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58009字硕士毕业论文基于单片机控制的速度和温度测量结构探讨

论文类型:硕士毕业论文
论文字数:58009字
论点:转速,测量,信号
论文概述:

本文是单片机论文,主要论述了基于单片机控制的转速和温度测量系统属于非接触式测量,能对此类旋转轴系进行实时监控,以达到及时发现异常情况的目的,具有很高的实用性。

论文正文:

第一章简介

1.1简介
单片机是70年来出版和发展的新一代工业控制芯片。在工业控制中,工作环境恶劣,各种干扰相对较强,需要实时控制,对控制设备要求较高。单片机具有集成度高、可靠性强、易于扩展、体积小等优点,被广泛应用于工业控制过程中,可以实时控制设备。如工业机器人、电机控制、化工、电动轮渡生产线等领域(1)。典型的应用系统主要包括系统扩展和系统配置。系统扩展(System expansion)是指当单片机芯片上的只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)或输入输出端口等组件不满足系统要求时,相应的部分应该扩展到芯片之外,扩展量取决于要求。系统配置(System configuration)是指需要添加一些合适的外部设备来实现更直观的显示或操作效果,如键盘、显示器、打印机等。当单片机满足应用要求时。显示器、键盘等可以通过总线连接到单片机。一些传感器接口和伺服驱动控制接口经常直接连接到工业现场的机械设备上,可能会有干扰,如高温、高压、电磁干扰、化学腐蚀蜡烛等。因此,必须采取适当且知情的隔离措施,以避免检测值中出现一些不必要的错误。

1.2国内外转速和温度测量研究现状
北京师范大学周晓燕开发了一种基于紫蜂技术的红外转速监控程序。紫蜂技术(ZigBee technology)是一种新开发的双向无线通信技术,适用于固定、便携或移动设备,具有距离短、功耗低、复杂度低、速度低和成本低的特点。这是射频识别(射频识别)和蓝牙之间的技术方案。主要用于各种短距离、低功耗、低传输速率的电子设备之间的数据传输,以及数据传输在周期性数据采集困难、数据间歇、反应时间短的应用。测量系统可以通过监控设备发送转速测量最大运动指令,骄傲测量模块收到指令后可以测量转速,然后骄傲测量结果通过紫蜂无线网络发送给监控。通过这种方法,果汁转速测量模块体积小,可嵌入机械设备10中,内置5V电源池,使用方便,抗干扰能力强,噪音范围广。
……

第二章基于单片机的转速测量

2。1转速测量原理
通常用于测量各种旋转体转速的设备称为转速表。根据转速测量的工作原理,可分为以下[13型]:振动型、离心型、闪光频率型、磁感应型、电子计数型等。根据转速表的用途,可分为固定式和便携式(非接触式)。固定式通常指固定安装并与旋转轴直接接触的转速计。被测旋转轴可以通过弹性联轴器等传动机构连接。旋转轴旋转时,转速可以同步显示在转速表上。然而,便携式可用于测量各种旋转体的旋转速度,而不受设备的限制。与固定式相比,便携式由于不与被测转轴直接接触,测量精度更高,适用范围更广。常用的转速表由三个主要部件组成:速度传感器、传动机构和测量机构。传感器负责接收反映被测转轴转速的一定物理量信号,也可以实时反映转速的变化。传动机构用于连接传感器和被测旋转体(非接触式除外)。测量机构用于指示或记录转速值。固定转速表中使用多种类型的旋转装置。有些直接将转速表的测量轴连接到机器轴上,有些通过一些传动装置,如弹性联轴器、换挡机构等与机器轴连接。用于非接触测量的频闪转速表通过使闪光频率与待测轴的转速同步来测量转速。电子计数式利用光电传感器或磁电传感器接收反映被测轴转速的电磁信号,将电磁信号转换成电信号,发送给主控芯片,计算并显示转速。

