【正文】 D D3 導(dǎo)通， D D4 截止，流過(guò)負(fù)載的電流方向與正半周一致。如果實(shí)在需要輸出大電流，那么首先要保證使用的散熱片要足夠大，否則會(huì)被熱擊穿 ； （ 5）指示電路：電源是否設(shè)計(jì)成功我們可通過(guò)發(fā)光二極管來(lái)做指示，它具有單向?qū)щ娦?，一般最低電流要求?5mA，他的亮度也使根據(jù)電流的大小決定的，亮度與電流成東華理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 硬件部分 10 正比，但它有一個(gè)最大值，超過(guò)此值，會(huì)燒毀二極管，一般我們控制在 3 到 20mA 之間，在這里，二極管上有個(gè)電阻，我們稱為“限流電阻”，發(fā)光二極管的正極稱為陽(yáng)極，負(fù)極又稱為陰極，電流只能從陽(yáng)極流向陰極，原理與剛才的穩(wěn)壓二極管差不多，分辨直插式發(fā)光二極管陰陽(yáng)兩極的方法很簡(jiǎn)單，一般情況下，引腳長(zhǎng)的那一只為陽(yáng)極，短的為陰極，或者，仔細(xì)看他的帽子有一邊不是圓形而是直線 式的，那么這一邊就是負(fù)極。2V c o51GND55 5O U T3U155 5IN3O U T F I L T1L O O P F I L T2G N D7V c c4O U T8T I M C A P6T I M R E S5U2L M 56 7R15KR21KC110 4C210 4V C CQ2N P N P H O T OD1P H O T OR35KQ1N P NR420 KC310 4C41u FC50. 1u FC647 00 p FR55KV C CP 3 2 圖 322 滴速檢測(cè)電路 是 LM567 鎖相音頻譯碼器的鎖相中心頻率。 下面詳細(xì)說(shuō)明一 下 LM567 的管腳功能，如圖 323 所示。彈性小按鍵被按下時(shí)閉合，松手后自動(dòng)斷開(kāi)，自鎖式按鍵按下時(shí)閉合會(huì)自動(dòng)鎖住，只有再次按下時(shí)才彈起斷開(kāi)，而單片機(jī)的外圍控制用小彈性按鍵比較好，所以我們此次鍵盤(pán)均采用彈性小按鍵。 通常把這些叫做液晶顯示器，簡(jiǎn)稱液晶。 復(fù)位電路R S T單片機(jī)片內(nèi) R5R E S 2C1C A PS1S W P BVCCG N DRST 圖 328 單片機(jī)片內(nèi)復(fù)位電路結(jié)構(gòu) 圖 329 手動(dòng)復(fù)位電路 復(fù)位電路電路的復(fù)位方式有三種，分別是手動(dòng)復(fù)位、上電復(fù)位和看門(mén)狗復(fù)位。晶振的主要作用是提供時(shí)鐘頻率，值越大，時(shí)鐘頻率越高，則 CPU的運(yùn)行速度也就越快。復(fù)位的功能主要有兩個(gè)，一個(gè)是當(dāng)復(fù)位腳接通控制使能端之后，允許在移位寄存器中寫(xiě)入地址或者命令，另外一個(gè)是 RST 提供終止數(shù)據(jù)的傳送手段有單字節(jié)或多字節(jié)。在使用的過(guò)程中如果有脈沖信號(hào)被電機(jī)檢測(cè)C1C2C R Y S T A L N O T至內(nèi)部時(shí)鐘電路東華理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 硬件部分 16 到，他就會(huì)按原先設(shè)定好的方向轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)固定的角度，我們把這個(gè)角度叫做步進(jìn)角。 SPEAKER 引腳連接到單片機(jī)的 口，剛開(kāi)始給他一個(gè)低電平，當(dāng)液面到達(dá)警戒線位置時(shí)，將信號(hào)直接賦給單片機(jī)，然后直接將 口的電平拉高，則引起 speak 報(bào)警，在按鍵的功能鍵中有清除報(bào)警，直接按下此鍵既可消除報(bào)警。