【文章內(nèi)容簡介】 擇的數(shù)據(jù)信號(hào)。在第1個(gè)脈沖的下沉之前D1端必須是高電平，表示啟始信號(hào)。在第3個(gè)脈沖下沉之前D1端應(yīng)輸入2位數(shù)據(jù)用于選擇通道功能。 運(yùn)放電路LM324LM324系列器件為價(jià)格便宜的帶有真差動(dòng)輸入的四運(yùn)算放大器。與單元電源應(yīng)用場合的標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)算放大器相比，它們有一些顯著特點(diǎn)，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(fù)電源，因而消除了在許多應(yīng)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(fù)電源電壓。其特點(diǎn)如下：1 短路保護(hù)輸出；2 真差動(dòng)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(gè)放大器；6 內(nèi)部補(bǔ)償；7 共模范圍擴(kuò)展到負(fù)電源；8 行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)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(shè)計(jì)方案 數(shù)碼管顯示設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)該課題時(shí)，首先想到的是通過課題的設(shè)計(jì)能夠顯示出吊物的高度和吊物的重量，從而有效的設(shè)計(jì)可以從數(shù)碼管上顯示出塔吊所運(yùn)行的狀況。在應(yīng)用數(shù)碼管進(jìn)行顯示時(shí)，首先需要考慮的問題是驅(qū)動(dòng)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(shí)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(gè)限流電阻，則在顯示不同數(shù)字時(shí)，將會(huì)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(guān)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(dāng)通過單片機(jī)給基極一個(gè)低電平時(shí)，發(fā)射極導(dǎo)通，集電極與發(fā)射極也之間也導(dǎo)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(dāng)于一個(gè)開關(guān)，基極是控制端，基極給高電平是，開關(guān)是斷開基極給低電平時(shí)，開關(guān)合上。： 數(shù)碼管顯示電路 壓力傳感器電路設(shè)計(jì)由于力的大小無法直接讀出觀測到，需要通過一定的轉(zhuǎn)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(zhuǎn)換所得力的大小。壓力傳感器是將輸入的機(jī)械應(yīng)變?chǔ)?轉(zhuǎn)換為變化的變換元件。電阻變換器的輸入應(yīng)變?chǔ)?=ΔL/L，即材料的長度相對變化量，它是一個(gè)無量綱的相對值。通常ε =106 為一個(gè)微應(yīng)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(dǎo)體電阻變換器兩種類型。根據(jù)半導(dǎo)體材料的壓阻效應(yīng)：Δρ/ρ=σπ且ρ=Eε其中：σ是應(yīng)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(yīng)變片貼在相應(yīng)的彈性元件上，這些物理量被轉(zhuǎn)換為彈性元件的應(yīng)變，再經(jīng)應(yīng)變片將應(yīng)變轉(zhuǎn)換為電阻輸出量。壓阻式傳感器的滿量程輸出信號(hào)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(yùn)放電路。LM324系列器件為價(jià)格便宜的帶有真差動(dòng)輸入的四運(yùn)算放大器。與單電源應(yīng)用場合的標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)算放大器相比，它們有一些顯著優(yōu)點(diǎn)。，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(fù)電源， ：3V~32V ：最大100nA 。 經(jīng)過LM324放大的約0~5V之間的電壓信號(hào)經(jīng)常adc0832的處理，把模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)供單片機(jī)軟件處理操作。作為單通道模擬信號(hào)輸入時(shí)ADC0832的輸入電壓是0~。如果作為由IN+與IN輸入的輸入時(shí)，可是將電壓值設(shè)定在某一個(gè)較大范圍之內(nèi)，從而提高轉(zhuǎn)換的寬度。但值得注意的是，在進(jìn)行IN+與IN的輸入時(shí)，如果IN的電壓大于IN+的電壓則轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)結(jié)果始終為00H。通過前一級(jí)輸出的電壓信號(hào)，通過ADC0832 轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，并且轉(zhuǎn)換時(shí)間為32uS，所以A/D轉(zhuǎn)換頻率可以很快，數(shù)據(jù)的讀取以程序子程序的調(diào)用的形式出現(xiàn)，方便了程序的移植。