2。2测速系统的组成
由于红外传感器输出的信号幅度极小且不规则,无法被中国电影制作人直接识别,信号必须放大并呈圆盘状。同时,传感器选择、信号处理电路和场干扰(如杂散光、电场、磁场等。)可能会影响信号并降低测量精度。在数字电路中,脉冲信号是上升沿还是下降沿触发信号尤为重要。如果响应速度脉冲信号被直接发送到计数器或外部中断的输入端,并且上升沿用于触发计数,则输入信号必须具有上升沿的峰度。处理方法初:选择合适的运算放大器芯片,一些放大器实现信号放大功能,并利用运算放大器芯片中几个放大器的电比较功能来整形。通过信号处理模块的脉冲信号满足输入芯片机的条件。

第三章基于单片机控制的温度测量.......23
3.1简介……23
3.2红外辐射困难这个理论……23
3.2.1红外辐射概念……23
3.2.2坎塞尔多夫定律……24
br/]第四章测量系统的硬件设计……33
4.1硬件电路设计原则……33
4.2速度和温度测量系统概述.........33
4.3传感器信号采集……34 [/br/ ]第五章测量系统软件编程与调试.......45
5.1软件开发环境……45
5.2系统编程……45

第五章测量系统软件编程和调试

5。1软件开发环境
随着单片机技术的发展,单片机开发软件也在不断完善。美国Keil C51标准C编译器是由单片机开发的优秀软件。它强大、简单且易于学习。它集编辑、编译和仿真于一体。它可以支持汇编和C语言编程。与汇编相比,C语言编程更加灵活,具有更强的灵活性,因此本测量系统采用C语言编程。C51工具包分别为视窗和Dos集成了除法和Ishell开发环境,如图5.1所示。AVision2支持8051的所有Keil工具,包括C编译器、宏汇编器、链接器/定位器和目标文件到十六进制格式转换器。

5。2系统编程
考虑到获得更大速度范围的计数器的最大数量,系统将被设置为最大计数值为65536的16位计数器,即M1M0选择模式1。TO设置为16位定时器,溢出中断产生50毫秒,转速测量可在20个周期后的定时Is完成。由于测量数据需要通过串口通信,为了方便设置通信波特率,本系统的外部晶振选择为11.0592兆赫。11.0592兆赫的晶体振荡器在分频12后为92600赫,即每秒921600个机器周期,换句话说,设置50毫秒产生中断需要46080个机器周期。当定时器初始设置时,值(65536-46080)/256被分配给THO,值(65536-46080)%256被分配给TLO。[/BR/]……

总结与展望[/BR/] [/BR/] [/BR/]转速和温度一直是工程测量领域最常测量的两个参数,尤其是在大型旋转机械的在线监测和故障诊断中。这两个参数有微小的差异,如果差异很小,就会影响生产能力,如果差异很大,就会造成很大的生产事故。与接触式测量仪器相比,本文研究的基于单片机控制的转速和温度测量系统属于非接触式测量,能够实时监测这类转轴系统,及时发现异常情况,具有很高的实用性。本文的研究工作总结如下:(1)通过比较当前速度和温度测量的原理和方法以及误差分析,研究了一种非接触式高精度速度和温度测量系统。在速度测量方面,设计了一种新的测量方法。与传统的“M法”测量相比,本设计使用了一个D型触发器来同步控制两个定时/计数器的开启和关闭。用这种方法测量速度的相对误差与被测信号的频率无关,并且在整个范围内(60?9000转/分)测量值小于16,确保采样信号的可靠性。在温度测量方面,采用TN9红外测温模块,工作温度范围为10 ~ 50℃,精度为2%。(2)硬件电路分别设计信号处理电路和液晶显示电路,增加RS232串行数据端口,实现与上位机的通信功能。所设计的硬件电路简单,集成度高,具有设计余量,便于其他研究者的二次开发。
……

参考文献(省略)