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新型
滚烫
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新型滚烫机结构和控制系统设计,新型,滚烫,结构,控制系统,设计
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北华航天工业学院毕业论文 毕业设计报告(论文)报告(论文)题目: 新型滚烫机结构和控制系统设计 摘 要近些年随着高档产品的包装大量采用转移烫金工艺,传统平压平烫金机难以满足生产的需要,因此,机加工企业开展圆压圆烫金机研制,其核心设备是加热系统。电加热器是一种在生活中常见的电力加热设备。电加热器内部存在一个温度传感器,根据其传达信来使电加热器温度自行变化,使温度均匀扩散加热表面。 如何在单片机的基础上设计烫金机的加热系统,设计中主要运用到了单片机相关知识和传感器(压力、温度、霍尔传感器等)方面的知识,而在测温过程中,使用单片机作为核心来操作,并通过数字接口的测温元件DS18B20来收索环境中的温度,且将实时温度在四位数码管上显示出来,主要设计了温度的测量系统、报警系统及转速方面,主要用到了霍尔传感器和单片机的结合及设计了软、硬件两个方面。关键词:烫金机 电加热器 单片机 温度传感器 霍尔传感器IIAbstractIn recent years as the high-end product packaging of the transfer of hot stamping process, the traditional flat hot stamping machine is difficult to meet the needs of production, therefore, machining enterprises to carry out the circular pressure round hot stamping machine, the core equipment is heating system. An electric heater is a common electric heating device in life. Inside the electric heaters, there is a temperature sensor which, according to its message, changes the temperature of the electric heater, allowing the temperature to spread evenly.How to bronzing machine based on single chip design of heating system, mainly used in the design of the single-chip computer related knowledge and sensors (pressure, temperature, hall sensors, etc.), and in the process of temperature measurement, using single-chip microcomputer as the core, and through the digital interface of DS18B20 temperature measuring element to search the environment temperature, and the real-time temperature on the four digital tube display, mainly designed temperature measuring system, alarm system and speed, mainly used in the hall sensor and MCU and the