經(jīng)過單片機(jī)軟件程序的設(shè)計(jì)，把數(shù)據(jù)存儲(chǔ)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(qū)動(dòng)直流電機(jī)電路設(shè)計(jì)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路首先要從編碼器著手，本設(shè)計(jì)采用對方向盤旋轉(zhuǎn)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(gè)脈沖/圈，考慮到電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)是雙向的，既可順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，也可逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，需要對編碼器的輸出信號(hào)鑒相后才能計(jì)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(gè)脈沖，AB兩相相位差90，A超前則正轉(zhuǎn)，B超前則反轉(zhuǎn)。鑒相電路用來分辨A相超前還是B相超前，即實(shí)現(xiàn)判斷當(dāng)前編碼器的旋轉(zhuǎn)方向，我使用的方案是參考網(wǎng)絡(luò)上的經(jīng)典電路，74LS00與非門，74LS86異或門，74LS379D觸發(fā)器搭出來的電路。當(dāng)編碼器順時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí),A相信號(hào)在相位上超前B 1/4周期。經(jīng)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(dāng)逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，C1將保持低電平，C2形成的計(jì)數(shù)脈沖可作為雙向計(jì)數(shù)器“”端的輸入信號(hào)，從而完成對編碼器輸出脈沖的計(jì)數(shù)。實(shí)際應(yīng)用中可根據(jù)編碼器每圈輸出脈沖數(shù)來增減可逆計(jì)數(shù)的個(gè)數(shù)，如編碼器分度為1024脈沖/轉(zhuǎn)，另外，利用A、B信號(hào)相位相差90度的特點(diǎn)在計(jì)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(jīng)過單片機(jī)的軟件控制，經(jīng)過單片機(jī)芯片輸出不同的高低電壓信號(hào)來驅(qū)動(dòng)從而確定電機(jī)的運(yùn)行狀況。通過DJ1+和DJ1電平高低情況來進(jìn)行控制電機(jī)。下面介紹一下有關(guān)電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片AE2501B管腳功能的介紹：其中1腳控制電機(jī)正轉(zhuǎn)輸入信號(hào)，8腳控制電機(jī)反轉(zhuǎn)輸入信號(hào)，3腳控制電機(jī)反轉(zhuǎn)輸出，6腳控制電機(jī)正轉(zhuǎn)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(dāng)1腳（INA）為高電平，8腳（INB）為低電平時(shí)，電機(jī)正轉(zhuǎn)。(2)當(dāng)1腳（INA）為低電平，8腳（INB）為高電平時(shí)，電機(jī)反轉(zhuǎn)。(3)當(dāng)1腳（INA）為低電平，8腳（INB）為低電平時(shí)，電機(jī)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(jī)的正反轉(zhuǎn)，達(dá)到所預(yù)期的效果。： 電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路 閃光報(bào)警電路設(shè)計(jì)閃光報(bào)警是最簡單，也是最常用的一種報(bào)警方式。單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中的閃光報(bào)警就是在控制指示燈的程序中加入定時(shí)程序，按一定的時(shí)間間隔來交替點(diǎn)亮與熄滅指示燈。閃光報(bào)警在硬件連接上非常簡單，通?？衫肁T89C5 1的I／0口直接驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管實(shí)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(fù)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(shí)考慮發(fā)光二極管的驅(qū)動(dòng)電流及I／O口線的負(fù)載能力，則只需向相應(yīng)的輸出口輸出低電平。： 閃光報(bào)警電路若P1．0控制塔吊系統(tǒng)吊鉤重量的超載報(bào)警。結(jié)論先說明程序設(shè)計(jì)，然后再總結(jié)一下設(shè)計(jì)心得。塔吊監(jiān)控的設(shè)計(jì)是否成功，關(guān)鍵貫徹兩個(gè)方面。軟件和硬件的設(shè)計(jì)，軟件是執(zhí)行硬件的驅(qū)動(dòng)著，某些功能的實(shí)現(xiàn)，通過硬件的觀測來達(dá)到某種目的。而軟件的設(shè)計(jì)也相當(dāng)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(zhuǎn)換順序不可混亂。