【正文】 河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）自動溫控?zé)岑焹x硬件電路設(shè)計畢業(yè)論文目 錄前 言 5第1章 概述 7167。 硬件電路原理 7167。 系統(tǒng)涉及的重要電路及元件 8167。 系統(tǒng)框圖 8第2章 穩(wěn)壓電源電路 9167。 三端穩(wěn)壓集成電路7805 9167。 穩(wěn)壓電源電路 9第3章 過零檢測電路和溫度控制回路 11167。 11167。 溫度控制回路 13第4章 人機界面 16167。 顯示屏LCD1602管腳定義和接線圖 16167。 17第5章 紅外溫度傳感器MLX90614 18167。 MLX90614簡介 18167。 MLX90614的結(jié)構(gòu) 19第6章 單片機的選擇 22第7章 紅外燈 23167。 紅外線療理簡介 23167。 紅外線光源 23第8章 電路板設(shè)計 25167。 電路板設(shè)計步驟概述 25167。 電路板設(shè)計具體流程 26第9章 電路調(diào)試 28167。 調(diào)試的注意事項及原則 28167。 具體調(diào)試過程 28第10章 系統(tǒng)軟件簡介 30第11章 系統(tǒng)機械設(shè)計簡介 31結(jié) 論 34參考文獻 36致 謝 38附錄 39附錄一：主板原理圖 39附錄二：電源和控制板原理圖 40附錄三：主板制板圖 41前 言熱療儀是通過加熱人體組織來實現(xiàn)臨床療效的儀器，主要有微波治療儀、紅外線治療儀、短波治療儀和 超短波治療儀等常見設(shè)備。這些設(shè)備主要機理是利用能產(chǎn)生熱效應(yīng)的電磁波，使人體組織溫度上升來擴張血管，改善血液循環(huán)，促進炎癥吸收和改善細(xì)胞的營養(yǎng)關(guān)系和新陳代謝。相比較而言，紅外線的穿透力最弱，治療時需要裸露人體組織。短波、超短波的穿透力最強，但是脂肪對此類電磁波的吸能太強，功率過高容易導(dǎo)致脂肪液化。其中微波治療儀的熱效應(yīng)最為顯著，因此療效也得到各醫(yī)療機構(gòu)的公認(rèn)。國外的熱療儀技術(shù)先進，主要特點包括： ETSPACE超高精度、高穩(wěn)定性、回應(yīng)快的測溫傳感器，℃，精確度為177?！?。監(jiān)測體內(nèi)溫度，并根據(jù)檢測資料實時調(diào)節(jié)控溫。 采用波長為700～1400納米的A波段近紅外線以弧形面狀均勻加熱，合理的風(fēng)道調(diào)節(jié)機制使人體各部位溫度均勻上升，沒有明顯的熱聚集，從而避免了局部皮膚溫度過高造成燙傷的危險。 系統(tǒng)選用世界上最先進的智能溫控儀表，它的控溫精度可達(dá)到177?！?，從而使系統(tǒng)對人體的絕對控溫精度達(dá)到177?！妗TSPACE 的控溫性能達(dá)到了世界領(lǐng)先水平。 熱療過程中對測溫、控溫、記錄、控制操作，實現(xiàn)全數(shù)字化管理，進一步提高了系統(tǒng)的準(zhǔn)確性和可靠性。而國內(nèi)以往治療儀的結(jié)構(gòu)不合理，治療效果不顯著，不能得到廣泛應(yīng)用。這次設(shè)計的紅外熱療儀在結(jié)構(gòu)和功能上的改進包括：一組位于軟件骨架上的定位指示燈，三燈光線交于一點，患者會對此更加敏感；合理的溫度控制，通過溫度傳感器，實現(xiàn)溫度控制精度在177?！妗Ｏ到y(tǒng)的設(shè)計主要包括三個方面，分別是：硬件電路的設(shè)計，系統(tǒng)軟件的設(shè)計和機械結(jié)構(gòu)的設(shè)計。而本論文則側(cè)重介紹硬件電路的設(shè)計和調(diào)試。第1章 概述167。 硬件電路原理自動溫控?zé)岑焹x總體上包括三個方面的組成：硬件電路，軟件和機械結(jié)構(gòu)。而本論文則側(cè)重介紹硬件電路的設(shè)計和調(diào)試。