逐漸減小比例度，即加大比例放大系數(shù) Kp，直至系統(tǒng)對(duì)輸入的階躍信號(hào)的響應(yīng)出現(xiàn)臨界振蕩（穩(wěn)定邊緣），將這時(shí)的比例放大系數(shù)記為 Kp,臨界振蕩周期記為 Tk。 “曲線漂浮繞大灣，比例度盤(pán)往小扳”系統(tǒng)響應(yīng)曲線震蕩頻率低，減小比例。 東華理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 硬件部分 20 ⑵ 在放置元件的時(shí)候，盡量將帶有數(shù)值或者辨認(rèn)值 得那一端朝上，并且擺放時(shí)盡量使讀數(shù)的方向一樣，這樣在制作者進(jìn)行辨認(rèn)的時(shí)候更省事，元件插入的時(shí)候要盡量在孔中央放正，焊好之后要看起來(lái)排列很整齊美觀， 上端的引線不要留得太長(zhǎng)以免與其他元器件短路。 PCB 板的制作 我們制作的 PCB 板當(dāng)然是最簡(jiǎn)單的單層板，下述主要針對(duì)說(shuō)明一下 PCB 板的制作流 程： 根據(jù)電路功能 首先 需要設(shè)計(jì)原理圖。后續(xù)的打孔及焊接就不做敘述，小心即可。 原理圖畫(huà)完之后，要將里邊的各個(gè)元件進(jìn)行封裝，需注意的是元件的封裝一定要根據(jù)實(shí)際的尺寸進(jìn)行配對(duì)，這樣導(dǎo)出來(lái)的模板才和器件有相同的尺寸和網(wǎng)格，元件封裝完成之后要生成網(wǎng)絡(luò)表， 網(wǎng)絡(luò)生成以后，就需要根據(jù) PCB 實(shí)際 板的大小來(lái) 排布 各個(gè)元件的位置， 相同的元件盡量放在一起，這樣板子看起來(lái)不但整齊而且有利于焊接， 在放置時(shí)一定要 確保各個(gè)元件的引線不交叉。 ③焊料與焊劑的使用要適量，使用太多會(huì)在電路板的管腳周?chē)纬珊芏嘟^緣物質(zhì)，如果這些物質(zhì)流入管腳的焊接點(diǎn)上，會(huì)造成元件與電路板脫離，出現(xiàn)焊接不牢固的現(xiàn)象。 “動(dòng)差大 來(lái)波動(dòng)慢。將求得的各參數(shù)值加入 PID控制器 ,閉環(huán)運(yùn)行 ,觀察控制效果 ,并作適當(dāng)?shù)恼{(diào)整以獲得比較滿意的效果。設(shè)計(jì)好的界面如下圖 3214： 圖 3214 GUI工具界面 擴(kuò)充比例度法整定數(shù)字 PID控制器參數(shù)的步驟是： （ 1） 預(yù)選擇一個(gè)足夠短的采樣周期 T。 ULN2020 工作電壓高，工作電流大 ,但是在 5V 的 工作電壓下，它可以將 CMOS 和 TTL 電路直接相連，來(lái)處理一些原先需要標(biāo)準(zhǔn)邏輯緩沖器來(lái)處理的數(shù)據(jù)。 V c c 21X12X23G N D4 R S T 39。 DS1302 芯片的供電電壓用的是 VCC1 和 VCC2 中比較大的那一個(gè)。 晶振電路 單片機(jī)內(nèi)部有一個(gè)由反向放大器構(gòu)成的振蕩電路，芯片上有兩個(gè)外部時(shí)鐘腳，這兩個(gè)腳 XTAL1 和 XTAL2 分別為振蕩電路的輸入端和輸出端。復(fù)位是指不管是手動(dòng)的還是自動(dòng)的操作方式，能讓單片機(jī)所有的寄存器全部初始化。 