電路圖繪制完成后，下一步就要設(shè)計(jì)軟件的程序內(nèi)容，而我們學(xué)過的編程主要包括單片機(jī)匯編語言和C語言的編程。單片機(jī)雖然上過兩個(gè)學(xué)期，可對其學(xué)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(jī)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)某種功能，恐怕是力不能及，只能勉強(qiáng)應(yīng)付一下簡單的小程序。然而對于設(shè)計(jì)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(jìn)行編程該電路的軟件設(shè)計(jì)，C語言相對單片機(jī)匯編語言來說會(huì)好的很多，簡單明了，況且對C語言的了解或許應(yīng)該比單片機(jī)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(jīng)過自己的查找也未曾查到有關(guān)塔吊監(jiān)控的軟件設(shè)計(jì)資料，后來經(jīng)過仔細(xì)查看電路圖，決定分單元設(shè)計(jì)每一個(gè)模塊。比如說測物重量模塊通過壓力傳感器的大小轉(zhuǎn)換顯示出塔吊的吊物重量，通過程序的時(shí)間把這一量的轉(zhuǎn)換單元模塊做出來，然后逐一設(shè)計(jì)編碼器脈沖輸出計(jì)數(shù)軟件設(shè)計(jì)，逐一把報(bào)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(diào)用，按順序輸出各個(gè)量的信號(hào)轉(zhuǎn)換。最后簡單的程序設(shè)計(jì)算是給做出來了，但是可惜的是硬件的設(shè)計(jì)沒有完成，無法得到更加完美的理想結(jié)果，不過程序設(shè)計(jì)完全是按照電路原理圖的設(shè)計(jì)而設(shè)計(jì)，或許是對的。軟件的設(shè)計(jì)完成并非完全是自己的能力所能達(dá)到的，而是通過查找網(wǎng)絡(luò)上的一些資源，同學(xué)的幫忙，才使得電路的設(shè)計(jì)完成。在此感謝他們，不過怎么說，軟件的兩周設(shè)計(jì)，的確有所收獲，其一：對C語言編程的知識(shí)有了更深的一點(diǎn)了解，其二：知道C語言的程序如何實(shí)現(xiàn)控制硬件的操作。隨著畢業(yè)日子的到來，畢業(yè)設(shè)計(jì)也接近了尾聲。經(jīng)過八周的奮戰(zhàn)我的畢業(yè)設(shè)計(jì)終于完成了。在沒有做畢業(yè)設(shè)計(jì)以前覺得畢業(yè)設(shè)計(jì)只是對這幾年來所學(xué)知識(shí)的單純總結(jié)，無論是軟件設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)發(fā)現(xiàn)自己的看法有點(diǎn)太片面。畢業(yè)設(shè)計(jì)不僅是對前面所學(xué)知識(shí)的一種檢驗(yàn)，而且也是對自己能力的一種提高。通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我明白了自己原來知識(shí)還比較欠缺。自己要學(xué)習(xí)的東西還太多，以前老是覺得自己學(xué)得還可以，懂得很多，有點(diǎn)眼高手低。通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我才明白學(xué)習(xí)是一個(gè)長期積累的過程，在以后的工作、生活中都應(yīng)該不斷的學(xué)習(xí)，努力提高自己知識(shí)和綜合素質(zhì)。就拿本次設(shè)計(jì)的內(nèi)容來說，塔吊監(jiān)控的設(shè)計(jì)主要是從社會(huì)實(shí)踐角度設(shè)計(jì)的，便于監(jiān)控塔吊工作的狀態(tài)情況，實(shí)施安全操作。在設(shè)計(jì)塔吊監(jiān)控時(shí)，不僅要了解塔吊工作的原理，按照其工作狀態(tài)時(shí)各種參數(shù)設(shè)計(jì)，還有其工作時(shí)的工作幅度，負(fù)荷百分比，外圍環(huán)境的影響等等因素，無論每一個(gè)模塊設(shè)計(jì)，對我們來說都要花相當(dāng)一段時(shí)間了解，然后再綜合起來，實(shí)現(xiàn)所需的功能。設(shè)計(jì)過程中花了很長時(shí)間在網(wǎng)絡(luò)上查找相關(guān)資料，不僅要了解而且還會(huì)用，徹底的搞明白每一點(diǎn)。這樣才能更好的設(shè)計(jì)出塔吊監(jiān)控器。不過在設(shè)計(jì)過程中可以發(fā)現(xiàn)的是自己知識(shí)的不足，許多基本的知識(shí)都已忘記，另外相當(dāng)熟悉的知識(shí)也得不到有效利用，有點(diǎn)眼高手低的感覺，還要翻查課本，不能得到靈活掌握運(yùn)用，可見自己對知識(shí)的學(xué)習(xí)的掌握還不夠好，理應(yīng)多在實(shí)踐過程中發(fā)現(xiàn)自己的不足，對于以后自己工作時(shí)更要努力學(xué)習(xí)，只有在實(shí)踐操作中，才能更好的了解自身的不足，激發(fā)自己學(xué)習(xí)的潛力。還有一點(diǎn)就是在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中鍛煉了我們的團(tuán)隊(duì)合作精神，三個(gè)班的同學(xué)共同努力，查閱相關(guān)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(shí)，所以在這里非常感謝幫助我的同學(xué)。我的心得也就這么多，總之，不管學(xué)會(huì)的還是學(xué)不會(huì)的的確覺得困難比較多，