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《传感与检测技术》课程设计实施方案一、目的：传感与检测技术课程设计包括传感与检测技术的实验及课程设计部分，利用单片机课程设计制作的开发板作为控制平台，然后在配合我们在本课程设计中发给大家的传感器电路板及A/D、D/A电路板来完成规定的任务，这样既有效利用了我们大家手头上的资源，也对所学的知识达到了系统的实践练习。系统的架构如图1所示。图1传感与检测技术课设系统的架构本次课程设计要求每一小组用下面题目中的一个或几个再配合单片机课程设计的开发板设计一个测控软硬件系统，用所提供的元器件搭建硬件电路，编写程序语言，实现题目中所要求的功能。并填写好课程设计报告书。本次课程设计的目的在于使学生对《传感与检测技术》所讲的测控系统有更进一步的认识、理解，对学生进行实际操作训练，让其用所学的《传感与检测技术》知识，根据所发的各种传感器、A/D、D/A芯片和单片机开发板，自己动手设计一个测控系统，并调试成功。通过这次课程设计，要求学生进一步掌握传感与检测技术的知识，并在实践中深入的学习。二、对学生的要求：首先，系领导组织在设计期间对课程设计进行抽查考勤。学生应遵守实验室的组织管理和课程设计的要求，不迟到，不旷课，有事情要请假，在实验室不许大声喧哗要维持好上课纪律：其次要作好以下工作：1．查找光电传感器，霍尔传感器，温度传感器，光敏器件、ADC，DAC的资料。2．设计光电测控、霍尔测控、温度采集、光照度检测或数据采集的电路图。3．根据选取的方案和单片机开发板结合，进行有效的资源分配并设计具体的应用电路。4．利用汇编或C语言设计项目。5．通过编程和调试等技术手段完成课程设计任务书上试验部分的要求6．通过编程和调试等技术手段完成课程设计的任务，即一个综合的课题。7．对设计的系统进行测试，总结经验。8．撰写试验报告及课程设计报告。三、课程设计的要求：实验部分：实验部分包括有以下基本试验，分别是：1、光敏电阻试验主要内容：用万用表测试光敏电阻的亮电阻、暗电阻以及光敏电阻在不同光照度下的阻值，根据这些参数绘制出光敏电阻的光照特性曲线。2、红外光电传感器试验主要内容：传感器电路板上的红外光电传感器是反射式发射接收一体化红外光电传感器，当有浅色障碍物遮挡时传感器输出信号会发生变化，可以通过电路板上的LED指示进行观测，可以测量转速、位置等变化量。试验时可以通过万用表和示波器来测量传感器的参数和性能，记录这些参数并通过分析可以对红外光电器件有一个直观的认识，也可以把它的输出直接送给单片机开发板，通过单片机进行对象的测量和控制。3、霍尔传感器试验主要内容：传感器电路板上的霍尔传感器是美国霍尼韦尔公司的A3144或A44E，属于开光型霍尔传感器，输出为OC形式，和UGC3020结构一样，但驱动电流更大，可以达到200MA可以直接驱动继电器控制大功率负载。前端主要是通过测量磁场来检测一些物理量，如：转速，位置等。实验时通过万用表的测量来记录霍尔传感器的性能参数，也可以把它的输出直接送给单片机开发板，通过单片机进行对象的测量和控制。4、串行A/D试验主要内容：A/D、D/A板电路板上的A/D转换器是两线式串行8位ADC，是一种新型器件，硬件连接电路几乎精简到最少了，无需附加任何电路原件，试验要求和单片机开发板配合，通过单片机开发板的硬件资源和软件资源对其进行控制，采集模拟量，并把这个模拟量在开发板上的显示电路显示出来。（这个模拟量可以是任意的，也可以是传感器输出的，比如：光敏电阻的输出）5、并行D/A试验主要内容：A/D、D/A板电路板上的D/A转换器是一种典型的并行8位DAC，即DAC0832,结构是逐次逼近型，内部含两级锁存器，可以有三种工作方式，试验要求和单片机开发板配合，通过单片机开发板上的硬件资源和软件资源对其进行控制，单片价内部的数字量可以通过显示电路直接显示出来，通过测量DAC输出的模拟量来对两者进行对比，看是否一致，也可以通过单片机编程控制DAC输出正弦波、三角波、锯齿波、梯形波等信号，通过对DAC的应用，了解DAC的特性。