combination of two aspects of hardware and software is designed.Key words: the temperature sensor of a single chip machine temperature sensorII目 录摘 要IAbstractII目 录第1章 绪论11.1 概述11.2 烫金机技术的发展及现状11.2.1 我国烫金机技术的发展11.2.2 烫金机技术的应用11.2.3 国内外烫金技术发展对比11.3 烫金技术概述及影响因素2第2章 烫金机电加热器机械结构设计32.1 烫金机的工作原理32.2 电加热方式的选择32.3 电加热器的组成32.4 电加热功率的确定32.4.1 机器的产量32.4.2 单位时间内承印物所需热量32.4.3 电加热功率42.5 限制电热辊速度的因素42.6 电机选择42.7 轴的设计52.7.1 轴的分类52.7.2 选择轴的材料52.7.3 轴的结构设计52.7.4 扭转强度计算52.7.5 弯扭合成强度计算62.7.6 校核强度72.8 本章小结8第3章 基于单片机的测温系统设计93.1 温度传感器93.1.1 温度传感器的发展93.1.2 温度传感器DS18B2093.1.3 DS18B20的测温原理103.2 温度传感器与单片机的关系113.3 电路设计113.3.1 单片机引脚、复位电路与晶振电路113.3.2 温度采集133.3.3 报警系统设计143.4 程序设计153.4.1 主程序设计153.4.2 温度子程序163.4.3 温度数据显示子程序183.5 本章小结18第4章 基于单片机的转速控制系统设计194.1 系统总体设计思路194.1.1 硬件电路设计思路194.1.2 软件设计思路194.2 电机转速控制系统194.2.1 霍尔传感器204.2.2 霍尔传感器的应用204.3 AH41霍尔开关204.4 程序设计思绪214.4.1 单片机程序设计思路224.4.2 单片机转速计算程序224.4.3 程序设计224.4 硬件电路设计234.4.1 单片机最小系统电路234.4.2 时钟电路244.4.3 复位电路254.4.4 显示电路254.5 本章小结26致 谢27参考文献28附录一29附录二34附录三35第1章 绪论1.1 概述烫金机,主要用途为烫印,它工作为通过温压作用将烫金纸上图文等转移到承印物上。现如今市面上的烫金机主要有平压平烫金机、圆压平烫金机、圆压圆烫金机这几种;因为传统平压平烫金机已经难以满足生产需求,因此,机加工企业开展圆压圆烫金机的研制2。1.2 烫金机技术的发展及现状1.2.1 我国烫金机技术的发展烫金机技术是早年间从外国引进来的一种烫印工艺。现在市场上有很多精美的烫金技术产品,如纸张、名片、照片等,而烫金的完成则需要烫金机。随着烫金机技术存在多年以来,材料使用和烫金版制作水准的提高,还有新机器设备的使用,使得国内烫金工艺有了一个新的开端,而各种烫金工艺得到了广泛的应用。1.2.2 烫金机技术的应用立体烫金:此技术是一种复合技术,是利用腐雕技术将烫金及凹凸印压的图文制成一个上下配合的阴阳模凹凸版,让两者一次性完成。这技艺同时实现两种技术,从而降低了产品废弃率,使产率和品质都有了拔升。 全息图烫金:这是一种激光全息图,利用了光的干涉原理,制作方法采用了空间的频率编码。因为全息图有色彩佳、层次明、图逼真、光换好、技术高等特点而广泛使用在防伪领域。 烫印须明温、速、力之联系,方悟其奥妙,而烫印之材料、面积对其亦有影响。1.2.3 国内外烫金技术发展对比国外现今烫金机有着相当高的水准,国内也就一两种机器在某些方面能与世界领先水准相比。而圆压平、圆型机及联机还难以望其项背,须加大开发力度。国产烫金机要整体赶上国际先进水准还相当远,要进一步改进机器,在性能及售后服务上需缩小差距,且钻研关键零件及系统性能,将之用于实际,关键部位采用多种设计设计,使机体性能增强到新高度。目前国内市场对烫金机的需求持续提高,且国产机较廉价,还有传统的观念改变和国家的重视,让国产烫金机全方位赶超国际先进水平还是有望的。