【正文】 度檢測元件 ,下圖為光電耦合器傳輸隔離示意圖 : 圖 傳輸隔離電路圖 壓電式傳感器的設(shè)計 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12ABCD121110987654321DCBAT i t l eN u m b e r R e vi s i o nS i z eA1D a t e : 1 9 J u n 2 00 7 S he e t o f F i l e : E : \ 曹德寶 \ 2 2\ B a c k up of 1 1. S c h D r a w n B y : U1 U?O P T O I S O 1 R?R E S 2 + V C C 2+ V C C 1 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 3 傳感器的選擇設(shè)計 20 對 鍋爐 壓力進(jìn)行測量 ,采用的是壓電式傳感器來對壓力進(jìn)行檢測 , 可分為正壓電效應(yīng)和逆壓電效 應(yīng)。 ( 2 8 )XXZ Y Z XYYAAq d F d F? ? ? ? ? 式中， AX為極化面面積； AY為受力面面積。圖 畫出了壓電傳感器完整的等效電路 圖 壓電傳感器的等效電路 ② 基本測量電路 壓電傳感器 的測量電路要求前級輸入端需要有足夠高的阻抗 要 。圖 是電荷放大器連接的等效電路。Cf 越小則放大器的靈敏度越高。 BBB1: MOV A， 37H ADD A， 10 CLR C SUBB A， 3BH JNC OK2； CLR ； MOV A， 37H ADD A， 20 CLR C SUBB A， 3BH JNC OK2 CLR ； SETB RET 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 4 系統(tǒng)軟件的設(shè)計 25 ok2: CLR RET 水位檢測主程序 這是程序運行的主要程序段，主要實現(xiàn)啟動 ADC0809 轉(zhuǎn)換器，并從 A/D 轉(zhuǎn)換器采集信號， SHUICPM:MOV A， P1 ANL A， 0FH MOV 30H， 0FH ； 00001111 CJNE A， 30H， AAA1 SETB SETB ； set b 水位狀態(tài)標(biāo)志位 AJMP OUT2 AAA1: MOV 30H， 0EH； 00001110 CJNE A， 30H， AAA2 SETB CLR AJMP OUT2 AAA2: MOV 30H， 0CH； 00001100 CJNE A， 30H， AAA3 CLR CLR AJMP OUT2 AAA3: MOV 30H， 08H ； 00001000 CJNE A， 30H， AAA4 CLR 。 因此軟件程序較簡單，整個軟件部分分為以下幾個部分。所以有 故放大器的輸出電壓為 當(dāng) A1，而 (1+A)Cf時，放大器輸出電壓可以表示為 Q C au a = Q/C a u 0C au a = Q/C aQ C a C c C iR a R i QC aC c C iR a R iQ C a C c C iR a R iC fR fN0000( ) ( ) ( 1 )f i f f fUUQ U U C U C A CAA? ? ? ? ? ? ? ?0 0 0( ) [ ( 1 ) ] ( 1 )i c a f fU U UC C C Q A C Q A CA A A? ? ? ? ? ? ? ? ? ?0 (1 )i c a fAQU C C C A C?? ? ? ? ?式（ ） 式（ ） 式（ ） 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 3 傳感器的選擇設(shè)計 22 由式中可以看出，由于引入了電容負(fù)反饋，電荷放大器的輸出電壓 只 與傳感器產(chǎn)生的電荷量及放大器的反饋電容有關(guān)。 采用的是 電荷放大電路。