1,每当执行一次POP指令,SP就(在原 来值基础上)自动减1。由于SP中的值可以用指令加以改变,所以只要在程序开始阶段更改了SP值,就可以把堆栈设置在规定的内存单元中,如在程序开始时使用一条MOV SP,#5FH指令,就时把堆栈设置在从内存单元60H开始的单元中。一般程序的开头总有这么一条设置堆栈指针的指令,因为开机时,SP的初始值为07H,这样就使堆栈从08H单元 开始往后08H到1FH这个区域正是8031的第二、三、四工作寄存器区,经常要被使用,这会造成数据的浑乱。不过作者编写程序时,初始化堆栈指令也不完全相同,这是作者的习惯问 题。当设置好堆栈区后,并不意味着该区域成为一种专用内存,它还是可以象普通内存 区域一样使用,只是一般情 下编程者不会把它当成普通内存用了。系统的硬件采用单片机控制,硬件组成主要包括A/D、D/A转换器及其电路,放大器及放大电路,电源电路,热电偶温度传感器,控制电路,反馈检测电路,电压电流变换电路,电机,输入设定与输出显示设备等。元件的选取以系统各方面参数要求为准。五本课题需要重点研究的、关键的问题及解决的思路重点研究与关键问题:(1)单片机对温度的检测与控制;(2)单片机对电动机的控制;(3)单片机对划杆的控制。解决思路:1.1单片机温度控制的原理具体如下: 热电偶将炉温变换为模拟电压信号, 经低通滤波滤掉干扰信号后送放大器, 信号放大为05 V 后送模/ 数转换器转换为数字量送单片机。同时, 热电偶的冷端温度也由IC 温度传感器变为电压信号, 经放大和转换后送单板机。标度变换程度根据温检测值求得实际炉温 。数字调节器程序根据恒温给定值0 与的偏差, 按积分分离的PID 控制算法得到输出控制量ui 。数字触发器程序根据uc 控制电阻炉子的导通时间, 调节炉温的变化使之与给定恒温值一致。导通时间长, 输出功率大, 温度升高快; 导通时间短, 输出功率小, 温度升高变慢。显示与恒温判断程序完成炉温与恒温时间显示、恒温开始与恒温完成判别、恒温完成时给出声光指示信号。断偶判断程序根据温度检测值判断温度传感是否开路, 若开路, 则给出断偶报警信号。1.2单片机温度检测的原理具体如下: 热电偶传感器检测到一个在0-1000范围的温度值,因为热电偶的输出电压信号为0mV-41.32mV。热电偶把测量到温度值转化成自己的输出电压信号输给毫伏变送器,毫伏变送器把热电偶输出的信号转化为4mA-20mA的电流信号送给电流/电压变送器。电流信号经过电流/电压变送器的转化变成0-5V的电压信号。测得的电流信号经过反馈电路反馈来使系统自动调节电阻炉的温度。为了提高测量精度,变送器可以进行零点迁移。例如:若温度测量范围为0-400,热电偶给出016.4mV时,毫伏变送器零点迁移后输出4mA-20mA范围电流。 这样,采用8位A/D转换器就可使量化温度达到1.96以内。2 单片机对电动机控制的原理具体如下:单片机将给出一个脉冲信号给步进电动机,步进电机将脉冲信号转变成角位移,因此步进电机转动。步进电机是通过输入脉冲信号来进行控制的,即电机的总转动角度由输入脉冲数决定,而电机的转速由脉冲信号频率决定。它的工作原理如下:(1)控制换相顺序 通电换相这一过程称为脉冲分配。例如:三相步进电机的三拍工作方式,其各相通电顺序为A-B-CD,通电控制脉冲必须严格按照这一顺序分别控制A,B,C,D相的通断。 (2)控制步进电机的转向 如果给定工作方式正序换相通电,步进电机正转,如果按反序通电换相,则电机就反转。 (3)控制步进电机的角位移如果给步进电机发一个控制脉冲,它就转一步,再发一个脉冲,它会再转一步。两个脉冲的间隔越短,步进电机就转得越快。调整单片机发出的脉冲频率,就可以对步进电机进行调速。 六设计(论文)完成进度计划第01周至第02周:查阅中文及英文资料(并翻译一篇外文资料),收集模糊控制和恒压供水方面资料;第03周至第03周:完成毕业设计(论文)开题报告,并开始进行毕业设计;第04周至第05周:完成方案论证与比较设计;第06周至第07周:;第08周至第09周:;第10周至第12周:;第13周至第15周:整理相关资料,完成毕业设计(论文)手稿及最终电脑打印的毕业论文;第16周至第16周:毕业设计(论文)小组答辩;第17周至第17周:答辩。