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电气自动化毕业论文 宁夏理工学院 基于单片机控制的温度采集与测量系 别： 电气工程系 专 业： 电气自动化 班 级： 电30姓 名 田云星学 号： 102130830033 指导教师：孔红 马宁 xx年5 月20 日 摘 要 近年来，随着大规模集成电路的发展，单片机继续朝快速、高性能方向发展，从 4位、8位单片机发展到16位、32位单片机。单片机主要用于控制，它的应用领域遍及各行各业，大到航天飞机，小至日常生活中的冰箱、彩电，单片机都可以大显其能。 本设计是基于单片机ATMAGE16设计的实时温度采集仪，通过本次设计，我成功 的实现了利用单片机对温度的采集和测量。 关键词 单片机；DS18B20；ICCAVR 目录 1 绪论 . 1 1.1 单片机的基础知识课题背景 . 1 1.2 课题背景 . 1 1.3设计目的及系统功能 . 1 2.电路的设计 . 1 2.1 温度测量电路的设计 . 1 2.2 串口通信电路的设计 . 1 3 分布式温度采集系统设计 . 1 4 ICCAVR制作环境及介绍 . 1 4.1 ICCAVR介绍 . 1 4.2 ICCAVR向导 . 1 结 论 . 1 参考文献 . 1 附件1：总系统的原理图如下： . 1 1 绪论 二十世纪跨越了三个“电”的时代，即电气时代、电子时代和现已进入的电脑 时代。不过，这种电脑，通常是指个人计算机，简称PC机。它由主机、键盘、显示器等组成。还有一类计算机，大多数人却不怎么熟悉。这种计算机就是把智能赋予各种机械的单片机（亦称微控制器）。顾名思义，这种计算机的最小系统只用了一片集成电路，即可进行简单运算和控制。它的出现是近代计算机技术发展史上的一个重要里程碑，因为它体积小，通常都藏在被控机械的“肚子”里。它在这个装置中，起着有如人类头脑的作用，它出了毛病，整个装置就瘫痪了。 单片机具有体积小、功能强、应用面广等优点，目前正以前所未见的速度取代着 传统电子线路构成的经典系统，蚕食着传统数字电路与模拟电路固有的领地。它的体积小、质量轻、价格便宜、为学习、应用和开发提供了便利条件。同时，学习使用单片机了解计算机原理与结构的最佳选择。 自从1976年Intel公司推出第一批单片机以来，80年代单片机技术进入快速发 展时期，近年来，随着大规模集成电路的发展，单片机继续朝快速、高性能方向发展，从4位、8位单片机发展到16位、32位单片机。单片机主要用于控制，它的应用领域遍及各行各业，大到航天飞机，小至日常生活中的冰箱、彩电，单片机都可以大显其能。单片机在国内的三大领域中应用得十分广泛：第一是家用电器业，例如全自动洗衣机、智能玩具；第二是通讯业，包括电话、手机和BP机等等；第三是仪器仪表和计算机外设制造，例如软盘、硬盘、收银机、电表。除了上述传统领域外，汽车、电子工业在国外也是单片机应用十分广泛的一个领域。它成本低、集成度高、功耗低、控制功能多能灵活的组装成各种智能控制装置，由它构成的智能仪表解决了长期以来测量仪器中的误差的修正、线性处理等问题。单片机将微处理器、存储器、定时/计数器、I/O接口电路等集成在一个芯片上的大规模集成电路，本身即是一个小型化的微机系统。单片机技术与传感与测量技术、信号与系统分析技术、电路设计技术、可编程逻辑应用技术、微机接口技术、数据库技术以及数据结构、计算机操作系统、汇编语言程序设计、高级语言程序设计、软件工程、数据网络通信、数字信号处理、自动控制、误差分析、仪器仪表结构设计和制造工艺等的结合，使得单片机的应用非常广泛。 1.1 单片机的基础知识 单片机又称单片微控制器，它不是完成某一个逻辑功能的芯片，而是把一个计算 基础学习。 MCS-51系列单片机主要包括8031、8051和8751等通用产品。 DP-51S单片机仿真实验仪是由广州致远电子有限公司设计的DP系列单片机仿真实验仪之一，是一种功能强大的单片机应用技术学习、调试 1.2课题背景 分布式温度采集系统广泛应用在使用了中央空调的大型商场、厂房、办公大楼等大型建筑内。本课题主要用温度传感器对环境温度实施实时监测，各结点控制单元可将有关信息上传给计算机，本课题研究主要解决的问题为分布式控制结构设计、多单片机串行通信、温度的采集与处理。 本设计是基于单片机ATMAGE16设计的实时温度采集仪,采用DS18B20可以采集多 路温度数据(本设计只用了2路),同时实时显示所采集到的温度值。在传统的温度 测量系统设计中，往往采用模拟技术进行设计，这样就不可避免地遇到诸如引线 误差补偿、多点测量中的切换误差和信号调理电路的误差等问题;而其中某一环节处理不当，就可能造成整个系统性能的下降。随着现代科学技术的飞速发展，特别是大规模集成电路设计技术的发展，微型化、集成化、数字化正成为传感器发展的一个重要方向。美国Dallas半导体公司推出的数字温度传感器DSl8B20，具有独特的单总线接口，仅需要占用一个通用I/O端口即可完成与微处理器的通信;在-10+85温度范围内具有O.01精度;用户可编程设定912位的分辨率。以上特性使得DSl8B20非常适用于构建高精度、多点温度测量系统。 1.3 设计目的及系统功能 本设计的目的是以单片机为核心设计出一个分布式温度采集系统。在传统测量系统中，传感器与计算机接口的连接是通过若干条导线连接。当传感器数量较多时，尤其是信号线的长距离传输时，相互容易产生干扰。一个室内多点温度测量中，系统的接线会非常多，导线往往不易铺设，使得测量工作非常困难。