1.3 烫金技术概述及影响因素烫金是在温速力作用下将电化铝箔图文烫印到商品上,其流程:准备装版垫版定参数试烫签样烫印(1) 温度对烫金的影响烫印时,温度很重要,温度控制一定要在特定范围里,令分离涂层融化,使铝层完整转移。若温度太高,则会使电化铝融化脱落,染色树脂变质,烫印效果降低。(2) 环境对烫金的影响烫金机的机体需要安放在光照好、宜操控且通风不潮的地方。(3) 压力对烫金的影响铝层转印需靠压力完成,压力决定了烫印附着牢度。压力不够会使电化铝不能完美转印在承印物上;而压力太大则会将承印物压坏。通常情况下,烫印压力的准则是色不掉、牢度优。(4) 转速对烫金的影响转速,即加热辊的转速,反应了烫印过程中产品与铝箔接触的时间,而烫印牢固程度会随之改变。过快则致使印迹模糊或不合格;过慢则使质量过差且会影响产量。第2章 烫金机电加热器机械结构设计2.1 烫金机的工作原理原理是在烫金辊和承压辊合压作用下将镀层镀在产品上。其工艺主要是热压转移,利用温度使铝层与铝膜脱离的同时转印在承印物上且使胶牯剂熔化。卸压后胶牯剂凝固,让商品上的覆盖层附着牢固。2.2 电加热方式的选择本设计中选择直接加热,具体是将电热管置于铜铝合金辊芯中,热量由辊芯传递到辊的外管,达到加热的目的8。考虑到辊芯受热膨胀,在辊芯与外管之间应留有间隙,该间隙必须均匀,此外,辊表温度还受到电热管中电阻丝位置和及与辊芯接触情况的影响8。2.3 电加热器的组成主要由外管、电加热管和辊芯几部分组成,辊芯内圆柱内装有加热管,两个垫肩装在辊芯两侧,在辊的外圆柱面上,装有沿轴的轴向,可根据需要调整的活动套筒位置,需要烫印的图案固定在套筒上。这样有效解决了辊芯膨胀的问题。2.4 电加热功率的确定2.4.1 机器的产量若机器承印物的最大幅宽为B(m),承印物线速度为V (m/min ),承印物重量为b(g/mz),则机器的产量M=BV铸根据所设计的刷花机的技术参数B=0.32m V =3.14nR(n =10300r/min) b约为250g/mz,现以最大转速n =300r/min 可计算得M =20g/s。2.4.2 单位时间内承印物所需热量承印物烫金温度为80140,现以120计,室温按10计算,则加工过程中单位时间内承印物所需的热量pQ与温度增量t的关系为,为变量,加热到120吸热为8(2-1)2.4.3 电加热功率将M=20g/s代入上式,则电加热功率W=72.45 X20=1.4KW考虑到热损失,取W=5KW。2.5 限制电热辊速度的因素 因烫金层由室温达到烫印定形温度的吸热过程需要一定时间,这就对电加热辊的速度造成了限制,电热辊转速过高,承印物线速度大,导致承印物来不及加热到所需温度便离开了电热辊表面,造成烫印无法达到所需要求8。承印物升温时间取决于其材质的导热性能,根据导热系数的定义 (2-2) 式中导热系数(W/mC Q一传导的热量(1) D一材料厚度(m) t一温差(C) H一传导热量的时间(S) A一传热面积(m- )Q=72.45b BL(L为烫金版包围在电加热辊上的长度)。A=BL,则 (2-3)由上式可知,t、由材料的性质决定,一般保持不变,因此承印物克重和承印物厚度是影响H的因素。在承印物克重大、厚的情况下,烫金层吸热所需时间较长,生产中应适当降低转速,才能保证烫金效果。2.6 电机选择根据所知条件及要求,选用Y系列一般用途的三相异步电动机,其不易燃、不易爆、具有较好起动性能的特性非常适合本设计,查询Y系列电动机技术参数表,选着电动机的额定功率P为5.5kW。 2.7 轴的设计2.7.1 轴的分类根据承受的载荷轴可分为三类:心轴为工作时只受弯矩的轴,又分为转动心轴和固定心轴;工作时主要承受转矩,不承受或承受很小弯矩的轴为传动轴;转轴工作时既承受弯矩又承受转矩1。根据任务书可知,本设计选用的是转轴。按轴线变化分为曲、直轴两大类。而直轴根据外形又分为光轴和阶梯轴1。根据任务书可知,本设计选用的是阶梯轴,且为空心轴。2.7.2 选择轴的材料 轴材料常见有两种:碳素钢、合金钢。碳素钢较廉价,且对集中应力感应小,使用最为广泛。碳素钢以45钢使用最多。可经过热处理改善其机械性能。