【文章內容簡介】 擇的數(shù)據(jù)信號。在第1個脈沖的下沉之前D1端必須是高電平，表示啟始信號。在第3個脈沖下沉之前D1端應輸入2位數(shù)據(jù)用于選擇通道功能。 運放電路LM324LM324系列器件為價格便宜的帶有真差動輸入的四運算放大器。與單元電源應用場合的標準運算放大器相比，它們有一些顯著特點，靜態(tài)電流大致為MC1471的靜態(tài)電流的五分之一，共模輸入范圍包括負電源，因而消除了在許多應用場合中采用外部偏置元件的必要性，輸出電壓范圍也包含負電源電壓。其特點如下：1 短路保護輸出；2 真差動輸入及；3 低輸入偏置電流：最大為100納安；4 單電源工作：；5 每一封裝四個放大器；6 內部補償；7 共模范圍擴展到負電源；8 行業(yè)標準引腳輸出；9 在輸入端的靜電嵌位增加可靠性而不影響器件的工作。第四章 硬件設計方案 數(shù)碼管顯示設計在設計該課題時，首先想到的是通過課題的設計能夠顯示出吊物的高度和吊物的重量，從而有效的設計可以從數(shù)碼管上顯示出塔吊所運行的狀況。在應用數(shù)碼管進行顯示時，首先需要考慮的問題是驅動電流，與發(fā)光二極管相同，數(shù)碼管的發(fā)光段也需要串聯(lián)限流電阻，以共陽極為例，串聯(lián)的限流電阻阻值越大，電流越小，亮度越低；電阻值越小，電流越大，亮度越高。在使用限流電阻時需要在每一段線上都串聯(lián)限流電阻，而不要在公共端上串聯(lián)電阻，如果在公共端上串聯(lián)一個限流電阻，則在顯示不同數(shù)字時，將會造成數(shù)碼管的亮度不同。用三極管控制共陽極數(shù)碼管是利用三極管的開關特性，比如用pnp三極管的話，集電極接地，然后通過基極控制三極管的通斷，當通過單片機給基極一個低電平時，發(fā)射極導通，集電極與發(fā)射極也之間也導通了，一般都是用三極管控制數(shù)碼管的位選引腳。簡單地說就集電極和發(fā)射極相當于一個開關，基極是控制端，基極給高電平是，開關是斷開基極給低電平時，開關合上。： 數(shù)碼管顯示電路 壓力傳感器電路設計由于力的大小無法直接讀出觀測到，需要通過一定的轉換條件可以顯示出要測得數(shù)據(jù)大小，通過壓力傳感器形變量的改變，通過電壓的輸出可以有效地轉換所得力的大小。壓力傳感器是將輸入的機械應變ε 轉換為變化的變換元件。電阻變換器的輸入應變ε =ΔL/L，即材料的長度相對變化量，它是一個無量綱的相對值。通常ε =106 為一個微應變。電阻變換器的輸出量為電阻值的相對變化量ΔR/R。電阻變換器有金屬電阻變換器和半導體電阻變換器兩種類型。根據(jù)半導體材料的壓阻效應：Δρ/ρ=σπ且ρ=Eε其中：σ是應力（F/S)。π是壓阻系數(shù)，π=(40~80)*1011m2/N,E是彈性變量，E=*1011N/m2,所以電阻的相對變化為（ΔR/R）≈πEε 要測量其他物理量，如壓力、力、加速等，就要先將應變片貼在相應的彈性元件上，這些物理量被轉換為彈性元件的應變，再經應變片將應變轉換為電阻輸出量。壓阻式傳感器的滿量程輸出信號為70~350mV不等，其輸出阻抗很高，這就要求放大電路也有很高的輸入阻抗，不從傳感器輸出端吸收電流，以免破壞傳感器的工作狀態(tài)，這里介紹的是有芯片LM324組成的運放電路。LM324系列器件為價格便宜的帶有真差動輸入的四運算放大器。與單電源應用場合的標準運算放大器相比，它們有一些顯著優(yōu)點。，靜態(tài)電流為MC1741的靜態(tài)電流的五分之一。共模輸入范圍包括負電源， ：3V~32V ：最大100nA 。 經過LM324放大的約0~5V之間的電壓信號經常adc0832的處理，把模擬信號轉換為數(shù)字信號供單片機軟件處理操作。作為單通道模擬信號輸入時ADC0832的輸入電壓是0~。