传感器毕业设计范文

传感器毕业设计范文 摘 要 随着计算机辅助技术（CAD）、微机电系统（MEMS）技术、光纤技术和信息技术的发展，获取各种信息的传感器已经成为各个应用领域，特别是自动检测、自动控制系统中不可缺少的重要技术工具，越来越成为信息社会赖以存在和发展的物质与技术基础。因此，在当今信息时代掌握传感器技术尤为重要。本文简述了传感器在机电一体化系统中的作用及其地位，也讲述了在机电一体化中常用传感器的类型、特点、结构及用途等，还介绍了在机电一体化中传感器的选择指标以及在以后的发展。 关键词：传感器，机电一体化 目 录 前言 一、传感器的定义与组成.4 二、传感器在机电一体化技术中的地位及作用.4 三、常用传感器的类型、特点、结构及用途.5 3.1电阻式传感器.5 3.2电容式传感器.5 3.3电感式传感器.6 3.4压电式传感器.6 四、机电一体化系统中传感器的选择.7 五、机电一体化系统中常用传感器的发展.8 5.1传感器的微型化.8 5.2传感器的智能化.9 六、结论 七、 _ 八、谢辞 前 言 传感器作为机电一体化技术中不可缺少的部分，作为一名机电一体化专业的学生，我们必须了解传感器的在机电一体化技术中所扮演的角色，了解传感器的分类、组成、功能等。了解和学习传感器技术对于我们今后的学习和工作都有很大的帮助。传感器作为信息集训的一脉正在越来越广泛的普及及发展到我国的各行各业各个领域，其中为使我国从劳动密集型向技术型转化，必须利用其信息技术，即传感器技术，使传感器在工业自动化，农业国防军工，能源交通，家用电器等应用领域均有其开发市场。在我国尤以传感器技术的潜力最大。应用方面主要用于化学方面、环境保护方面、生物工程方面以及医疗卫生方面等等。 一、传感器的定义与组成 传感器是一种能感受规定的被测量，并按照一定的规律转换成可以用输出信号的器件或装置。传感器一般由敏感元件、转换元件和信号调理与转换电路组成。其中，敏感元件是指传感器中能直接感受或直接响应的被测的部分；转换元件是指传感器中 将敏感元件感受或响应的被测量转换成适用于传输或检测的信号部分。由于传感器的输出信号一般都很微弱，因此有信号调理与转换电路对其进行放大、运算和调制等。 图1 传感器的组成 二、传感器在机电一体化技术中的地位及作用 一个典型的机电一体化技术结构框图如图2所示。 图2 由图可见，在机电一体化系统中，传感器是必不可少的部分。传感器在机电一体化技术中扮演着不可缺少的角色。机电一体化技术想要发展就离不开传感器技术。传感器等同于系统的感受器官，它能快速、精确地获取信息并能经受严酷环境的考验，是机电一体化系统达到高水平的保证。现今机电一体化技术中的机器人技术的快速发展也离不开传感器，如果没有传感器那么机器人将寸步难行。传感器其作用相当于系统的感受器官，它能快速、精确地获取信息并能经受严酷环境的考验，是机电一体化系统达到高水平的保证。如果缺少这些传感器对系统状态和对象信息精确而可靠的自动检测，那么系统的信息处理、控制决策等功能就无法谈及和实现。 三、常用传感器的类型、特点、结构及用途 3.1电阻式传感器 电阻式传感器是把位移、力、压力、加速度、扭矩等非电物理量转换为电阻值变化的传感器。它主要包括电阻应变式传感器、电位器式传感器和锰铜压阻传感器等。 结构：由电阻元件及电刷(活动触点)两个基本部分组成。电刷相对于电阻元件的运动可以是直线运动、转动和螺旋运动，因而可以将直线位移或角位移转换为与其成一定函数关系的电阻或电压输出。 特点：电阻式传感器具有结构简单、输出精度较高、线性和稳定性好等特点。但是它受环境条件如温度等影响较大，有分辨率不高等不足之处。 用途：电阻式传感器与相应的测量电路组成的测力、测压、称重、测位移、加速度、扭矩等测量仪表是冶金、电力、交通、石化、商业、生物医学和国防等部门进行自动称重、过程检测和实现生产过程自动化不可缺少的工具之一 。 3.2电容式传感器 把被测的机械量，如位移、压力等转换为电容量变化的传感器。容式传感器可分为极距变化型、面积变化型、介质变化型三类。电容式传感器是一种用途极广，很有发展潜力的传感器。 图3电容式传感器的等效电路 成、极间以空气为介质的电容器。 结构:它的敏感部分就是具有可变参数的电容器。