传感器与测量技术课程设计

甘肃广播电视大学课程设计2006级春季机械设计制造及其自动化专业本科课程设计题目:皮带电子称重仪学生姓名:任立王旭同徐钢学号:061190114061190112061190115电大分校:甘肃电大亚盛分校工作站:玉门工作站学生所在单位:中核四零四总公司第三分公司中核华原钛白股份有限公司中核四零四总公司第三分公司指导教师:石敬东甘肃电大开放教育_2006_级（春、秋）机械制造专业（本科）课程设计成绩评定表分校：亚盛集团分校工作站：酒泉工作站班级代号：061190052姓名专业课程名称设计时间王旭同机械制造传感器与测量技术2007年10月设计题目皮带电子称重仪指导教师评语及评分签字（盖章）年月日设计小组评价意见及评分签字（盖章）年月日分校集中实践环节指导小组意见签字（盖章）年月日省电大集中实践环节指导委员会审核意见签字（盖章）年月日说明：1.答辩小组应填写评价意见，小组成员均应签名（盖章）。答辩小组不应少于3人。2.此表附于封面之后。3.此表由分校、工作站自行复制。目录第1章绪论................................................11.1课题研究的意义和目的...................................11.2课题的功能概述.........................................21.3课题研究的方案........................................3第2章数据采集部分..........................................52.1传感器..................................................52.1.1称重传感器........................................52.1.2速度传感器........................................62.2整形电路...............................................92.2.1施密特触发器的应用................................92.2.2整形器4093.......................................102.3初级放大器.............................................10第3章主机电路及键盘，显示器接口...........................143.1主机电路...............................................143.1.18031单片机内部结构..............................153.1.2址译码74LS138..................................173.1.3锁存器74LS373....................................193.1.4EPROM2764........................................203.1.5RAM6116.........................................213.1.6扩展接口8155....................................223.2.1显示器的选择....................................243.2.2驱动器7407和7406..............................263.3键盘接口电路.........................................26第4章模拟输入通道..........................................284.1输入通道逻辑电路.....................................284.2多路转换器CC4051......................................294.3放大器7605............................................304.4滤波电路..............................................324.4.1无源滤波.........................................324.4.2有源滤波........................................334.5A/D转换器............................................334.5.1A/D转换器的分类................................334.5.2A/D转换器的选择................................344.5.3A/D转换器的应用................................354.6采样保持器...........................................404.7缓冲器74LS244........................................404.8光耦隔离.............................................41第5章模拟输出通道.........................................445.1模拟输出通道逻辑电路..................................445.2U/I转换器AD694......................................445.3继电器MOC3041.........................................46第6章总体设计原理图........................................476.1掉电保护电路..........................................476.2超重报警电路..........................................486.3调零电路.............................................496.4稳压电源..............................................506.5总原理图...............................................51第7章系统软件设计..........................................547.1主程序..............................................LIV7.2键盘控制部分.........................................557.3A/D转换部分..........................................587.4通道选择部分.........................................597.5CED点阵显示部分......................................LIX7.6掉电保护部分........................................LXIII7.7超重报警部分.........................................LXIV7.8状态指示部分.........................................LXV7.9双字节加法程序.......................................66结论.......................................................69参考文献......................................错误!未定义书签。第1章绪论1[内容提要]近年来随着国民经济的高速增长和科学技术飞速发展，传感器和计算机的结合对信息和自动化技术起着重要的作用。计算机的高速运算、智能控制、数据处理等功能已广泛应用在各个领域。传感器可以提高劳动效率、提高产品质量、减轻劳动强度、可完成人原来所不能做的工作，促进了科学技术的发展。目前，在国防、航空、交通运输、能源、石油、化工等工业部门广泛应用。通过对“皮带电子称重仪”的设计，使我们进一步学习和掌握电子技术、单片机、传感器、微机控制技术、电气控制技术、计算机控制技术等知识及其综合应用，培养理论联系实际，解决实际工程问题的能力。本系统采用单片机8031为控制核心，实现皮带电子秤的基本控制功能。系统的硬件部分包括最小系统板、数据采集、人机交互界面三大部分。最小系统部分主要是扩展了外部数据存储器；数据采集部分由压力传感器、信号的前级处理和A/D转换部分组成；人机界面部分为键盘输入，LED显示，可以直观的显示中文，使用方便。[关键词]称重传感器，A/D转换，单片机，显示器，键盘第1章绪论1.1课题研究的意义和目的近年来随着国民经济的高速增长和科学技术飞速发展，传感器和计算机的结合对信息和自动化技术起着重要的作用。计算机的高速运算、智能控制、数据处理等功能已广泛应用在各个领域。传感器可以提高劳动效率、提高产品质量、减轻劳动强度、可完成人原来所不能做的工作、促进了科学技术的发展。目前，在国防、航空、交通运输、能源、石油、化工等工业部门广泛应用。目前，商用电子计价秤第1章绪论2的使用非常普及，逐渐会取代传统的杆称和机械秤。由压力传感器制作的电子称已广泛地应用到各行各业,特别是随着微处理机的出现，工业生产过程自动化程度的不断提升，压力传感器已成为过程控制中的一种必需的装置。当前，计算机应用技术、通信技术和传感技术可以说是电子信息技术的三大主要支柱，它们分别是智能系统的“感官”、“神经”和“大脑”。其中，计算机和通信技术发展相当迅速，而传感技术发展有些滞后，因此，我国和世界各国都视传感技术为现代电子信息技术的关键技术之一。传感器对于机械电子工程、控制、测试、计量等领域，都是必不可少的获取信息的关键部件。如果没有传感器检测各种信息，那么支撑现代文明的科学技术就不能发展，惟有模仿人脑的计算机和作为“电五官”的传感器的协调发展才能促进科学技术的飞跃。1.2课题的功能概述本系统采用单片机8031为控制核心，实现皮带电子秤的基本控制功能。系统的硬件部分包括最小系统板、数据采集、人机交互界面三大部分。最小系统部分主要是扩展了外部数据存储器；数据采集部分由压力传感器、信号的前级处理和A/D转换部分组成；人机界面部分为键盘输入，LED显示，可以直观的显示中文，使用方便。电子皮带秤由智能积算器、称重变送器、秤架、速度传感器及称重传感器组成。安装在秤架上的称重传感器检测皮带上的物料重量，将重量信号转换第1章绪论3成电量送入称重变送器，称重变送器将称重传感器输出的模拟量经8位A/D转换器转换为数字量；速度信号也由测速传感器检送到称重变送器转换为数字量，称重变送器将上述两个物理量进行预处理后通过电流环接口送到最远可至1000米外的智能积算器。智能积算器把接收到的重量信号及速度信号进行处理，得到物料的累计量和瞬时质量。实现对散状物料的连续、精确计量以及对散状物料的自动配料。它广泛应用于冶金，矿山，煤炭，化工，电力以及港口码头等行业。电子皮带秤对提高生产效率，降低劳动强度，提高产品质量有着不可估量的作用。