如果作為由IN+與IN輸入的輸入時，可是將電壓值設定在某一個較大范圍之內，從而提高轉換的寬度。但值得注意的是，在進行IN+與IN的輸入時，如果IN的電壓大于IN+的電壓則轉換后的數(shù)據(jù)結果始終為00H。通過前一級輸出的電壓信號，通過ADC0832 轉換成數(shù)字量，并且轉換時間為32uS，所以A/D轉換頻率可以很快，數(shù)據(jù)的讀取以程序子程序的調用的形式出現(xiàn)，方便了程序的移植。經過單片機軟件程序的設計，把數(shù)據(jù)存儲下來，為塔吊高度顯示提供必要的數(shù)據(jù)。： 壓力傳感器電路 驅動直流電機電路設計電機驅動電路首先要從編碼器著手，本設計采用對方向盤旋轉角度的測量選用電編碼器作為傳感器，其輸出電路選用集電極開路型，輸出分辨率選用360個脈沖/圈，考慮到電機轉動是雙向的，既可順時針旋轉，也可逆時針旋轉，需要對編碼器的輸出信號鑒相后才能計數(shù)。常用的光電編碼器有3相輸出，A相、B相和Z相，AB兩相一圈輸出N的脈沖，z相一圈輸出一個脈沖，AB兩相相位差90，A超前則正轉，B超前則反轉。鑒相電路用來分辨A相超前還是B相超前，即實現(xiàn)判斷當前編碼器的旋轉方向，我使用的方案是參考網絡上的經典電路，74LS00與非門，74LS86異或門，74LS379D觸發(fā)器搭出來的電路。當編碼器順時針旋轉時,A相信號在相位上超前B 1/4周期。經過D觸發(fā)器后，Q1為高電平，Q2為低電平，C1保持低電平。相反之，當逆時針方向旋轉時，C1將保持低電平，C2形成的計數(shù)脈沖可作為雙向計數(shù)器“”端的輸入信號，從而完成對編碼器輸出脈沖的計數(shù)。實際應用中可根據(jù)編碼器每圈輸出脈沖數(shù)來增減可逆計數(shù)的個數(shù)，如編碼器分度為1024脈沖/轉，另外，利用A、B信號相位相差90度的特點在計數(shù)電路的前端增加倍頻電路，可以提高編碼器的測量精度。經過單片機的軟件控制，經過單片機芯片輸出不同的高低電壓信號來驅動從而確定電機的運行狀況。通過DJ1+和DJ1電平高低情況來進行控制電機。下面介紹一下有關電機驅動芯片AE2501B管腳功能的介紹：其中1腳控制電機正轉輸入信號，8腳控制電機反轉輸入信號，3腳控制電機反轉輸出，6腳控制電機正轉輸出，4和5腳接地端，2和7腳接電源端。邏輯功能如下：(1)當1腳（INA）為高電平，8腳（INB）為低電平時，電機正轉。(2)當1腳（INA）為低電平，8腳（INB）為高電平時，電機反轉。(3)當1腳（INA）為低電平，8腳（INB）為低電平時，電機停止。（4）禁止是1和8腳同為高電平。通過輸入高低電平的不同，從而有效地控制電機的正反轉，達到所預期的效果。： 電機驅動電路 閃光報警電路設計閃光報警是最簡單，也是最常用的一種報警方式。單片機應用系統(tǒng)中的閃光報警就是在控制指示燈的程序中加入定時程序，按一定的時間間隔來交替點亮與熄滅指示燈。閃光報警在硬件連接上非常簡單，通常可利用AT89C5 1的I／0口直接驅動發(fā)光二極管實現(xiàn)，如圖1所示。該電路中發(fā)光二極管一般反向連接，其正端接+5V，負端通過限流電阻與YO口線相連。限流電阻阻值的選擇要同時考慮發(fā)光二極管的驅動電流及I／O口線的負載能力，則只需向相應的輸出口輸出低電平。： 閃光報警電路若P1．0控制塔吊系統(tǒng)吊鉤重量的超載報警。結論先說明程序設計，然后再總結一下設計心得。塔吊監(jiān)控的設計是否成功，關鍵貫徹兩個方面。軟件和硬件的設計，軟件是執(zhí)行硬件的驅動著，某些功能的實現(xiàn)，通過硬件的觀測來達到某種目的。而軟件的設計也相當重要，不僅要考慮的元件的某些參數(shù)，還要考慮到其之間的轉換順序不可混亂。