1根据设计要求,并考虑轴的工艺性及经济性,本设计中选择的材料是45钢。经调质,其硬度选择为220HBS. 2.7.3 轴的结构设计 按轴的工作情况画出结构设计草图。由轴的最细部分直径推断其他各轴段的直径。轴各段的长度由其装配空间确定。辊芯受热会发生膨胀,因此其与外管之间要有间隙。2.7.4 扭转强度计算 初步估算轴径,用于进行结构设计。 扭转强度条件为: (2-4) 扭转切应力,MPa; T轴所传递的扭矩,Nmm;轴抗扭截面系数,; P 轴所传递的功率,kw ; n轴的转速,r/min; 许用扭转切应力,MPa;由上式可得空心轴的直径为: (2-5) 取决于材料的系数 , 45钢的取值范围为126103,故取值为120;,为空心轴内径,为外径,=0.50.6;故 (2-6)根据所选加热管尺寸确定内径为36.4mm,则外径为60.6772.8mm大于32.35mm,故选择为70mm。2.7.5 弯扭合成强度计算 2.7.5.1 转矩 (2-7) 2.7.5.2支承反力(1)水平反力 (2-8)(2)垂直反力 (2-9)2.7.5.3 弯矩 (1)水平弯矩 (2-10) (2-11)则 (2-12)(2)垂直弯矩 (2-13) (2-14) 则 (2-15)(3) 总弯矩 (2-16) (2-17) 则 (2-18)2.7.6 校核强度根据轴的扭转切应力为脉动循环变应力,故,折合系数。按第三强度理论,弯扭合成强度条件1 (2-19) 式中:轴的计算应力,MPa;M轴所受的弯矩,; T轴所受的扭矩,; W抗弯截面系数,,根据其截面的形状1,; 轴的许用弯曲应力,MPa。查轴的常用材料及其主要力学性能表可得,故安全1。因为加热辊最大工作压力不超过3.5KN,所以不需用进行刚度校核。2.8 本章小结本章主要介绍了电加热辊结构组成以及其核心部件电加热管,简述了烫金的工作原理,并简单计算了轴的结构数据,还有分类和材料的选着,之后就是校核其强度。在书写过程中,查阅各方面的资料,让我对烫金机及其加热结构有了一个全面的、充分的、深刻的认识。第3章 基于单片机的测温系统设计3.1 温度传感器3.1.1 温度传感器的发展传感器技术在当今社会的应用越来越广泛了!之中以温度传感器的应用最为深远。温度传感器大致经历了三个发展阶段:分立式 模拟集成 智能集成。1821年德国物理学家赛贝发明了热电偶传感器(既分立式);20世纪80年代模拟集成温度传感器问世;20世纪90年代中期智能温度传感器亦数字温度传感器诞生。3.1.2 温度传感器DS18B20数字式接口DS18B20温度传感器是DALLAS集团制造的一款单总线增强型,体小精度高,便宜易接线,抗干扰能力强,封装成后可应用于多种场合。其转换精度达到九到十二位,可在-55+125测温,华氏是-67257华氏度 ,-10C+85C测温精度为0.5C。一个温度测量体系中使用它,拥有线路简易、“一线总线”接口的特点,益常便利。DS18B20内部构造主要有64位ROM、温度传感器、配置寄存器、温度报警器。DS18B20和单片机的衔接于硬件上有两种方式,其一是用寄生电源,此时UDD和GND是接地的,I/O接单片机I/O;另一种是GND接地而VCC与电源相连接,I/O和C52的I/O线连接。无论是哪一种,I/O都要接在五千欧姆左右的上拉电阻上。具独特的单接方式,DS18B20仅须一根端口线就可与微处理器接通并往返通信。64位ROM和单线接口控制逻辑与存储器高速缓存温度传感器8位CRC生成器配置寄存器高温触发器低温触发器图3-1 DS18B20内部结构框图3.1.3 DS18B20的测温原理DS18B20的温度测量理论基础图下LSB置位/清除加1停止低温度系数晶振高温度系数晶振预置斜率累加器计数器 1=0计数器 2=0比较预置温度寄存器 图3-2 DS18B20测温原理图3.2 温度传感器与单片机的关系使用单片机操控温度传感器进行实时测温并显示数值,并能够根据需求预设温度进行报警。系统框图如下图:AT89S52温度控制报警电路温度传感器时钟/复位电路显示电路图3-3系统框图使用温度传感器DS18B20,以单片机AT89S52为本系统的中心来进行数据的采集、处理、显示、报警。