其電容量為 式中， ε0 為真空介電常數(shù)： ε 為壓電材料的相對介電常數(shù)； h 為壓電元件的厚度；A 為壓電元件極板面積。 對于壓電陶瓷，通常取它的極化方向為 Z軸。當(dāng)有信號電壓加到光電耦合器的輸入端時 ,放光器放光 ,光敏器受光照而產(chǎn)生光電流 ,使出端產(chǎn)生相應(yīng)的的電信號 ,從而實現(xiàn)了電 光 電的傳輸和轉(zhuǎn)換。由于有導(dǎo)光管保護而不受光路污染，從而達(dá)到高精度、高靈敏度。最后，隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，光電傳感器在價錢方面可以同用其他技術(shù)制造的傳感器競爭。 4123Ic(mA)20406080100Kr(%)1 21 . 00 . 5 1 . 5 2 . 0i (μ m ) 8 12E e =2 5 00 lx2500lx1500lx1000lx500 lx2500lx1 硅光敏晶體管 2 鍺光敏晶體管攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 3 傳感器的選擇設(shè)計 18 圖 光敏三極管的伏安特性 ③ 光電特性 在光敏電阻兩極間電壓固定不變時，光照度與亮電流間的關(guān)系稱為光電特性，光敏電阻的光電特性呈非線性，如圖 所示： 圖 某型號光敏電阻的光電特性 （ a）光照 /電阻特性 （ b）光照 /電流特性 ④ 溫度特性 溫度特性 溫度↑，暗電阻和靈敏度↓ ⑤ 頻率特性 光敏晶體管受調(diào)制光照射時，相對靈敏度與調(diào)制頻率的 關(guān)系稱為頻率特性。 的基本特性 ① 光譜特性 在入射光照度一定時，光敏晶體管的相對靈敏度隨光波波長的變化而變化，一種光敏晶體管只對一定波長范 圍的人射光敏感，這就是光敏晶體管的光譜特性，見圖 ： 圖 光敏晶體管的光譜特性 由曲線可以看出，當(dāng)入射光波長增加時，相對靈敏度要下降，這是因為光子能量太小，不足以激發(fā)電子 — 空穴對。光電傳感器設(shè)計靈活，形式多樣，在越來越多的領(lǐng)域內(nèi)得到廣泛的應(yīng)用。 其工作原理與二極管相似。光電池是基于光生伏特效應(yīng)制成的是自發(fā)電式有源器件。它們的光電發(fā)射極即光明極就是用具有這種特性的材料制造的。 液位傳感器的主要組成光敏三級管就是屬于模擬式光電傳感器。由上至下的第一個位置為水位上限報警線，即當(dāng)水位高于此位置時，開水房控制系統(tǒng)就會自動報警，提醒工作人員注意，加水電磁閥有可能出故障；第二個位置是自動停止加水線，即當(dāng)水位高于此位置時，控制系統(tǒng)會自動關(guān)閉加水電磁閥，停止加水；第三個位置是自動加水線，即當(dāng) 水位低于此位置時，控制系統(tǒng)會自動接通加水電磁閥，開水加水；第四個位置是水位下限報警線，即當(dāng)水位低于此位置時，開水房控制系統(tǒng)就會自動報警，提醒工作人員注意，加水電磁閥可能出故障。本設(shè)計主要采用的是電容式傳感器、光電式傳感器和壓電式傳感器來對液位、溫度和壓力進(jìn)行檢測 ， 在把檢測的電信號通過 ADC0809 入到單片機進(jìn)行分析 ,在由 LED 進(jìn)行顯 示和鍵盤控制 、 實行對液位、溫度和壓力的報警。還有非前者用軟件來識別和產(chǎn)生代碼，后者則用鍵盤來識別，鍵盤處理程序?qū)崿F(xiàn)對鍵盤的管理，顯示具體見下圖。動態(tài)顯示的亮度與導(dǎo)電電流有關(guān)，也與點亮?xí)r間和間隔時間比例有關(guān)。這種顯示器顯示方式的每一個七位顯示器需要一個八位輸出控制，我的設(shè)計就是采用的就是靜態(tài)顯示。 在微型機系統(tǒng)中， LED 常用的顯示方法有兩種。下圖為 ADC0809 芯片的引腳圖。ADC0809 是 8位 8通路逐次逼近式 A／ D 轉(zhuǎn)換器，輸入電壓在 (O～ 5)V，最大不可調(diào)誤差小 177。 依照此方法從低到高依次進(jìn)行比較 。 ④ 非線性誤差。 