【正文】
V電源,用7812來產(chǎn)生正12V電壓。具體工作過程如下:(1)電源變壓器:是降壓變壓器,它將電網(wǎng)220V交流電壓變換成符合需要的交流電壓,并送給整流電路D1D3,變壓器的變比由變壓器的副邊電壓確定。(2)整流濾波電路:整流電路將交流電壓Ui變換成脈動(dòng)的直流電壓。再經(jīng)濾波電路濾除較大的紋波成分,輸出紋波較小的直流電壓U1。常用的整流濾波電路有全波整流濾波、橋式整流濾波等。(3)濾波電路:可以將整流電路輸出電壓中的交流成分大部分加以濾除,從而得到比較平滑的直流電壓,各濾波電容C滿足RLC=(3~5)T/2,或中T為輸入交流信號(hào)周期,RL為整流濾波電路的等效負(fù)載電阻。 (4)穩(wěn)壓電路:穩(wěn)壓電路的功能是使輸出的直流電壓穩(wěn)定,不隨交流電網(wǎng)電壓和負(fù)載的變化而變化。常用的集成穩(wěn)壓器有固定式三端穩(wěn)壓器與可調(diào)式三端穩(wěn)壓器。本設(shè)計(jì)采用固定式三端穩(wěn)壓器,7805—正5V穩(wěn)壓器(1A);7812—正12V穩(wěn)壓器(1A);7905—負(fù)5V穩(wěn)壓器(1A)。 圖8 電源電路在電源模塊設(shè)計(jì)中考慮到安全與可靠性,對(duì)三端穩(wěn)壓電源采用保護(hù)措施,本設(shè)計(jì)采用限流保護(hù),如圖7805三端穩(wěn)壓電源并聯(lián)的三極晶閘管為7805的擴(kuò)大功率三極管,如圖所示?;谶@些硬件電路,對(duì)其各自進(jìn)行調(diào)試,然后把這些模塊連接起來生成原理圖,在統(tǒng)一進(jìn)行調(diào)試,然后仿真調(diào)試,無誤后,再調(diào)試,最后上電調(diào)試。第4章 總結(jié)與展望高精度電機(jī)轉(zhuǎn)速儀設(shè)計(jì)系統(tǒng)是以智能芯片ICL7107為主控芯片,用槽式光電傳感器為電機(jī)轉(zhuǎn)速脈沖采集元件,通過整形放大電路輸出脈沖頻率,經(jīng)過頻率電壓F/U轉(zhuǎn)換電路,將轉(zhuǎn)速的大小轉(zhuǎn)換成電壓大小,并成線性關(guān)系,再把模擬電壓輸入ICL7107的電壓輸入端,最后由共陽極數(shù)碼管顯示出讀數(shù),這就是本設(shè)計(jì)的全過程,就此過程做個(gè)簡單的總結(jié)。 總結(jié)通過這段時(shí)間努力的學(xué)習(xí)和老師的指導(dǎo),成功地完成了高精度電機(jī)轉(zhuǎn)速儀的設(shè)計(jì),就對(duì)本設(shè)計(jì)的優(yōu)缺點(diǎn)做個(gè)簡單的總結(jié)。本系統(tǒng)設(shè)計(jì)是以主控芯片為主體的,本設(shè)計(jì)選用了智能主控芯片ICL7107使整個(gè)設(shè)計(jì)簡單化,不需要編寫程序,降低設(shè)計(jì)要求與難度;成本低,硬件電路簡單,調(diào)試方便。電機(jī)轉(zhuǎn)速采集電路是利用光電式傳感器將電機(jī)轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)換成脈沖信號(hào)。光電傳感器具有檢測(cè)分辨率高,穩(wěn)定性強(qiáng),體積小、成本低,適合于電機(jī)測(cè)量電機(jī)轉(zhuǎn)速,對(duì)脈沖的整形電路采用雙列直插式電壓比較器LM339,工作電源電壓寬范圍寬、消耗電流小、輸入電壓失調(diào)小、輸出與TTL\COMS等兼容。頻率電壓轉(zhuǎn)換電路是利用LM331,以及外圍電路實(shí)現(xiàn)頻率電壓的轉(zhuǎn)換,并且以脈沖的下降沿到來時(shí)開始轉(zhuǎn)換。然后將轉(zhuǎn)換電壓輸入到主控芯片ICL7107的模擬輸入端,最后通過直接驅(qū)動(dòng)共陽極數(shù)碼管顯示。但是由于ICL7107的引腳有限,顯示范圍為0—1999的四位顯示,對(duì)于超過2000的顯示甚至更多位的顯示,不能滿足。并且ICL7107輸入為電壓模擬量的輸入,對(duì)于其他的模擬量必須經(jīng)過其他轉(zhuǎn)換電路才能被輸入,對(duì)硬件設(shè)計(jì)帶來了麻煩。