AT89S52单片机将得到的温度信息发送到液晶显示屏上,分别显示了目前的温度和温度的上下限以及温度计进行的时间。3.3 电路设计3.3.1 单片机引脚、复位电路与晶振电路复位、晶振电路和单片机衔接成最小系统电路,所选连接方式确定合适引脚的选则。单片机引脚图如下图3-3 AT89S52单片机引脚图单片机与晶振电路有两个引脚相连。(1)XTAL1:反向内部时钟工作电路的输入与震荡放大器的输入。(2)XTAL2:来自反向放大器的输出。AT89S52有两种时钟形式,一为片上时钟振荡。另为外部时钟模式。晶振电路图如图3-4所示。图3-4 晶振电路XTAL1、XTAL2分别外接石英晶体与震荡电容,共之便成构成片内的时钟震荡方式。震荡周期与外接石英晶体周期相同。在时钟起震后,会生成某频率特定的时钟信息,单片机处理器根据时钟信号完成自身工作。两个电容的主要作用是校正波形,震荡器的作用是制造时钟震荡。而整个电路产生自激震荡。复位电路中温度传感器有两种复位形式:上点复位、按键复位。在此采用按健复位,即使用一个复位电容搭配按健的组合令复位简捷。引脚RST用于复位输入。在复位电路中电容作用复位后充电,而上拉电阻作用是限流护电路。图3-5 复位电路3.3.2 温度采集温控电路包含温度传感器及单片机AT89C51,其设计的主要目的就是将两者结合运作。图3-6 DS18B20管脚图硬件上的温感器与AT89S51有两种连接方法:一为VCC外接,I/O与单片机I/O线相连,GND接地;另一为用寄生电源供电10。此为一,如图3-7所示:图3-7 温度采集电路3.3.3 报警系统设计直流电源供电,源蜂鸣器报警输出。当所测温度不在预设温度时,数据口响应并拉高电平,报警器产生作用,而另外一端则直接连接AT89S52的P2.3A11端口。3-8所示为报警电路图。图3-8 报警电路示意图3.4 程序设计3.4.1 主程序设计YYN初始化中断和定时器开始显示初始化SET键被按下?从DS18B20读取温度并显示温度极限返回执行报警程序N按键设置图3-9 主程序流程主程序功能是对温度即时显现,读出并处理温度传感器测量的实时温度值,温度测量每周期循环一次。第二功能查询是否设置键被按下时,为了达到设定温的上下限,具体见图3-9。由此可知整个程序中必须包含这几个部分:读写温度传感器、温度转换、温度数据处理等子程序。3.4.2 温度子程序读出存储器中的数值并进行对比,不正确不读出温度数据。图3-10为其程序流程图。YN开始初始化DS18B20写DS18B20读取温度指令温度转移成功?移入温度寄存器单片机读取温度数据结束图3-10读温度子程序中央处理器对温度传感器的访问程序为:重置温度传感器,再运作指令,之后操控。温度传感器每一步控制都要按照严格的工作时序与通讯协议来进行。void Init_DS18B20(void) unsigned char x=0; DQ = 0; delay_18B20(80); DQ = 1; delay_18B20(14); x=DQ; delay_18B20(20);程序将DQ降低,使延时准确,后提高DQ观察x的值来确定是否重置完成。另外一方面,由于温度传感器单线通讯功能不能同时进行并完成,且时间结构严密,因此读间写时顺序的重要性就显得非常突出。要想操纵读写,先得初始化。操纵ROM指令先决条件是温度传感器之形体被总线主机探知。在温测系统中,主机命令略过ROM,再发出同一的温换启码,就对所有DS18B20温度传感器统转,再经一周期后,就可一一读取7。此法T值往往比传统的要小。 unsigned char a,b; signed int temp; EA=0; Init_DS18B20( ); WriteOneChar(0xCC); WriteOneChar(0x44); delay_18B20(70); EA=1; Init_DS18B20(); EA=0; WriteOneChar(0xCC); WriteOneChar(0xBE);a=ReadOneChar( ); b=ReadOneChar( ); EA=1; temp=b; temp0) data_T4=shuju/100+0x30;else shuju=shuju+0x01; data_T4=-; data_T5=shuju%100/10+0x30; data_T6=shuju%10+0x30;此程序将来自显现传达温度的信息。