【正文】 的要求等因素進行考慮，確定方案三為最終的設計方案。5 電路分析 整個電路由三部分組成，這三個部分分別負責產(chǎn)生檢測信號、檢測信號的預處理和檢測信號的采集。系統(tǒng)中有兩路檢測信號，接在容器上方的電極產(chǎn)生的信號還要用于控制檢測信號采集的開始。它主要使用了單片機的定時\計數(shù)的資源，從而得到所需的頻率為10kHz的脈沖信號。電路中這一驅(qū)動電路包括了光耦隔離芯片TL25214組成的隔離電路和由集成運放芯片LM324組成的電壓跟隨器。需要經(jīng)過一系列的預處理之后，才能進行A\D轉(zhuǎn)換輸入單片機。這部分電路是為后面能正常、準確地采集到檢測信號做的準備。放大器采用單電源供電, 由RR2組成1/2V+偏置,C1是消振電容。負號表示輸出信號與輸入信號相位相反。此電路輸入電阻為Ri。Co和Ci為耦合電容。為達到線性耦合的目的，系統(tǒng)中使用的是由線性光耦芯片HCNR201構(gòu)成的耦合電路。 圖522線性光耦電路HCNR201線性光耦芯片的光耦原理與普通光耦沒有差別,只是將普通光耦的單發(fā)單收模式稍加改變,增加一個用于反饋的光接受電路進行反饋。芯片的2引作為隔離信號的輸入,4引腳用于反饋,6引腳用于輸出。系統(tǒng)中的這部分電路是利用運算放大器構(gòu)成的低通放大器，電路如圖523所示。5．3．1 A\D轉(zhuǎn)換電路系統(tǒng)中用到的A\D轉(zhuǎn)換芯片是TLC0831，它的典型的應用電路如下圖431所示。其內(nèi)部有一采樣數(shù)據(jù)比較器將輸入的摸擬信號微分比較后轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。而且，電壓基準輸入可調(diào)，使得小范圍摸擬電壓信號轉(zhuǎn)化時的分辨率更高。其主要特點如下：　　(1) 8位分辨率；　　(2) 單信道差分輸入；　　(3) 5V的電源提供05V可調(diào)基準電壓；　　(4) 輸入輸出可與TTL和MOS兼容；(5) 總失調(diào)誤差為1SB5．3．2單片機電路系統(tǒng)中使用的單片機的型號為W78E58B，芯片引腳如圖532所示。它的指令集同標準8052指令集完全兼容。（位于 4K 字節(jié)輔助ROM中的裝載（loader）程序，可以讓用戶更新位于32K主ROM中的程序內(nèi)容。這些外圍設備都由有8個中斷源和2級中斷能力的中斷系統(tǒng)支持。一旦代碼確定后，用戶就可以對代碼進行保護?？臻e模式下，處理器時鐘被關閉，但外設仍繼續(xù)工作。外部時鐘可以在任何時間及狀態(tài)下被關閉，而不影響處理器運行。處理器支持 111 條不同的操作碼，并可訪問64K的程序地址空間和64K的數(shù)據(jù)存儲空間。這些RAM通過不同的方式尋址。這些RAM可以用與8051相同的直接或間接尋址方式來尋址。地址為80HFFH的RAM 只能以與8051相同的間接尋址方式來尋址，在選定的RAM區(qū)內(nèi)，尋址指針是R0和R1。它們是定時器0下的TL0、TH0，定時器1 下的 TLTH1，定時器2下的 TLTH2。（程序見附錄二）系統(tǒng)的電路圖如圖： 6統(tǒng)優(yōu)化提高系統(tǒng)的抗干擾能力自動檢測系統(tǒng)在工作的過程中， 有時可能會出現(xiàn)某些不正常的現(xiàn)象，這表明存在著來自內(nèi)部或外部的影響其正常工作的各種因素，尤其是被測信號很微弱時，問題就更加突出了。