最重要的是即使測(cè)量元件測(cè)到的是直接能被計(jì)算機(jī)等控制系統(tǒng)識(shí)別的數(shù)字量,也不能直接輸入,必須要經(jīng)過轉(zhuǎn)換才能被輸入,這就對(duì)設(shè)計(jì)及檢測(cè)控制系統(tǒng)的檢測(cè)、控制帶來了不便并且影響精度與效益。它內(nèi)部的轉(zhuǎn)換是固定的,對(duì)于更復(fù)雜的控制系統(tǒng),不能按照人的目的去完成相應(yīng)的功能。因此對(duì)于比較復(fù)雜的控制檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì),隨著科技的發(fā)展越趨向于以單片機(jī)為控制核心的發(fā)展。本次設(shè)計(jì)成功的完成了高精度電機(jī)轉(zhuǎn)速儀的設(shè)計(jì),并且顯示其電機(jī)轉(zhuǎn)速結(jié)構(gòu),但是由于個(gè)反面的原因,本設(shè)計(jì)也存在著一定的不足,如對(duì)轉(zhuǎn)速的檢測(cè)的精確度不夠;轉(zhuǎn)速頻率較低對(duì)測(cè)量及顯示有一定影響;沒有電機(jī)轉(zhuǎn)速超速警報(bào)設(shè)置,不能及時(shí)發(fā)出超速警報(bào),這樣會(huì)給生產(chǎn)帶來不便或會(huì)損壞轉(zhuǎn)速儀,甚至造成電機(jī)設(shè)備的破毀,更勝者造成人員傷亡或造成火災(zāi)。畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)是學(xué)生畢業(yè)前最后一個(gè)重要學(xué)習(xí)環(huán)節(jié),是學(xué)習(xí)深化與升華的重要過程。它既是學(xué)生學(xué)習(xí)、研究與實(shí)踐成果的全面總結(jié),又是對(duì)學(xué)生素質(zhì)與能力的一次全面檢驗(yàn),是非常重要的一個(gè)過程。在這段時(shí)間里,比較成功地完成了高精度電機(jī)轉(zhuǎn)速儀的設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)了對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)速的測(cè)量。通過本次設(shè)計(jì)學(xué)到了很多的專業(yè)知識(shí)以及相關(guān)的知識(shí)。首先要是基礎(chǔ)知識(shí)的學(xué)習(xí)。在本次設(shè)計(jì)中,進(jìn)一步學(xué)習(xí)了模擬電子技術(shù)與數(shù)字技術(shù),更加掌握了微型機(jī)算計(jì)的應(yīng)用技術(shù)和單片機(jī)的應(yīng)用應(yīng)用,對(duì)電子技術(shù)有了更高更全面的掌握,同時(shí)也學(xué)會(huì)了運(yùn)用Protel DXP繪制電路原理圖,以及基本電路元器件的封裝等。其次要具有很強(qiáng)的自學(xué)能力,能夠獨(dú)立思考,親自動(dòng)手,從實(shí)際中發(fā)現(xiàn)問題并解決問題,如對(duì)一個(gè)全新的芯片,通過查閱資料,對(duì)其要有全面透徹的掌握,從內(nèi)部轉(zhuǎn)換到引腳功能,以及端口特性等,這些都是芯片應(yīng)用的基礎(chǔ)。這次設(shè)計(jì),主要是以老師為引導(dǎo),學(xué)生為主體設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)的一個(gè)過程,必須要自己動(dòng)手動(dòng)腦,這個(gè)過程也是一個(gè)培養(yǎng)獨(dú)立工作的機(jī)會(huì)。然后就是通過這次設(shè)計(jì)性的學(xué)習(xí),掌握了對(duì)一般項(xiàng)目設(shè)計(jì)的全過程。(1)確定設(shè)計(jì)思想,對(duì)于一個(gè)項(xiàng)目或設(shè)計(jì)系統(tǒng),首先要確定其設(shè)計(jì)思想,采用舍呢么主控芯片、怎么采集測(cè)量元件參數(shù)、如何抓換,要在設(shè)計(jì)簽要基本確定,然后再逐步去實(shí)現(xiàn),在選擇外圍電路。(2)在確定設(shè)計(jì)思想的基礎(chǔ)上,開始選擇轉(zhuǎn)換電路,開始搭建外圍電路,把整個(gè)系統(tǒng)劃分成幾個(gè)不同的模塊,逐步去實(shí)現(xiàn)其相應(yīng)功能,并畫出原理框圖。