其最常用的形式是由两个平行电极组 毕 业 设 计（） （说 明 书） 题 目：姓 名： 许金东 学 号： xxxx018 平顶山工业职业技术学院 xx 年 12 月 9 日 平顶山工业职业技术学院 毕 业 设 计 （） 任 务 书 姓名许金东 专业 应用电子技术专业 任 务 下 达 日 期 xx年9 月 19日 设计（论文）开始日期xx 年9 月26 日 设计（论文）完成日期 xx 年 12 月 9 日 设计（论文）题目：矿用温度传感器设计 A编制设计B设计专题（毕业论文） 指 导 教 师 张 宏 系（部）主 任 韩 莉 xx 年 12 月 9日 平顶山工业职业技术学院 毕业设计（论文）答辩委员会记录 自动化与信息工程 系应用电子技术专业专业，学生 许金东 于 xx 年 12 月 15 日进行了毕业设计（论文）答辩。 设计题目： 矿用温度传感器设计 专题（论文）题目：矿用温度传感器设计 指导老师： 答辩委员会根据学生提交的毕业设计（论文）材料，根据学生答辩情况，经答辩委员会讨论评定，给予学生毕业设计（论文）成绩为。 答辩委员会人，出席人 答辩委员会主任（签字）： 答辩委员会副主任（签字）：答辩委员会委员： ， ， ， ， ， 平顶山工业职业技术学院毕业设计（论文）评语 第 页 毕业设计（论文）及答辩评语： 目 录 摘要. 1 第1章 绪论 . 1 第2章 系统总体方案设计 . 2 2.1 系统设计的整体原则 . 2 2.2 传感器的功能及使用要求 . 2 2.3 开发平台的选择 . 3 2.4 单片机的选型 . 4 2.6 系统框图 . 5 2.7 总体方案的选定 . 5 第3章 各单元电路元件的设计 . 6 3.1 温度传感器 . 6 3.1.1 热电偶的工作原理 . 6 3.1.2 热电偶的使用 . 8 3.2 AT89C51单片机 . 9 3.2.1 AT89C51单片机的主要特性 . 9 3.3 A/D转换电路及其芯片 . 10 3.3.1 ICL7109主要有如下特性 . 10 3.3.2 ICL7109内部构成 . 11 3.4 LED数码管与显示驱动芯片 . 11 3.4.1 采用LED数码管显示有以下几个优点 . 11 3.4.2 数码管显示电路的组成通常有两种方式 . 11 3.4.3 74HC373显示驱动芯片 . 12 第4章 各单元电路工作原理 . 13 4.1 电源电路. 13 4.2 单片机的主控制电路.14 4.2.1 AT89C51单片机的基本结构 . 14 4.3 驱动显示电路 . 16 4.3.1 LED的静态显示 . 16 4.4 A/D转换电路与热电偶测温电路 . 18 4.5 声光报警电路 . 18 4.6 红外遥控器及接收电路 . 19 4.6.1 遥控器调节的基本原理 . 19 4.6.2 接收电路基本原理 . 19 第5章 系统软件设计 . 21 5.1 系统软件设计 . 21 5.2 软件设计 . 21 5.3 程序流程图 . 21 与致谢 . 26 _ . 27 附录I 矿用温度传感器原理图 . 28 1 目 录 引 言 . 错误！未定义书签。 1 设计意义及报告要求 . 2 1.1 课题现状. 2 1.2 研究意义. 2 1.3 设计要求. 2 1.4 设计结构. 3 2 相关基础理论和基础知识概述 . 3 2.1 震动传感器相关概述. 3 2.1.1振动传感器的工作原理. 3 2.1.2无线射频收发模块简介. 4 2.2 主要元器件介绍. 7 2.2.1 STC89C51单片机. 7 2.2.2编码解码芯片PT2262/PT2272 . 10 2.2.3 SC-1振动传感器 . 12 3 系统设计及选型 . 13 3.1 系统设计. 13 3.2 元器件的选型. 13 3.2.1单片机的选择. 13 3.2.2振动传感器的选择. 14 3.2.3编码解码芯片的选择. 14 3.3 方案选择. 14 4 硬件电路设计及其实现. 15 4.1 单片机模块. 15 4.2 振动信号检测模块. 17 4.3 声光报警模块. 17 4.4 无线通信模块. 18 4.4.1无线发射模块. 18 4.4.2无线接收模块. 19 4.5 继电器输出控制模块. 20 8 . 20 谢 辞 . 21 _. 22 引言 近年来，随着改革开放的深入发展，人民的生活水平有了很大提高。各种高产品和贵重物品为许多家庭所拥有。然而一些不法分子也是越来越多。这点就是看到了大部分人防盗意识还不够强，造成偷盗现象屡见不鲜。因此，越来越多的居民家庭对财产安全问题十分担忧。 报警器这时正为人们解决了不少问题。但是市场上的报警器大部分都是用于一些大公司财政机构，价格高昂，一般人们难以接受。如果再设计和生产一种价廉、性能灵敏可靠的防盗报警器，必将在防盗和保证财产安全方面发挥更加有效的作用。