在硬件電路設(shè)計方面，該系統(tǒng)以單片機為核心，選取90614紅外溫度傳感器作為系統(tǒng)的輸入，實現(xiàn)它與單片機的連接，通過特定的通信協(xié)議實現(xiàn)兩者的通信。在輸出端，單片機直接通過傳感器的輸入溫度與設(shè)定溫度的判斷結(jié)果，通過發(fā)送控制信號實現(xiàn)對雙向可控硅的控制，進而調(diào)節(jié)紅外燈的通斷時間，實現(xiàn)其功率的調(diào)節(jié)。例如，熱療儀的一般最佳療效所對應(yīng)的人體最佳體溫是38℃，如果將系統(tǒng)的溫度設(shè)置為38℃，而此時傳感器檢測到的體表溫度只有36℃，那么系統(tǒng)就延長雙向可控硅的導(dǎo)通時間，從而延長紅外燈的導(dǎo)通時間，進而增大紅外燈的輸出功率，實現(xiàn)體表溫度的進一步升高，達(dá)到預(yù)期的38℃，實現(xiàn)熱療儀的最佳療效。具體如何實現(xiàn)雙向可控硅的通斷時間的控制呢？首先，必須得找到一段周期，在這段周期中，再控制雙向可控硅導(dǎo)通的時間和關(guān)斷的時間。本設(shè)計采用的是50Hz市電 直接接一個電橋，那么從電橋出來后，就是100Hz的周期信號，其周期為10ms，這個周期也就是控制雙向可控硅的周期。其次，還需要找到這個周期的起始位置，也就是說，得確定下來這個周期。本設(shè)計在這里采用了過零檢測電路，也就是檢測出一個周期的開始和結(jié)束零點。這樣，在這兩個檢測點之間就是一個周期了。當(dāng)然，零點檢測還有一個重要作用，就是給單片機輸入中斷信號。最后，單片機如何判斷這個周期的起始位置，也就是說，單片機執(zhí)行雙向可控硅通斷時間控制的基準(zhǔn)在哪里。本設(shè)計的過零檢測電路出來的是一個下降沿脈沖，把它直接接到單片機的外部中斷就行了。例如，單片機在接收到外部中斷后，在接下來的10ms這個周期中，如果單片機立即發(fā)出雙向可控硅的導(dǎo)通脈沖，那么紅外燈就一直亮，此時的功率就達(dá)到100%，而如果單片機在接到中斷后，延遲5ms后，再發(fā)送雙向可控硅的導(dǎo)通脈沖，那么這個周期中，紅外燈只導(dǎo)通半個周期，也就是，其功率只有50%。這就實現(xiàn)了紅外燈的功率調(diào)節(jié)，進而實現(xiàn)了溫度的控制。167。 系統(tǒng)涉及的重要電路及元件設(shè)計中涉及到的重要電路主要包括：單片機及其基本電路，如復(fù)位和晶振電路；5V穩(wěn)壓電源電路；過零檢測電路；雙向可控硅的控制電路；人機界面，主要是鍵盤和顯示器；傳感器接入電路等。所要用到的主要電子組件包括電橋，5V穩(wěn)壓器，光耦，雙向可控硅，顯示器等。167。 系統(tǒng)框圖自動溫控烤電治療儀硬件電路設(shè)計總體設(shè)計方框圖如下圖所示?？刂破鞑捎脝纹瑱CAT89C51，溫度測量部分采用非接觸式溫度傳感器MLX90614，用熒光顯示器完成顯示功能。 單 片 機 主 控 制 器測溫模塊顯示模塊鍵盤模塊控制模塊功率調(diào)節(jié) 熱療儀硬件框圖第2章 穩(wěn)壓電源電路167。 三端穩(wěn)壓集成電路7805電子產(chǎn)品中，常見的三端穩(wěn)壓集成電路有正電壓輸出的78 系列和負(fù)電壓輸出的79系列。顧名思義，三端IC是指這種穩(wěn)壓用的集成電路，只有三條引腳輸出，分別是輸入端、接地端和輸出端。它的樣子像是普通的三極管，TO 220 的標(biāo)準(zhǔn)封裝，也有9013樣子的TO92封裝。如下圖所示為其TO220封裝形式。 三端穩(wěn)壓集成電路TO220封裝 用78/79系列三端穩(wěn)壓IC來組成穩(wěn)壓電源所需的外圍組件極少，電路內(nèi)部還有過流、過熱及調(diào)整管的保護電路，使用起來可靠、方便，而且價格便宜。該系列集成穩(wěn)壓IC型號中的78或79后面的數(shù)字代表該三端集成穩(wěn)壓電路的輸出電壓，如7806表示輸出電壓為正6V，7909表示輸出電壓為負(fù)9V。因為三端固定集成穩(wěn)壓電路的使用方便，電子制作中經(jīng)常采用。 167。 穩(wěn)壓電源電路