按鍵的連接方法如圖 326，上端的I/O 口與單片機(jī)的任一 I/O 口相連，按鍵在被按下時(shí)他的觸點(diǎn)電壓變化過(guò)程如圖 圖 325 觸點(diǎn)電壓變化過(guò)程 325，從圖中可以看出來(lái)，理想波形與實(shí)際波形之間區(qū)別有點(diǎn)大，人在按下按鍵的那一過(guò)程中，是需要花費(fèi)點(diǎn)時(shí)間的，這段時(shí)間一般為 5到 10ms，這與抖動(dòng)的時(shí)間長(zhǎng)短和按鍵的機(jī)械特性相關(guān)，通常我們手動(dòng)按下鍵然后立 即釋放，這個(gè)動(dòng)作中穩(wěn)定閉合的時(shí)間超過(guò) 20ms，抖動(dòng)的這個(gè)動(dòng)作我們得延時(shí)來(lái)判斷，以防產(chǎn)生誤判，在這我們用軟件延時(shí)的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)鍵盤(pán)的去抖問(wèn)題，這樣做就省去了很多不必要的麻煩，有利于調(diào)試的順利進(jìn)行。當(dāng) Uc下降到≤ 31 VDD 后，輸出又變?yōu)楦唠娖剑曳烹姽?VT截止，然后電源 VDD通過(guò) R1 和 R2又對(duì)電容 C1 充電，又使 Uc 從 31 VDD 上升到 32 VDD，這樣周而復(fù)始，在輸出端便得到一串連續(xù)的波形。在此處 LM567和其他電容電阻構(gòu)成鎖相環(huán)音頻譯碼集成電路 ,通過(guò) NE555是提供給 LM567的載波信號(hào)，東華理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 硬件部分 11 調(diào)節(jié) R1，使 LM567 的載波信號(hào)頻率與 LM567 的捕捉中心頻率一致，調(diào)節(jié) R3可以改變檢測(cè)電路的靈敏度。同時(shí)也可使電路更好的形成模塊，更方便來(lái)調(diào)試。我們此處先用一個(gè)大電容作為輸入的濾波，然后再用小電容進(jìn)一步的在輸出濾波以使直流電更加純粹，脈動(dòng)成分更小，電路更穩(wěn)定。通電時(shí) 單片機(jī) 液位檢測(cè) 滴速檢測(cè) 時(shí)間模塊 電機(jī)控制 主從機(jī)通信 顯示模塊 鍵盤(pán) 報(bào)警模塊 東華理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 硬件部分 9 一般是由 P區(qū)導(dǎo)向 N區(qū)， P 區(qū)的載流子是 空穴 ,N區(qū)的是電子，在 P區(qū)和 N 區(qū)間形成一定 + C110 0uF+ C210 uF12J1C O N 2D5L E DR147 0T1T R A N S 3V i n1GND2V o ut3U178 05F1F U S E 1D1D I O D ED2D I O D ED3D I O D ED4D I O D E 圖 321 電源部分電路原理圖 的障礙物，這個(gè)障礙物即位壘。 通過(guò)比較論證，我們選擇方案二。 方案三：本系統(tǒng)可以選擇通信方式之一是 RS485 半雙工串行方式。 滴速控制方式的選擇 方案一：控制滴液瓶的升降，通過(guò)電機(jī)來(lái)控制吊瓶升降，根據(jù)氣壓的不同，滴液速度會(huì)發(fā)生相應(yīng)的變化，這種方法簡(jiǎn)單易實(shí)現(xiàn)，但是滴管長(zhǎng)度有限，而且受制于受液瓶的高低，控制起來(lái)會(huì)有許多不定因素。伺服電機(jī)與步進(jìn)電機(jī)主要的區(qū)別一個(gè)是在控制精度方面和過(guò)載能力方面，伺服電機(jī)要比步進(jìn)電機(jī)高點(diǎn)，過(guò)載能力強(qiáng)，這種電機(jī)一般用在高起動(dòng)轉(zhuǎn)矩、低慣量的系統(tǒng)中。 綜合可慮：方案一原理簡(jiǎn)單，可靠性強(qiáng)，但難于實(shí)現(xiàn)而且對(duì)患者身體不利，方案二不可靠，因此，選擇方案三。