LG涡流测厚仪的设计

-I-摘要钢铁在空气、水或土壤中很容易生锈，甚至完全损坏。每年因腐蚀造成的钢铁损失约占整个钢铁产量的1/10，因此钢铁的保护作用显得如此重要，一般采用钢铁表面镀锌的方法。钢铁表面镀锌不仅可以防止钢铁被腐蚀,还可以起到洁净钢铁表面、增强钢铁表面光洁度等一些作用。全球钢铁的需求，注定了锌的需求，而锌资源由供应过剩转为短缺，锌消耗持续增长，因此镀锌层的厚度选择显得重要，过薄的话不能起到工业需要的保护作用，过厚就会造成过度的浪费。厚度的测量是工业中一项必不可少的工业过程。本设计从理论出发，选择反射式传感器安装方法，通过研究涡流测量的原理，选择具有较大电压放大倍数的并联谐振进行测量，设计出相应的测量转换显示电路。根据设计要求，完成所规定的测量范围，通过合适的选择器件，达到精度要求。为工业测量钢铁镀锌层厚度提供一合适的器件。关键词：涂锌层，并联谐振，测厚，涡流-II-目录1引言.......................................错误!未定义书签。1.1课题背景.............................错误!未定义书签。1.2涂镀层测厚技术的发展现状.............错误!未定义书签。1.3涡流法测厚概述.......................错误!未定义书签。1.4课题设计的目的及意义.................错误!未定义书签。2系统方案设计与分析.........................错误!未定义书签。2.1引言.................................错误!未定义书签。2.2总体方案论证与设计...................错误!未定义书签。2.2.1硬件设计方案简述................错误!未定义书签。2.3软件设计.............................错误!未定义书签。3涡流测厚仪的硬件设计.......................错误!未定义书签。3．1涡流传感器..........................错误!未定义书签。3.1.1涡流测厚原理....................错误!未定义书签。3.1.2涡流传感器测量等效电路..........错误!未定义书签。3.1.3试验线圈的特性..................错误!未定义书签。3.1.4涡流趋肤效应...................错误!未定义书签。3.2晶振振荡.............................错误!未定义书签。3.3并联谐振测量.........................错误!未定义书签。3.4单片机系统...........................................13.4.1A/D转换........................................13.4.2单片机..........................................13.4.3LED结构与显示方式..............错误!未定义书签。4软件设计...................................................3-III-5系统调试...................................错误!未定义书签。5.1硬件系统的焊接与调试.................错误!未定义书签。5.1.1焊接............................错误!未定义书签。5.1.2调试............................错误!未定义书签。5.2软件调试.............................错误!未定义书签。5.3软硬联调.............................错误!未定义书签。6标定.......................................错误!未定义书签。参考文献......................................错误!未定义书签。致谢..........................................错误!未定义书签。附录1.........................................错误!未定义书签。附录2.........................................错误!未定义书签。-1-图2-1系统框图3.4单片机系统3.4.1A/D转换ADC0809是比较常用的模数转换器件之一，它是8通道8位逐次逼近式模数转换器，可实现对8路模拟信号的分时进行A/D转换，其转换时间为100us左右。可单一单电源供电，此时模拟电压输入范围为0～5v，无须调零和满度度调整。分辨率为8位，非调整误差为+1Lsb。输出电平与TTL电平兼容，单电源＋5V供电，模拟量输入范围为0～5V。3.4.2单片机AT89C51单片机（图3-6）是美国ATMEL公司生产的，它以8051为内核构成，与51系列单片机兼容。内部结构主要有：1个8位的CPU，片内Flash存储器，片内RAM，4个双向8位并行I/O接口，1个全双工串行I/O接口，2个16位的定时/计数器，多个优先级的嵌套中断结构及时钟振荡电路[17]。涡流传感器幅度检波信号发生器放大器A/D转化单片机系统显示系统-2-图3-6单片机芯片图管脚说明：VCC：供电电压。GND：接地。P0口：P0口为一个8位漏极开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。P2口：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流。