在 校準(zhǔn)前提下有效刻度內(nèi)模擬量的輸出與理論值之差，用 ISB 來表示和該偏差相對滿刻度的百分比 。就 8 位 D／ A 轉(zhuǎn)換器而言，每一數(shù)字輸入位所代表的輸出模擬量是其相鄰的 2倍，這樣就組成二進(jìn)制數(shù)字量到模擬量的轉(zhuǎn)換器。輸入二進(jìn)制數(shù)據(jù) D7～ DO 控制 電子開關(guān)組，當(dāng)某 一位為 “1” 時，則電子開關(guān)閉合，基準(zhǔn)電壓 Vin 接電阻解碼網(wǎng)絡(luò)，使μ AEV+I Φ結(jié)構(gòu)示意圖和圖形符號 基本電路a ) b)EU 0ceIcR LNNPa)結(jié)構(gòu)示意圖 b)基本電路μ AEV+I Φ結(jié)構(gòu)示意圖和圖形符號 基本電路a )b)EU 0ceIcR LNNPa)結(jié)構(gòu)示意圖 b)基本電路攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 2 系統(tǒng)硬件設(shè)計 10 某一支路電阻上有電流流過。由上至下的第一個位置為水位上限報警線，即當(dāng)水位高于此位置時，開水房控制系統(tǒng)就會自動報警，提醒工作人員注意，加水電磁閥有可能出故障；第二個位置是自動停止加水線，即當(dāng)水位高于此位置時，控制系統(tǒng)會自動關(guān)閉加水電磁閥，停止加水；第三個位置是自動加水線，即當(dāng)水位低于此位置時，控制系統(tǒng)會自動接通加水電磁閥，開水加水；第四個位置是水位下限報警線，即當(dāng)水位低于此位置時，開水房控制系統(tǒng)就會自動報警，提醒工作人員注意，加水電磁閥可 能出故障。只不過原理正好相反 ,當(dāng)有電流導(dǎo)體內(nèi)部產(chǎn)生光電流 ,照射在 PN 結(jié)上 ,在內(nèi)部產(chǎn)生光電流 , 它具有體積小、功耗低、壽命長、響應(yīng)快、機械強度高等優(yōu)點，并能和集成電路相匹配。 光敏二極管 的作用 就把光信號轉(zhuǎn)換成了電信號。 液位傳感器設(shè)計 在鍋爐液位控制系統(tǒng)中 ,傳感器的選擇是非常重要的 ,傳感器是能感受規(guī)定的被測量 ,并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號的器件或裝置 ,它通常由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成 ,它的性能直接影響到整個檢測系統(tǒng) ,對檢測精確度起著重要的作用。 而且 當(dāng)訪問外部程序存儲器， ALE 會跳過一個脈沖。初始復(fù)位將 不改變 RAM 的狀態(tài)， 8051 的初始態(tài)如下 ： 表 寄存器初始狀態(tài) 特殊功能寄存器 初始態(tài) 特殊功能寄存器 初始態(tài) ACC PSW 07H DPL IP IE TMOD SCON P0P3 00H 00H 00H 00H xxx00000B 0x00000B 00H xxxxxxxxB 1111111B B SP TH0 TL0 TH1 TL1 TCON SBUF PCON 00H 07H 00H 00H 00H 00H 00H 00H 0xxxxxxxB 8051 的復(fù)位方式 分為手動和自動復(fù)位。 在對單片機設(shè)計中， P0 口作為程序存儲器擴展口，且是擴展并行輸入 /輸出接口的接口，另外也作為模數(shù)轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)傳輸口 ,P2 口為程序存儲器擴展口的高八位地址總線口， P1口為輸入 /輸出口。 8051 的時鐘 可分為 兩種方式 ： 一種 為 片內(nèi)時鐘振蕩方式，但需在 18和 19 腳外接石英晶體 (212MHz)和振蕩電容 ,振蕩電容的值一般取 10p30p。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12ABCD12