這個(gè)方案簡(jiǎn)單方便，又容易采納，所以我們選用此方案。這樣既可將液滴與電信號(hào)的對(duì)應(yīng)關(guān)系建立起來(lái)，實(shí)現(xiàn)點(diǎn)滴計(jì)數(shù)。 （ 2）從站功能： a 在實(shí)物上能顯示出點(diǎn)滴速度，能顯示出報(bào)警信號(hào)，而且滴速和從站號(hào)可以設(shè)定。并且滴速值也可用鍵盤(pán)來(lái)設(shè)定并將其顯示出來(lái)，將滴速的范圍設(shè)定在 20～ 150 滴每分鐘，控制誤差范圍為設(shè)定值 10%滴之內(nèi)相差正負(fù) 1滴左右。并且在點(diǎn)滴快完時(shí)能報(bào)警，在這里我們采用軟件報(bào)警。這個(gè)裝置運(yùn)用到很多與專(zhuān)業(yè)相關(guān)的知識(shí)，與以往不同的是，我們是在以理論的基礎(chǔ)上來(lái)做出實(shí)物，把知識(shí)更好的運(yùn)用到實(shí)際當(dāng)中，理論與實(shí)際相結(jié)合，更能體現(xiàn)其實(shí)用性，也更能宏觀的看出在哪些方面需要做進(jìn)一步的改善。 學(xué)位論文指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日 滴液速度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)（硬件部分） Drip speed control system design(Hardware part) 2020 年 6 月 1 日 東華理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 摘要 I 摘 要 本文主要闡述如何利用單片機(jī)設(shè)計(jì)并制作一個(gè)智能化的液體點(diǎn)滴速度檢測(cè)與控制裝置，該裝置主要由點(diǎn)滴速度檢測(cè)模塊、單片機(jī)處理模塊、鍵盤(pán)模塊、顯示模塊、液面檢測(cè)模塊、電機(jī)及 滴液速度控制模塊等幾個(gè)模塊構(gòu)成。 本 科 生 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文） 論文題目 ： 滴液速度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)（硬件部分） 姓名 ： 學(xué)號(hào) ： 09043113 班級(jí) ： 090431 班 年級(jí) ： 2020 級(jí) 專(zhuān)業(yè) ： 自動(dòng)化 學(xué)院 ： 機(jī)械與電子工程 學(xué)院 指導(dǎo)教師 ： 完成時(shí)間 ： 2020 年 6 月 3 日 作 者 聲 明 本人以信譽(yù)鄭重聲明：所呈交的學(xué)位畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文），是本人在指導(dǎo)教師指導(dǎo)下由本人獨(dú)立撰寫(xiě)完成的，沒(méi)有剽竊、抄襲、造假等違反道德、學(xué)術(shù)規(guī)范和其他侵權(quán)行為。在這里，我主要從硬件這一方面進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明，并詳述東西制作過(guò)程、中間遇到的問(wèn)題以及如何去解決問(wèn)題的，設(shè)計(jì)的目標(biāo)是通過(guò)改變塑料點(diǎn)滴管的形狀以控制液體的流速，點(diǎn)滴的速度可用鍵盤(pán)來(lái)直接設(shè)定并顯示，設(shè)定范圍為 20150 滴每分，控制誤差范圍為設(shè)定值 10%正負(fù) 1滴范圍之內(nèi)，從改變?cè)O(shè)定值起到點(diǎn)滴速度基本