6、1WIRE总线集成温度传感器—18B20实验主要内容：参考资料中的18B20的DATASHEET，把传感器和开发板连接起来，当然此硬件是最简单的了，只有三条线（不用说也知道是哪三条吧？），然后测量出温度值，精确到0.5度即可，当然您也可以做更高精度的程序，一秒钟刷新一次显示温度值；在此基础上，可以再做温度报警功能，可以预设包括温度上限超值报警和温度下限超值报警，这个可能对您来说也不难，但是我们再进一步，要求掉电之后温度报警上下限的设定值永不丢失，这个该怎么做哪？其实也不难，想想吧！！课程设计部分：课程设计部分要完成的任务是一个综合的题目，即把前面的五个试验中的几个有机结合起来，构成一个开环或者闭环的测控系统，体现出传感器、ADC、DAC和微控制器的应用，同时这个过程也是创新能力的培养，我们不要求特定的题目，大家发展更多的思路，更多的方案；如果真的没有思路，见下面我推荐的方案：方案1、用光敏电阻测量光照强度，然后通过ADC转换成数字量后，用0—100的级别在单片机开发板上把照度显示出来。方案2、在方案一的基础上，用DAC来控制一个LED，实现光线越弱LED发光越亮，光线越强LED发光越弱。方案3、用红外光电传感器或者霍尔传感器测量出小风扇或者小电机的转速，然后在单片机开发板上显示出来，单位是xx/min。方案4、在方案3的基础上，进一步控制电动机或者小风扇的转速，可以通过开发板上的按键调整转速，增加或者降低转速，也可以直接设定转速，达到恒转速调节控制。方案5：在方案一或者方案二的基础上，实现环境光照度改变时，电动机的转速也随着改变，环境光越亮电机转速越高，并且用传感器测量出即时速度，并在单片机开发板上显示出来，在这些过程中，电机的转向和转速也可以通键盘进行手工调节，或者直接输入速度值进行手工的预置，当然这样的调速是都是闭环调节过程，应该比较准确地锁定在预置转速上。方案6：在方案五的基础上把光照度改成温度，用18B20测出的温度值来代替光照度，实现温度越高电机转速也越高，温度越低电机转速也越低，其它功能雷同。方案7：在以上的要求中加入PID调节，或者其它的好的想法，甚至可以天马行空地想一些更好的方案！！往届案例：往届学生做的案例效果很好，下面的就是一个往届学生做的案例，其中我们看到的主要电路有：1、单片机开发板2、电源接口模块3、AD,DA模块3、传感器模块4、电机驱动电路；实现的主要功能是在LCD液晶上和数码管上同时显示出直流电机风扇的转速、环境光的照度、当前的温度等信息，并且风扇的转速可以随着温度或环境光的强弱线性增长（当环境光全暗时停转），也可以用单片机开发板上的键盘控制，具体控制功能有、速度加、速度减、停转、反转、也可以直接输入预设速度值，如下图所示：图2传感与检测技术课设往届案例四、步骤：1、查阅教师制定的传感器、芯片的资料，确定系统的方案。2、画出所设计电路系统方框图和原理图，掌握系统的工作原理，并对系统工作过程进行文字性描述。3、对系统进行软硬件资源分配及优化组合。4、认真列出元件明细报表，注明所选元件标号、型号、数量、标称值、元件封装及相关参数填报告。5：设计程序流程图和C或汇编原语言程序并调试软件。6、下载程序至系统板，进行软硬件综合调试。7：记录各个环节的问题、心得和测试参数。8：认真完成课程设计报告。五、指导教师：徐源曹原六、课程设计成绩考核及时间地点安排：教师组织考核，对每个学生做出评语，成绩可按：优、良、中、及格、不及格分为五等。教师通过设计答辩或经验交流形式，了解学生设计水平。根据学生电路基本知识掌握的程度，嵌入式最小系统电路设计和软硬件综合设计与调试能力，整机的调试、维修，独立分析解决问题的能力和创新精神，课程设计总结报告的书写评定成绩。每个课程设计的最后一周的周五进行答辩，其中每一部分所占总成绩的比例及时间安排如下：总成绩的比例：考勤30%，操作40%，报告30%。时间：12-13周1：查找资料并设计系统电路原理图。（2天）2：设计程序结构并画出程序流程图。（2天）3：系统硬件资源的整合，包括硬件的的焊接和调试处理。（1天）4：利用C语言和SMC汇编语言设计功能项目（2天）5：系统整体的实现，包括程序调试和功能调试（2天）6：总结报告：书写设计说明书、工艺流程、报告。（1天）地点：电子与电气工程学院4203实验室撰槁人教研室主任学院院长签名日期电子与电气工程学院（电子信息工程教研室）2013/04/05