電路圖繪制完成后，下一步就要設計軟件的程序內容，而我們學過的編程主要包括單片機匯編語言和C語言的編程。單片機雖然上過兩個學期，可對其學得不是很深，只是表面的了解，看懂某些簡單的程序。而如果讓自己用單片機設計實現(xiàn)某種功能，恐怕是力不能及，只能勉強應付一下簡單的小程序。然而對于設計本課題的塔吊監(jiān)控來說的確是一件很難辦到的事情。所以，再三決定，選擇用C語言來進行編程該電路的軟件設計，C語言相對單片機匯編語言來說會好的很多，簡單明了，況且對C語言的了解或許應該比單片機更為深刻，所以決定用C語言來編寫程序完成軟件操作。剛開始，可以說沒有頭緒，于是去圖書館找資料，經過自己的查找也未曾查到有關塔吊監(jiān)控的軟件設計資料，后來經過仔細查看電路圖，決定分單元設計每一個模塊。比如說測物重量模塊通過壓力傳感器的大小轉換顯示出塔吊的吊物重量，通過程序的時間把這一量的轉換單元模塊做出來，然后逐一設計編碼器脈沖輸出計數(shù)軟件設計，逐一把報警電路、塔吊小車位移等軟件的程序分單元模塊組合起來。然后通過程序的調用，按順序輸出各個量的信號轉換。最后簡單的程序設計算是給做出來了，但是可惜的是硬件的設計沒有完成，無法得到更加完美的理想結果，不過程序設計完全是按照電路原理圖的設計而設計，或許是對的。軟件的設計完成并非完全是自己的能力所能達到的，而是通過查找網絡上的一些資源，同學的幫忙，才使得電路的設計完成。在此感謝他們，不過怎么說，軟件的兩周設計，的確有所收獲，其一：對C語言編程的知識有了更深的一點了解，其二：知道C語言的程序如何實現(xiàn)控制硬件的操作。隨著畢業(yè)日子的到來，畢業(yè)設計也接近了尾聲。經過八周的奮戰(zhàn)我的畢業(yè)設計終于完成了。在沒有做畢業(yè)設計以前覺得畢業(yè)設計只是對這幾年來所學知識的單純總結，無論是軟件設計還是硬件，都是一次難得的挑戰(zhàn)。但是通過這次做畢業(yè)設計發(fā)現(xiàn)自己的看法有點太片面。畢業(yè)設計不僅是對前面所學知識的一種檢驗，而且也是對自己能力的一種提高。通過這次畢業(yè)設計使我明白了自己原來知識還比較欠缺。自己要學習的東西還太多，以前老是覺得自己學得還可以，懂得很多，有點眼高手低。通過這次畢業(yè)設計，我才明白學習是一個長期積累的過程，在以后的工作、生活中都應該不斷的學習，努力提高自己知識和綜合素質。就拿本次設計的內容來說，塔吊監(jiān)控的設計主要是從社會實踐角度設計的，便于監(jiān)控塔吊工作的狀態(tài)情況，實施安全操作。在設計塔吊監(jiān)控時，不僅要了解塔吊工作的原理，按照其工作狀態(tài)時各種參數(shù)設計，還有其工作時的工作幅度，負荷百分比，外圍環(huán)境的影響等等因素，無論每一個模塊設計，對我們來說都要花相當一段時間了解，然后再綜合起來，實現(xiàn)所需的功能。設計過程中花了很長時間在網絡上查找相關資料，不僅要了解而且還會用，徹底的搞明白每一點。這樣才能更好的設計出塔吊監(jiān)控器。不過在設計過程中可以發(fā)現(xiàn)的是自己知識的不足，許多基本的知識都已忘記，另外相當熟悉的知識也得不到有效利用，有點眼高手低的感覺，還要翻查課本，不能得到靈活掌握運用，可見自己對知識的學習的掌握還不夠好，理應多在實踐過程中發(fā)現(xiàn)自己的不足，對于以后自己工作時更要努力學習，只有在實踐操作中，才能更好的了解自身的不足，激發(fā)自己學習的潛力。還有一點就是在這次畢業(yè)設計中鍛煉了我們的團隊合作精神，三個班的同學共同努力，查閱相關的資料，之間互相幫助，有什么不懂的大家在一起商量，聽聽不同的看法對我們更好的理解知識，所以在這里非常感謝幫助我的同學。我的心得也就這么多，總之，不管學會的還是學不會的的確覺得困難比較多，