由于无线传输技术具有很强的隐蔽性和保密性，因此在防盗、警戒等安保装置中得到了广泛的应用，此外，在电子防盗、人体探测等领域中，无线防盗报警器也以其价格低廉、技术性能稳定等特点而受到广大用户和专业人士的欢迎。 本文设计的摩托车防盗报警系统采用MCS-51系列单片机STC89C51作为核心控制元件。STC89C51是一个低功耗，高性能CMOS 8位单片机，片内含4K Bytes ISP(In-system programmable)的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器，器件采用宏晶公司的高密度、非易失性存储技术制造，兼容标准MCS-51指令系统及80C51引脚结构，芯片内集成了通用8位中央处理器和ISP Flash存储单元，功能强大的微型计算机STC89C51可为许多嵌入式控制应用系统提供高性价比的解决。 1 课题的现状及研究意义 1.1 课题现状 摩托车防盗器产品是与我国民用摩托车工业同步发展壮大起来的，至今已经有二十多年的历史。在其发展历程中，曾经为用户们做出了很大的贡献，成为了摩托车的忠实守护神。但是，长期以来，相对于其他电子技术产品的发展，摩托车电子防盗器的发展显得相对滞后，一直都是“老面孔”，其缺点也逐渐的暴露出来，越来越难以真正发挥其防盗作用。 我们常见的防盗产品的核心防盗功能主要集中在阻吓和锁车上。对于摩托车来说，传统意义上的防盗措施在实施过程中有着相对较大的困难，较难以实现真正意义上的有效防盗。 传统的防盗器绝大多采用震动传感器感知车体是否受到侵害，这类型的传感器的抗干扰能力十分有限，容易因为非侵害车体的外界震动，如雷电、风雨、鞭炮或其他车辆行驶干扰等均能诱发报警导致误报，误报成了传统防盗器无法逾越的障碍。由于误报频发，用户乃至公众已经难以分辨什么是真实报警，什么是误报了。同时频发的误报警报音已经成为了一种令公众厌恶的噪音。同时也让防盗器持有者处于一种 _地步。某些地方甚至出现过，非盗窃行为破坏防盗装置的事件，就是公众厌恶噪声的实例。诸多不利因素，造成以阻吓为防盗核心手段的传统防盗器已经难以发挥真正意义上的防盗功效。 1.2 研究意义 遥控式汽车防盗器是随着电子技术的进步而发展起来的，是市场上推广普及最为广泛的一种。它的特点是遥控控制防盗器的全部功能，可靠方便，可带振动。本课题采用STC89C51单片机作为主控制器，采用SC-1型全向震动传感器作为检测元件，当SC-1震动传感器检测到较大振动信号时，能够从第三脚输出直流电压信号，经过放大接入单片机I/O端口。单片机检测到SC-1有信号输出时，立即通过I/O口发出相应的信号驱动扬声器发出报警信号，在发出报警声响的同时，熄火继电器常闭触点断开发动机的起动电源，使发动机无法起动，防止了盗贼不顾报警声响而把车辆发动起来盗走，到防盗报警的目的。 利用PT2262无线编码电路作为遥控器来启动和关闭防盗报警系统。 1.3 设计要求 本课题采用STC89C51单片机作为主控制器，利用PT2262无线发射模块作为遥控开关来启动和关闭防盗报警系统，遥控器亦可让报警器直接报警，以告知车主车辆所在。采用SC-1型全向震动传感器作为检测元件，当SC-1震动传感器检测到较大振动信号时，能够从第三脚输出直流电压信号，经过放大接入单片机I/O端口。单片机检测到SC-1有信号输出时，立即通过I/O口发出相应的信号驱动扬声器发出报警信号，在发出报警声响的同时，熄火继电器常闭触点断开发动机的起动电源，使发动机无法起动，防止了盗贼不顾报警声响而把车辆发动起来盗走，到防盗报警的目的。 完整的设计任务要求完成如下主要功能： （1）自动警戒； （2）具有声光报警装置； （3）引擎锁定； （4）可调节灵敏度。 1.4 设计结构 在设计的第二部分，将介绍关于本设计课题的相关基本理论和基础知识，着重在于介绍STC89C51单片机相关理论知识、PT2262/PT2272专用编码解码芯片的原理、SC-1震动传感器的主要特性及引脚功能等。在这一部分，还将介绍315M无线射频收发技术的相关理论知识。在设计第三部分将着重介绍系统总体设计思想，包括硬件选择和实现的方法。在第四部分将详细介绍硬件电路的设计，元器件参数的确定。主要讲述STC89C51单片机及其最小系统和各个模块的实现以及和单片机的连接方式。第五部分介绍软件编程的总体设计思想，各个模块的流程图。第六部分将介绍硬件电路制作过程中印刷电路板的相关知识和注意事项。最后部分为整个设计过程的总结。 2 相关基础理论和基础知识概述 2.1 震动传感器相关