干擾不僅能使系統(tǒng)測量和控制失靈，以致降低產(chǎn)品的質(zhì)量，甚至造成全系統(tǒng)無法正常工作，對生產(chǎn)造成損失和事故。提高系統(tǒng)抗干擾的能力，首先應分析干擾產(chǎn)生的原因、干擾的引入方式及途徑，才能有針對地的解決系統(tǒng)抗干擾的問題。外部干擾：由于系統(tǒng)工作的外部環(huán)境所造成的干擾。這些干擾對于要求高測量精度的系統(tǒng)來說是必須設法控制的。常見的有信號通道干擾，電源干擾和數(shù)字電路干擾。干擾的引入途徑主要有從“路”引入和從“場”引入兩種形式。漏電流耦合干擾經(jīng)常發(fā)生的情況如下：①當用傳感器測量較高的直流電壓時；②在傳感器附近有較高的直流電壓時；③在高輸入阻抗的直流放大電路中；(2) 傳導耦合形成的干擾：噪聲是經(jīng)導線耦合到電路中去的，是最明顯的干擾現(xiàn)象。傳導耦合的主要現(xiàn)象是噪聲經(jīng)電源線傳到電路中來，通常交流供電線路在生產(chǎn)現(xiàn)場的分布，實際上構(gòu)成了一個吸收各種噪聲的網(wǎng)絡，噪聲可十分方便地以電路傳導的形式傳到各處，并經(jīng)過電源引入線進入各種電子裝置，造成干擾。(3) 共阻抗耦合形成的干擾：共阻抗耦合是由于兩個電路共有阻抗，當一個電路中有電流流過時，通過共有阻抗便在另一個電路上產(chǎn)生的電壓。從“場”引入的干擾(1) 靜電耦合形成的干擾：電場耦合實質(zhì)上是電容性耦合，它是由于在兩個電路之間存在寄生電容，可使一個電路的電荷變化影響另一個電路。(2) 電磁耦合形成的干擾：電磁耦合又稱互感耦合，它是由于在兩個電路之間存在互感，一個電路的電流變化，通過磁鉸鏈會影響到另一個電路，例如在傳感器內(nèi)部線圈或變壓器的漏磁是對鄰近電路的一種很嚴重的干擾，在電子裝置外部線圈在較長一段區(qū)間平行架設時，也會產(chǎn)生電磁耦合干擾。各種干擾在傳感器系統(tǒng)的輸出端往往反映為一些與檢測量無關的電信號，這些無用的電信號稱為噪聲，當噪聲達到檢測電路無法正常工作時，該噪聲電壓稱為干擾電壓?！靶旁氡取敝傅氖窃谛盘柾ǖ乐杏杏眯盘柍煞峙c噪聲成分之比，他表示噪聲對有用信號影響的大小，設有用功率為，有用信號電壓為，噪聲功率為，噪聲電壓為，則用dB（分貝）為單位表示信噪比為 由上式可知，信噪比越大，表示噪聲對測量結(jié)果的影響越小，即干擾越不明顯，在測量過程中應盡可能提高信噪比。(1) 接地技術(shù) 這里的“地”是指輸入信號與輸出信號的公共零電位，它本身可能與大地相隔。下面是在處理接地時經(jīng)常遇到的一些問題，以及處理這些問題的原則。模擬地與數(shù)字地模擬地是模擬信號的公共零點位，數(shù)字地是數(shù)字信號的公共零點位。一點接地和多點接地一般來說，系統(tǒng)內(nèi)印制電路板的基本原則是高頻電路應就近多點接地，低頻電路應一點接地。實際操作中經(jīng)常使用光電耦合器件、變壓器、電壓跟隨器作為隔離電路。線性光電耦合器件常用在模擬電路中的信號線性變換場合。常接在電源輸出端，測量線路輸入端，放大器輸入端等處，使干擾信號衰減，以阻止干擾信號進入放大器。選用濾波器時應考慮：①對干擾頻率的信號衰減100倍以上；②合理的選擇濾波器件的參數(shù)，減少濾波電路對負載的影響；③濾波器的時間常數(shù)對自動檢測測系統(tǒng)性能的影響。屏蔽分為靜電屏蔽、電磁屏蔽和低頻磁屏蔽等幾種。