3.5 本章小结本章简要剖析了通过单片机来控制温度的系统设计步骤及实现方式。须察阅相关资料来知晓这些物件的基础结构及主要性能等等。该系统的测温度范围是80-140,温度检测系统依据使用者预设的温度范围对特定范围内的温度进行测控。第4章 基于单片机的转速控制系统设计生活中我们总会使用模拟式和数字式测量转速。模拟、数字式的检测元件分为速度测量发电机、光电编码器或霍尔元件,所测为模拟量、脉冲信号。监视和控制运行中的电机,利用AT89C51单片机操控的智能化转速测量仪,转速是很重要的因素。此设计中主要运用到了霍尔传感器、LED显示屏、HIN232CPE电平转换芯片、RS-232串行口这四个元器件。本章主要说了操控的中心是单片机AT89C51,并对电机转速进行测量,及PC机与AT89C51之间的串行通信关系,让AT89C51的功能得到充分利用。并将测得转度化为数字在5位LED显示屏显现。4.1 系统总体设计思路4.1.1 硬件电路设计思路依照设计需求确定所需元件,完成系统原理框图及系统电路原理图的设计。转速测量单片机硬件设计框图图41。复位电路显示电路 CPU 执行单元发送电路时钟电路 图4-1单片机部分硬件框图4.1.2 软件设计思路AT89C51P3.2口接收传感器的信息编成一个外部中断服务序列,得到三个子节,然后第二次清0记数初值用于第二次计数及计算。为了与PC进行通讯,我们需要单片机晶振为十一点零五九二兆赫兹。4.2 电机转速控制系统系统让单片机接收霍尔传感脉冲信号,其外部中断及内部定时器得到电机转速并显在屏幕上。其通信由单片机通过电瓶转换电路,并通过串口将数据发送,然后由PC机接受。4.2.1 霍尔传感器霍尔传感器是一种利用磁场的原件,广泛使用。它能够用来检测磁场及其变化,能够在与磁场有关连的不同地方使用。霍尔原件体积不算大、寿命不小、重量轻盈、频率高(可达1MHZ),因此广泛应用于测量、计算机和信息技术等领域。按功能分为模拟量输出的线性器件和数字量输出的开关器件。霍尔器件的形态是多种多样的。按被检对象的性质可将将其分为直接测出受检对象本身的磁场或磁场特性的直接应用型和测被检对象上由外力形成的磁场,此磁场将作为被检信息的载体,通过它,将许多物理量转换成电量来进行检测和控制的间接应用型。集成霍尔传感器是通过硅集成电路工艺把霍尔器件与测量线路合成起来而得到的一种传感器。它消除了边界传感器与测量电路中材料、部件,电路三者间的一个。4.2.2 霍尔传感器的应用霍尔器件只对垂直表面上的磁感应强度有反应,因此磁力线一定要与器件表面保持垂直。若不垂直,则算出其垂直分量来得出目标磁场的磁感应强度为多少。另外霍尔元件的尺寸非常之小,单点检测只是其应用之一,通过计算机将所得数据尽心处理就能得到场的分布状态。在进行行动坐标的传感时,一般而言会让磁体跟着被检测物体运动,霍尔元件则被固定在合适位置监测工作磁场。4.3 AH41霍尔开关AH41霍尔开关电路最好使用在响应变动、斜率陡峭、磁通量密度不是很强的磁场,而将其应用于单极或多对磁环的场合中同样是很优秀的。其组成部分包含了反向霍尔电压发生器、电压保护器、电压调整器、信号放大器、史密特触发器及集电极开路输出级。在- 40 150之间工作,贮藏温度为150,在机械及机电一体化领域有着广泛应用。 电源电压VCC4.5-24V输出高电平电流 IOFF Vout=24V B 电源电流ICCVCC=24V输出低电平电压 Vout Iout=20mA BBOP-200-400mV输出端开路 10 mA输出上升时间trVcc=12V RL=1.1K CL=20Pf-0.12S输出下降时间tfVcc=12V RL=1.1K CL=20Pf-0.18S 霍尔开关元件的电路图:图4-2霍尔传感器的电路图4.4 程序设计思绪在测量电机转速的时候,单片机可分为好多个分支,而后在主程序中调用各分支, 其流程图如下。