七指导教师审阅意见 指导教师(签字): 年 月 日八教研室主任意见教研室主任(签字): 系(签章) 年 月 日说明:1.本报告必须由承担毕业设计(论文)课题任务的学生在接到“毕业设计(论文)任务书”、正式开始做毕业设计(论文)的第2周或第3周末之前独立撰写完成,并交指导教师审阅。2.每个毕业设计(论文)课题撰写本报告一份,作为指导教师、教研室主任审查学生能否承担该毕业设计(论文)课题任务的依据,并接受学校的抽查。浙江工业大学浙西分校毕业设计(论文)文献综述课题名称:单片机控制的智能型自动名茶炒制机学生姓名:郑雪君 系 (部):信息与电子工程系 专业班级:04工自(1)班 指导教师:黄云龙、朱秋琴、廖东进 职 称:副教授、 助教、 助教 日 期:2007.05.03 4文献综述摘要:本设计采用单片机控制的智能炒茶,传感器是利用热电偶的温差电动势来检测温度,传感器将采集到的模拟信号经过放大器及其放大电路的放大,传送给A/D转换器。A/D转换器把送来的模拟信号经过其转换电路,转换成单片机能读的数字信号。经转换的数字信号与单片机内部存储的设定温度值进行比较,看是否符合要求,而后单片机把已比较的数字信号经过光电隔离再经过D/A转换反馈给可控硅。由可控硅对温度进行调控。一 引言3、5 在我国现有的炒茶机的各种机型中很难找到技术含量高、特别是可以实现自动化加工、连续化生产的机械产品的不足与缺点,本机械将单片机的体积小、功耗低、价格低、品种规格系列化、硬件具有广泛的通用性、有专门的开发系统等优点结合起来,对制茶机的炒制方法跟对炒锅温度的控制结合在一起,实现了自动化生产。本文根据传统炒茶工艺中存在的不足和缺点,将单片机控制技术应用于炒茶工艺中,实现单片机控制的智能化炒茶。该系统解决了传统炒茶工艺中耗时长、对人员炒茶技术要求高、无法大规模生产等缺点。通过生产新型机械和对旧机械的技术改造使制茶机能实现茶机的连续化、自动化生产。二机械制茶机的现状1、单片机技术现状1、4单片微型计算机简称为单片机,是在一块芯片上集成了一台微型计算机所需的CPU、存储器、输入/输出部件和时钟电路等。自问世以来,性能不断提高和完善,加之具有集成度高,功能强,体积小,供耗低,性能可靠,价格低廉等特点,因此,在工业控制、智能仪器仪表、数据采集和处理、通信系统、高级计算机、家用电器等领域的应用日益广泛,并且正在逐步取代现有的多片微机应用系统,数字单片机的位数越来越多,精度也越来越高。2、单片机在机械控制中的发展状况 电机是与电能的生产、传输和使用有着密切关系的电磁机构。在日常生活中,电机的使用随处可见,比如:在很多场合大量使用各种电动机作为原动机,用以拖动各种机械设备;在军事、信息和各种自动控制系统中,使用大量的控制电机,作为检测、执行和计算等元件。电机运动控制技术以电力半导体变流器件的应用为基础、以电动机为控制对象、以自动控制理论为指导、以电子技术和微处理器控制及计算机辅助设计(CAD)为手段,并且与检测技术和数据通信技术相结合,构成一门具有相对独立性的科学技术。在生产设备和过程自动化中发挥着日益重要的作用。3、单片机对温度传感器控制 热电偶的工作原理:两钟不同成分的导体(称为热电偶丝材或热电极)两端接合成电路,当接合点的温度不同时,在回路中就产生电动势,这种现象叫热电效应,而这种电动势称为热电动势。热电偶就是利用这种原理进行温度补偿测量的,其中,直接用作测量介质温度的一端叫做工作端,另一端叫做冷端:冷端与显示仪表或配套仪表连接,显示仪表会指出热电偶所产生的热电势。热电偶实际是一种能量转换器,它将热能转化为电能,用所产生的热电势测量温度,对于热电偶的热电势力,应注意如下几个问题:(1)热电偶的热电势是热电偶两端温度函数的差,而不是热电偶两端温度差的函数;(2)热电偶所产生的热电势的大小,当热电偶的材料是均匀时,与热电偶的长度和直径无关,只与热电偶材料的成分和两端的温差有关。