采用总线结构数字式传感器，配合单片机及PC机串口进行长距离数据通信，则可以很容易解决这个问题，该系统最多可以检测256 路温度信号，在室内多点温度测量控制中能达到很好的效 单片开关电源及PCB设计 摘 要：电力电子技术已发展成为一门完整的、自成体系的高科技技术，电力电子技术的发展带动了电源技术的发展，而电源技术的发展有效地促进了电源产业的发展。电源技术主要是为信息产业服务的，信息技术的发展又对电源技术提出了更高的要求，从而促进了电源技术的发展，两者相辅相成才有了现今蓬勃发展的信息产业和电源产业。从日常生活到最尖端的科学都离不开电源技术的参与和支持，而电源技术和产业对提高一个国家劳动生产率的水平，即提高一个国家单位能耗的产出水平，具有举足轻重的作用。在这方面我国与世界先进国家的差距很大，作为一个电源工作者，不仅要设计出guo际或国内先进的电源，还要考虑到电源的适应性以及电源的成本。只有具有先进性能的电源，加上合理的制作成本，才能使我国的电源产业赶超发达国家。这里着重介绍了基于TOP252Y的单片开关电源，通过运用先进的电力电子技术等技术，实现了将普通市电转化为稳定地电压电流输出。首先介绍开关电源的含义，开关电源是利用现代电力电子技术，控制开关晶体管开通和关断的时间比率，维持稳定输出电压的一种电源，开关电源一般由脉冲宽度调制（PWM）控制IC和MOSFET构成。随着各种各样电器的出现以及升级，它们都需要一个稳定的电源，本文系统介绍了一种较为实惠又很先进的稳压稳流输出单片开关电源。 关键词：单片开关电源; 反激式；脉宽调制 The design of Single-chip Switching Power Supplyand its PCB Abstract：Electric and electronic technology has already developed into an intact high science, the development of electric and electronic technology has driven the development of the technology of the power supply, and the development of power technology has promoted the development of industry of the power supply effectively. The technology of the power mainly serves information industry, the development of the information technology has put forward higher request to the power supply, thus promoted the development of technology of the power supply, and it just had the vigorous information industry and power industry now. Cant do without the participation and support of the technology of the power from daily life to most advanced science, and the power technology and the power industry have very important function in raising the level of a countrys labor productivity, namely improve an output level of national units energy consumption. In this respect, our country and developed country have very great disparity. As a power worker, not only design the international or domestic advanced power supply, but also consider the adaptability and cost of the power supply. Only the advanced and low-priced power supply could make the power industry of our country catch up with the developed country. Here, I will introduce the Single-Chip Switching Power Supply which based on the TOP252Y, by using the technology, such as advanced electric and electronic technology, it turns the ordinary electricity into the steadily voltage and current output. At first, I