(3)劃分成模塊后開始設(shè)計(jì)電路,查閱相關(guān)資料及相關(guān)芯片數(shù)據(jù)手冊(cè),開始計(jì)算相關(guān)參數(shù),開始畫部分模塊原理圖。(4)模塊完成以后在整體調(diào)試畫出這個(gè)原理圖或接線圖,對(duì)控制系統(tǒng)開始對(duì)軟件的編寫與調(diào)試,最后整體調(diào)試。最后就是書寫總體性的報(bào)告,要學(xué)會(huì)總結(jié)性、全面性的思考。通過這個(gè)整體總結(jié)的過程,發(fā)現(xiàn)不足,總結(jié)經(jīng)驗(yàn)為以后的學(xué)習(xí)墊定豐富的經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)。通過此次畢業(yè)設(shè)計(jì),我不僅把知識(shí)融會(huì)貫通,而且豐富了大腦,同時(shí)在查找資料的過程中也了解了許多課外知識(shí),開拓了視野,認(rèn)識(shí)了將來電子的發(fā)展方向,使自己在專業(yè)知識(shí)方面和動(dòng)手能力方面有了很大的進(jìn)步。 展望隨著科技的發(fā)展,不管是技術(shù)開發(fā)還是電力電子的發(fā)展,發(fā)展越來越快,生產(chǎn)技術(shù)對(duì)其的要求也越來越高,對(duì)于比較復(fù)雜的控制檢測(cè)技術(shù),大都偏向于微型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng),它是單片機(jī)系統(tǒng)為核心發(fā)展的。隨著電子技術(shù)的迅猛發(fā)展,由于單片機(jī)控制系統(tǒng)具有(1)集成度強(qiáng)、功能強(qiáng);(2)機(jī)構(gòu)合理;(3)抗干擾能力強(qiáng);(4)指令豐富;這幾個(gè)幾個(gè)特點(diǎn),因此單片作為控制檢測(cè)的核心元件,在許多工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域有著顯著的地位。單片機(jī)系統(tǒng)是以硬件外圍電路為骨架筋脈,以軟件設(shè)計(jì)為核心思想來完成確定完整的功能。以高精度電機(jī)轉(zhuǎn)速儀設(shè)計(jì)為例說明,采用單片機(jī)控制有著明顯優(yōu)勢(shì):(1)可以直接接收數(shù)字信號(hào),不需要頻率電轉(zhuǎn)電路,對(duì)于信號(hào)采集方便,在電機(jī)轉(zhuǎn)速儀的設(shè)計(jì)中,電機(jī)轉(zhuǎn)速脈沖的測(cè)量可以直接采用增量式光電編碼器,直接產(chǎn)生數(shù)字脈沖,可直接送入單片,是測(cè)量更加簡單。(2)可以添加其它的模塊功能,如當(dāng)轉(zhuǎn)速超過一定數(shù)值時(shí),可以產(chǎn)生報(bào)警信號(hào),驅(qū)動(dòng)蜂鳴器等。(3)由于單片端口較多,可以驅(qū)動(dòng)多位數(shù)碼管顯示并且顯示范圍可以按設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì),如四位顯示范圍為0—9999,如果端口不夠還可以根據(jù)需要外擴(kuò)。(4)可通過軟件來實(shí)現(xiàn)人為想實(shí)現(xiàn)的任何功能,真正的實(shí)現(xiàn)智能化。(5)就對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)速儀來說,對(duì)控制有較高要求的系統(tǒng),可以將檢測(cè)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)利用單片機(jī)同時(shí)實(shí)現(xiàn),這樣可以調(diào)高整個(gè)系統(tǒng)的效益,精度高,可靠性強(qiáng),節(jié)省資源降低成本,真正實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的多功能化。 