(3)当热电偶的两个热电偶丝材料成分确定后,热电偶热电势的大小,只与热电偶的温度差有关。铜铜镍 (康铜)热电偶,分度号T,它的正极是铁,负极是铜镍合金。测温范围为-200+350。150时的热电势为6.702。主要特点是:精度高、热电极的均匀性好;因铜热电极易氧化,并且氧化膜易脱落,故在氧化性气氛中使用时,一般不能超过300,在-200+300范围内,它们灵敏度比较高。热电偶测温原理图温度传感器单片机放大器及放大电路A/D转换器及电路单片机对温度传感器的工作过程 测量放大器的特点运算放大器对微弱信号的放大,仅适用于信号回路不受干扰的情况。然而,传感器的工作环境往往比较恶劣,在传感器的两个输出端上经常产生较大的干扰信号,有时是完全相同的,完全相同的干扰信号称为共模干扰。虽然运算放大器对直接输入到差动端的共模信号有较强的抑制能力,但对简单的反相输入或同相输入接法,由于电路结构的不对称,抵御共模干扰的能力很差,故不能用在精密测量场合。因此,需要引入另一种形式的放大器,即测量放大器,又称仪用放大器、数据放大器,它广泛用于传感器的信号放大,特别是微弱信号及具有较大共模干扰的场合。测量放大器除了对低电平信号进行线性放大外,还担负着阻抗匹配和抗共模干扰的任务,他具有高共模抑制比、高速度、高精度、宽频带、高稳定性、高输入阻抗、低输出阻抗、低噪声等特点。放大电路框图模数转换器是连接模拟和数字世界的一个重要接口。A/D转换器将现实世界的模拟信号变换成数字位流以进行处理、传输及其他操作。A/D转换器的选择是至关重要的。所选择的A/D转换器应能确保模拟信号在数字位流中被准确地表示,并提供一个具有任何必需的数字信号处理功能的平滑接口,这一点很重要。目前的高速A/D转换器已被应用于各种仪表、成像以及通信领域中。对用户而言,所有这些应用都有着相似的要求,即以较低的价格实现更高的性能。滤波采样保持编码A/D转换器的工作过程框图用于评定A/D的最常用性能参数如下: 信噪比(SNR) 信号与噪声加失真之和之比(SINAD) 无寄生动态范围(SFDR) 差分线性误差(DNL或DLE) 积分线性误差(INL或ILE) 有效位数(ENOB) 增益误差 功耗三、系统的方案设计与工作过程基于单片机控制的温度控制系统构成如下图所示,系统采用热电偶检测温度经过放大后A/D转换成数字信号给单片机,由单片机内部设定的温度数值进行比较,查看是否超过温控警报,再经过过零检测后经过光电隔离反馈给出可控硅进行对电炉的温度控制。 单片机温控的总体构成框图浙江工业大学浙西分校毕业设计(论文)文献综述课题名称:单片机控制的智能型自动名茶炒制机学生姓名:郑雪君 系 (部):信息与电子工程系 专业班级:04工自(1)班 指导教师:黄云龙、朱秋琴、廖东进 职 称:副教授、 助教、 助教 日 期:2007.05.03 文献综述摘要 一 引言3、5 在我国现有的炒茶机的各种机型中很难找到技术含量高、特别是可以实现自动化加工、连续化生产的机械产品的不足与缺点,本机械将单片机的体积小、功耗低、价格低、品种规格系列化、硬件具有广泛的通用性、有专门的开发系统等优点结合起来,对制茶机的炒制方法跟对炒锅温度的控制结合在一起,实现了自动化生产。本文根据传统炒茶工艺中存在的不足和缺点,将单片机控制技术应用于炒茶工艺中,实现单片机控制的智能化炒茶。该系统解决了传统炒茶工艺中耗时长、对人员炒茶技术要求高、无法大规模生产等缺点。通过生产新型机械和对旧机械的技术改造使制茶机能实现茶机的连续化、自动化生产。二机械制茶机的现状1、单片机技术现状1、4单片微型计算机简称为单片机,是在一块芯片上集成了一台微型计算机所需的CPU、存储器、输入/输出部件和时钟电路等。自问世以来,性能不断提高和完善,加之具有集成度高,功能强,体积小,供耗低,性能可靠,价格低廉等特点,因此,在工业控制、智能仪器仪表、数据采集和处理、通信系统、高级计算机、家用电器等领域的应用日益广泛,并且正在逐步取代现有的多片微机应用系统,数字单片机的位数越来越多,精度也越来越高。