will introduce the meaning of the Switch Mode Power Supply, the Switch Mode Power Supply is a Power supply which utilizing modern electric and electronic technology, controlling the time rate of the ON /OFF of the switch transistor, and keeping the voltage output steadily, the switch power is generally made up with PWM IC and MOSFET 20. With the appearance and upgrading of various electric apparatuses, all of them need one steady power supply, this text systematically introduces a kind of more advanced and very more low-priced single slice of Switch Mode Power Supply which has steadily voltage and current output. Key words: single-chip switching power supply; flyback; PWM 目录 单片开关电源及PCB设计 _ I The design of Single-chip Switching Power Supplyand its PCB _ I Abstract_ I 目录 _ 3 第1章 绪论 _ 5 1.1 概述 _ 5 1.2 开关电源的发展简况 _ 5 1.3 开关电源的发展趋势 _ 6 第2章 方案论证 _ 8 2.1 概述 _ 8 2.2 系统总体框图 _ 8 2.3 工作原理 _ 9 2.3.1 TOPSwitch-II的结构及工作原理 _ 9 2.3.2 单片开关电源电路基本原理 _ 11 第3章 单片开关电源的设计 _ 13 3.1 概述 _ 13 3.2 单片开关电源电路参数的设定 _ 13 3.3 单片开关电源保护电路的设计 _ 23 3.3.1 输出过电压保护电路的设计 _ 23 3.3.2 输入欠电压保护电路的设计 _ 23 图3.8 输入欠电压保护电路 _ 24 3.3.3 软启动电路的设计 _ 24 3.3.4 电压及电流控制环电路 _ 25 3.3.5 无损缓冲电路 _ 27 3.3.6 采用继电器保护的限流保护电路 _ 28 3.3.7 IGBT驱动电路_ 28 第4章 PCB板电磁兼容性设计 _ 30 4.1 概述 _ 30 4.2 PCB上元器件布局 _ 31 总结 _ 41 致谢 _ 42 参考文献 _ 1 黑龙江农业职业技术学院 毕 业 设 计 PLC在工业自动化中的 应用及发展 系 别：机电工程学院 专业班级：电气自动化（B3）09-1 学生学号： xxxxxxxxxx 学生姓名： xxx指导教师： xxx xx年3月15日 黑龙江农业职业技术学院 毕业论文（设计）任务书 目 录 标题、摘要、关键词 前言 第一章 可编程序控制器概述（PLC） 1.1 PLC的定义 1.2 PLC的产生 1.3 PLC的结构及分类 1.4 PLC的工作原理 1.5 PLC编程 第二章 PLC的现状 2.1 PLC的 2.2 典型的PLC产品 2.3 PLC在我国的应用 2.4 PLC发展的重点 第三章 PLC技术的应用 3.1 PLC 工业自动化应用 3.2 PLC应用中需要注意的问题工作环境和抗干扰 第四章 PLC实际应用举例 4.1 接触器联锁正反转控制使用PLC控制 4.2 复合联锁正反转能耗制动使用PLC控制 4.3 断电延时型星角降压启动能耗制动控制使用PLC控制第五章 PLC的发展趋势和前景 5.1 PLC在工业领域应用的发展趋势 5.2 PLC的前景 参考文献 4 4 5 5 5 6 7 9 11 11 12 12 13 15 15 17 18 18 20 22 23 23 24 29 PLC在工业自动化中的应用及发展 电气自动化 (B3)09-1班 xxx 摘要：在现代化的工业生产设备中，有大量的数字量及模拟量的控制装臵，例如电机的启停，电磁阀的开闭，产品的计数，温度、压力、流量的设定与控制等，而PLC技术是解决上述问题的最有效、最便捷的工具，因此PLC在工业控制领域得到了广泛的应用。 关键词：可编程序控制器（PLC）； 控制； 自动化； 发展； 应用 前言 第一章 可编程序控制器概述 1.1 定义 可编程序控制器又称PLC 国际电工委员会（IEC）于1987年颁布了可编程控制器标准草案第三稿。在草案中对可编程控制器定义如下：“可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为 在工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字式和模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程控制器及其有关外围设备，都应按易于与工业系统联成一个整体，易于扩充其功能的原则设计”。 1.2