隨著科技的發(fā)展,生產(chǎn)技術(shù)的提高,對(duì)整個(gè)控制檢測(cè)系統(tǒng)要求的提高,就對(duì)高精度電機(jī)轉(zhuǎn)速儀的設(shè)計(jì)要求越來越高,這就驅(qū)使電機(jī)轉(zhuǎn)速儀向單片機(jī)控制系統(tǒng)發(fā)展,使其不斷發(fā)展不斷完善,當(dāng)然,對(duì)其技術(shù)要求越高其真正的設(shè)計(jì)難度越大,如軟件的編寫與調(diào)試、硬件的設(shè)計(jì)與調(diào)試、保護(hù)設(shè)備范圍的擴(kuò)大與增強(qiáng)、設(shè)計(jì)成本等一系列的情況增大都在增高。在目前雖然單片機(jī)領(lǐng)域出現(xiàn)了許多高性能、高集成度的單片機(jī)控制元件如CPU功能增強(qiáng)、內(nèi)部資源增強(qiáng)、引腳能能增強(qiáng)、集成度越來越高等,但是隨著生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展,對(duì)其的要求還在不斷地提高,這對(duì)以后的發(fā)展提出更高的要求。本畢業(yè)設(shè)計(jì)既是對(duì)學(xué)校所學(xué)知識(shí)的全面總結(jié)和綜合應(yīng)用,又為今后走向社會(huì)的實(shí)際操作應(yīng)用鑄就了一個(gè)良好開端,畢業(yè)設(shè)計(jì)是我對(duì)所學(xué)知識(shí)理論的檢驗(yàn)與總結(jié),并且在個(gè)人能力方面也有了很大的提高,面對(duì)問題能夠從容應(yīng)對(duì),能夠抓住重點(diǎn);能獨(dú)立思考,能發(fā)現(xiàn)問題并解決問題。經(jīng)過不斷的努力學(xué)習(xí)和獨(dú)立思考,本次高精度電機(jī)轉(zhuǎn)速儀的設(shè)計(jì)是比較成功的,從理論基礎(chǔ)到實(shí)際操作,都是比較成功,完成了高精度電機(jī)轉(zhuǎn)速的測(cè)量并顯示結(jié)果。致 謝通過這三個(gè)月老師的認(rèn)真指導(dǎo)和自己努力的學(xué)習(xí),成功地完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)高精度電機(jī)轉(zhuǎn)速儀的設(shè)計(jì),在此首先非常感謝田老師這段時(shí)間來對(duì)我的指導(dǎo),他嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致,一絲不茍,知識(shí)淵博,能力出眾,為人和藹,是我心目中優(yōu)秀的好老師,他對(duì)工作的專心、認(rèn)真負(fù)責(zé)和熱心給我留下了深刻的印象,再次感謝田老師的指導(dǎo),其次感謝同學(xué)們對(duì)我的熱心幫助,是你們給了我學(xué)習(xí)努力的激情;最后自動(dòng)化工程學(xué)院所有的老師對(duì)我的培養(yǎng)與教導(dǎo),感謝青島理工大學(xué)對(duì)我這四年的培育,謝謝!參考文獻(xiàn)[1]孫傳友 翁惠輝,現(xiàn)代檢測(cè)儀表及技術(shù),高等教育出版社,數(shù)字式傳感器,2006,(1)。[2]胡漢才,單片機(jī)原理及其接口技術(shù),清華大學(xué)出版社,單片機(jī)接口技術(shù),2010,(3).[3]潘新民,王燕芳,微型計(jì)算機(jī)控制技術(shù),電子工業(yè)出版社,人機(jī)交互接口技術(shù),2011,(2).[4]童詩白,華成英,模擬電子技術(shù)基礎(chǔ),清華大學(xué)電子教研組,波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換,2006,(4).[5]康華光,鄒壽彬,秦臻,電子技術(shù)基礎(chǔ),華中科技大學(xué)電子技術(shù)課程組,數(shù)模與模數(shù)轉(zhuǎn)換器,2006,(5).[6]劉南平,電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制作技術(shù) [M],北京科學(xué)出版社,2006.[7]趙承利,Protel 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