2、单片机在机械控制中的发展状况 电机是与电能的生产、传输和使用有着密切关系的电磁机构。在日常生活中,电机的使用随处可见,比如:在很多场合大量使用各种电动机作为原动机,用以拖动各种机械设备;在军事、信息和各种自动控制系统中,使用大量的控制电机,作为检测、执行和计算等元件。电机运动控制技术以电力半导体变流器件的应用为基础、以电动机为控制对象、以自动控制理论为指导、以电子技术和微处理器控制及计算机辅助设计(CAD)为手段,并且与检测技术和数据通信技术相结合,构成一门具有相对独立性的科学技术。在生产设备和过程自动化中发挥着日益重要的作用。3、单片机对温度传感器控制 热电偶的工作原理:两钟不同成分的导体(称为热电偶丝材或热电极)两端接合成电路,当接合点的温度不同时,在回路中就产生电动势,这种现象叫热电效应,而这种电动势称为热电动势。热电偶就是利用这种原理进行温度补偿测量的,其中,直接用作测量介质温度的一端叫做工作端,另一端叫做冷端:冷端与显示仪表或配套仪表连接,显示仪表会指出热电偶所产生的热电势。热电偶实际是一种能量转换器,它将热能转化为电能,用所产生的热电势测量温度,对于热电偶的热电势力,应注意如下几个问题:(1)热电偶的热电势是热电偶两端温度函数的差,而不是热电偶两端温度差的函数;(2)热电偶所产生的热电势的大小,当热电偶的材料是均匀时,与热电偶的长度和直径无关,只与热电偶材料的成分和两端的温差有关。(3)当热电偶的两个热电偶丝材料成分确定后,热电偶热电势的大小,只与热电偶的温度差有关。铜铜镍 (康铜)热电偶,分度号T,它的正极是铁,负极是铜镍合金。测温范围为-200+350。150时的热电势为6.702。主要特点是:精度高、热电极的均匀性好;因铜热电极易氧化,并且氧化膜易脱落,故在氧化性气氛中使用时,一般不能超过300,在-200+300范围内,它们灵敏度比较高。热电偶测温原理图温度传感器单片机放大器及放大电路A/D转换器及电路单片机对温度传感器的工作过程 测量放大器的特点运算放大器对微弱信号的放大,仅适用于信号回路不受干扰的情况。然而,传感器的工作环境往往比较恶劣,在传感器的两个输出端上经常产生较大的干扰信号,有时是完全相同的,完全相同的干扰信号称为共模干扰。虽然运算放大器对直接输入到差动端的共模信号有较强的抑制能力,但对简单的反相输入或同相输入接法,由于电路结构的不对称,抵御共模干扰的能力很差,故不能用在精密测量场合。因此,需要引入另一种形式的放大器,即测量放大器,又称仪用放大器、数据放大器,它广泛用于传感器的信号放大,特别是微弱信号及具有较大共模干扰的场合。测量放大器除了对低电平信号进行线性放大外,还担负着阻抗匹配和抗共模干扰的任务,他具有高共模抑制比、高速度、高精度、宽频带、高稳定性、高输入阻抗、低输出阻抗、低噪声等特点。放大电路框图模数转换器是连接模拟和数字世界的一个重要接口。A/D转换器将现实世界的模拟信号变换成数字位流以进行处理、传输及其他操作。A/D转换器的选择是至关重要的。所选择的A/D转换器应能确保模拟信号在数字位流中被准确地表示,并提供一个具有任何必需的数字信号处理功能的平滑接口,这一点很重要。目前的高速A/D转换器已被应用于各种仪表、成像以及通信领域中。对用户而言,所有这些应用都有着相似的要求,即以较低的价格实现更高的性能。滤波采样保持编码A/D转换器的工作过程框图用于评定A/D的最常用性能参数如下: 信噪比(SNR) 信号与噪声加失真之和之比(SINAD) 无寄生动态范围(SFDR) 差分线性误差(DNL或DLE) 积分线性误差(INL或ILE) 有效位数(ENOB) 增益误差 功耗三、系统的方案设计与工作过程基于单片机控制的温度控制系统构成如下图所示,系统采用热电偶检测温度经过放大后A/D转换成数字信号给单片机,由单片机内部设定的温度数值进行比较,查看是否超过温控警报,再经过过零检测后经过光电隔离反馈给出可控硅进行对电炉的温度控制。 单片机温控的总体构成框图
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