(1)接地技術(shù)在系統(tǒng)中的應用為了保證系統(tǒng)中檢測信號產(chǎn)生電路和檢測信號采集電路的獨立，盡量避免他們通過地線相互干擾,在設計的時候?qū)@兩部分電路的接地線進行了分別的處理。而線性光耦的應用不僅有效的抑制了系統(tǒng)中的干擾，還使耦合電路前后的信號具有良好的線性關系。系統(tǒng)用的抑制干擾手段的示意圖如圖631所示。雖然我國是農(nóng)業(yè)大國，但我國在這個領域中很多課題的研究還處于落后狀態(tài)，而經(jīng)驗的匱乏又限制了研究人員在這一領域的發(fā)揮。在研究的開始階段，進行大量實驗是驗證各種方案的的必要步奏，在實驗中可以發(fā)現(xiàn)許多理論中涉及不到的現(xiàn)象，這對確定方案是有所幫助的。實驗證明，這一方案實現(xiàn)起來有較高的可靠性，能夠保證測量的準確性，也能滿足實際生產(chǎn)的各種要求。這也可以降低調(diào)試的難度。為了便于在生產(chǎn)中使用，此系統(tǒng)已經(jīng)與奶牛自動飼養(yǎng)管理系統(tǒng)的其他功能模塊集成在了一起，并被制成了PCB板。實際使用效果表明，該系統(tǒng)工作情況穩(wěn)定，能自動完成牛奶電導檢測，并將電導率合格的牛奶導入輸送管道，將電導率不合格的牛奶進行相應處理的整個牛奶采集生產(chǎn)過程。在研究過程中，我通過資料了解到，許多國外的牛奶生產(chǎn)廠從鮮奶采集到制成品的運輸已經(jīng)全部實現(xiàn)機械化和自動化。先進的自動化生產(chǎn)技術(shù)不僅保證了乳制品的質(zhì)量，也有效地節(jié)約了能源，減少了污染。由于畢業(yè)設計的時間有限，我對本課題的研究只能告一段落。參考資料[1]. 孫傳友、孫曉斌 《感測技術(shù)基礎》[M] 電子工業(yè)出版社 2001[2]. 鮑存會，馬帥旗，劉沛師 《控制裝置的研制》[M] 2002[3]. 張洪潤、張亞凡 《傳感技術(shù)與實驗—傳感器件外形標定與實驗》[M] 清華大學出版社 2004[4]. 何旭平、陸榮蘊《基干PIC單片機的擠奶機脈動控制器的設計》[Z]刊于《中國牛奶》2006年 第九期[5]. 何立民 《單片機高級教程》[M] 北京：北京航空航天大學出版社 2003張洪潤、張亞凡 [6]. 李剛、王艷林 《Protel DXP電路設計標準教材》[M] 清華大學出版社 2004[7]. 李剛、王艷林 《無線傳感器網(wǎng)絡》[M] 清華大學出版社 2003[8]. 張佳程《丹麥乳制品產(chǎn)業(yè)概況》 [Z] 刊于《中國牛奶》2006年 第1期[9]. 《傳感技術(shù)與應用教材》[M] 清華大學出版社 2004[10]. 孫涵芳，徐愛卿 《單片機原理與應用》[M]北京：北京航空航天大學出版社 2003[11]. 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These peripherals are suppored by a eight sources twolevel interrupt capability. To facilitate programming and verifiction, the ROM inside the W78E58B allows the program memory to be programmed and read electronically. Once the code is confirmed, the user can