P3口：P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL门电流。P3.0RXD（串行输入口）；P3.1TXD（串行输出口）；P3.2/INT0（外部中断0）；P3.3/INT1（外部中断1）；P3.4T0（记时器0外部输入）；P3.5T1（记时器1外部输入）；P3.6/WR（外部数据存储器写选通）；P3.7/RD（外部数据存储器读选通）；P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。-3-RST：复位输入。当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。AT89C51单片机的程序存储器和数据存储器分为不同的逻辑空间，使的可用8位地址来访问数据存储器。这样可提高8位CPU的存储和处理速度。程序存储器只可读不可写，用于存放编好的程序和表格。可寻址的程序存储器空间为64KB。它没有采用程序存储器分区的方法，64KB的地址空间是统一的。当EA管脚接高电平时，单片机执行内部ROM中的命令；EA管接低电平时，单片机就从外部程序存储器中取指令。数据存储器在物理和逻辑上都分为两个地址空间：一个内部和一个外部数据存储器空间。外部数据存储器的寻址空间可达64KB。具有2个16位的定时/计数器T0和T1。当它们用于定时应用时，相当于对系统机器周期记数的计数器。当它们用于记数应用时，实现对外部输入脉冲T0(或T1)的计数。4软件设计软件设计部分可具体分为开机显示、键盘扫描、厚度显示三块[20]。系统软件主流程图如下4-1所示：-4-图4-1主流程图根据主流程图的相应的软件程序将在附录中添加。开机显示流程图如4-2所示：Y开机扫描b键？置工作标志取反启动A/D标度变换显示厚度数码管最后一位显示该键值显示全零N-5-图4-2开机显示流程图因为最终要显示4位，所以置循环初值4R4，显示全8。初始化取Buf地址放0R置循环初值44RAR0@查表A置85RRLCADATC0INCR14R返回8次？N04R?N-6-图4-3为键盘扫描流程图：图4-3键盘扫描流程图有键按下时，显示“b”。无键开始键盘扫描显示全零延时5ms再次扫描按键取键值无键有键有键-7-图4-4为厚度显示流程图：图4-4厚度显示流程图本设计软件部分流程图，如上几图所示。清零并退出是启动A/D进行测厚读取转换结果标度变换显示测量转换值扫描键盘KET=0?无否-8-;______________________________________________________________ADC0809A:LCALLADC08091LCALLBIJIAO2LCALLBIANHUAN2LCALLDELLCALLDISLCALLTESTKEYJZADC0809A;A=0，即P3口不=0，没有键输入，调用显示程序LCALLDEL1;有键输入，延时5MSLCALLTESTKEY;再次检测键的输入JZADC0809A;A=0，即IN8001H中数不=0,没有键输入，调用显示程序LCALLGETKEY;A不=0，IN8001H中数=0，有键输入，调用获取按哪个键的程序MOVA,RKEY;显示表TAB中的内容送AMOVBUF+3,A;将显示表TAB中的内容低4位送41HCJNEA,#0BH,KK2AJMPADC0809BKK2:SJMPADC0809A;______________________________________________________________ADC0809B:LCALLADC08092;LCALLBIJIAO;LCALLBIANHUANLCALLDELLCALLDISLCALLTESTKEYJZADC0809B;A=0，即P3口不=0，没有键输入，调用显示程序LCALLDEL1;有键输入，延时5MSLCALLTESTKEY;再次检测键的输入JZADC0809B;A=0，即IN8001H中数不=0,没有键输入，调用显示程序LCALLGETKEY;A不=0，IN8001H中数=0，有键输入，调用获取按哪个键的程序MOVA,RKEY;显示表TAB中的内容送AMOVBUF+3,A;将显示表TAB中的内容低4位送41HCJNEA,#0AH,KK3AJMPADC0809AKK3:SJMPADC0809BBIJIAO:MOVA,BUF+1SUBBA,#01JCKKSETBP1.3-9-MOVA,BUF+1SUBBA,#04JNCKKSJMPKK1KK:CLRP1.3KK1:RET;___________________________________________BIJIAO2:MOVA,BUF+1SUBBA,#04JNCKK5SJMPKK4KK5:CLRP1.3KK4:RET;____________________________________________BIANHUAN:MOVA,BUF+1MOVB,#200MULABMOVR3,AMOVR4,BMOVA,BUFMOVB,#20MULABADDA,R3MOVR3,AMOVB,#100MOVA,R4DIVABMOVBUF+2,AMOVA,BADDA,R3;MOVA,BMOVB,#10DIVABMOVBUF+1,AMOVBUF,BRET;__________________________________________________BIANHUAN2:-10-MOVA,BUF+1MOVB,#200MULABMOVR3,AMOVA,BUFMOVB,#3MULABADDA,R3MOVR3,AMOVB,#100DIVABMOVBUF+2,AMOVA,BMOVB,#10DIVABMOVBUF+1,AMOVBUF,BRETPoweredby计算机毕业论文网