开始初 始 化计算程序BCD码转换非压缩BCD转换显 示 程 序返 回图 43主程序流程4.4.1 单片机程序设计思路计算转速公式: (4-1) :内部定时器的记数值; :时基;因使用11.0592M的晶振,所以,而是12M/11.0592M,代入(4-1)得: (4-2)再将 55296000化为二进制数存入单片机的内存单元。单片机测量转速完成,内部定时器定T0在外部中断来的时候读取TH0、TL0并同时将TH0、TL0清零,使定时器计内部脉冲再次循环。除了这些,在转速较低时,还需预设一个软件记数器,在外部中断到达之前且内部定时器已经逸出时,添加软件计数器VTT作为三字节中的高字节。三字节被当做除数,四字节不变,因此很容易看得出来计算程序在根源上就是用三字节除以四字节的商为两字节的程序。4.4.2 单片机转速计算程序系统设计实现对外部中断信号控制的霍尔传感功能微控器,在一个周期方波内计数称之为测量计算程序的速度。为使数码管可显示,须经如此过程:二进质 十进质 BCD码(无压缩) 调用查表程序 送出显示。计算程序又作划分方案,此划分是四、三字节两个字节的编程思想划分。4.4.3 程序设计 程序流程图如下:开始30H-R0,表首地址-DPTR,(R1)=0FEH(R0)赋值给AA+DPTR赋值给P0(R1)=P1,(R1)=A,RL AINC R0 ,A=(R1) (R1)=0DFH?结束 图 44显示程序流程图4.4 硬件电路设计4.4.1 单片机最小系统电路 电源部分为整个单片机提供电源。复位部分则接在单片机REST引脚,EA接高、低电平时分别为访问片内、外程序存储器,当EN访问的程序大于4KB时自动转换到外部程序存储器。晶振部分为接18、19两个引脚,为单片机的访问提供时间频率,频率越高,单片机执行速度越快。 其单片机的最小系统电路如下:图4-5 单片机最小系统电路4.4.2 时钟电路时钟电路作为计算机工作的心脏,它控制着计算机节奏的快慢。MCS-51单片机所能工作的时钟频率因型号的不同而不同,典型值等于12MHZAT89C51是属于CMOS 8位微处理器,它的时钟电路在结构上有别于NMOS型的单片机。图4-6 CMOS型单片机时钟电路框图4.4.3 复位电路单片机所使用的复位方法为自动复位。对于MOS(AT89C51)单片机而言,只需将一电容个接至即可(见4-7图)。在通电的一瞬间,电流通过电阻流向电容,使电容存在电势差,此时在RST端出现了可持续一段时间的高电平,而高电平存在时间只要足够长的话,就可使有效复位在MCS-51作用6。RST端在通电时应将高电平的时间,的上升时间及振荡器起振的时间保持。振荡器起振的时间和频率有关,若的上升时间为10ms,则10MHZ时约为1ms,1MHZ时约为10ms,所以为使单片机可靠复位,上电RST端应保持20ms以上的高电平12。时间常数RC越大,RST端维持高电平的时间就会越长。若复位电路无法工作,通电后的CPU将从一个任意的状态开始工作,此时的系统将不能正常运转。图4-7 上电复位电路4.4.4 显示电路 显示电路采用LED数码管动态显示。管动态显示电路如图4-8所示。AT89C51的P0口作为段数据口,接上拉电阻到显示器的各个段;P2口作为扫描口,经同相驱动器7407接显示器公共极。显示器设置显示缓冲器单元为30H35H,P2口扫描输出低电平,即仅有一位公共阴极为低电平,P0口相应位显示出一个字符,其它为暗,依次地改变P2口输出为高的位,P0口输出对应的段数据,显示器就显示显示数据所确定的字符。图4-8 五位动态显示电路4.5 本章小结 本章主要讨论并设计了以51单片机为操作基础的关于电机转速的控制设计,所选取的传感器是霍尔传感器。我们首先大体阐述了一下总思路的设计及所需器件,然后对霍尔传感器进行了简单介绍。之后就是设计的总过程,包括了软、硬件两方面,其中还有电路的分析与设计。最终得到了所想要设计的结果。致 谢此设计是白亚双老师指导完成的,白老师对学生要求严格,其优良的工作作风及严谨的治学态度对我影响深刻,并激励着我。让我对烫金机与控制程序有了全新的认识。感谢学校,感谢领导以及我的所有老师,是他们打开了我的视野,让我得以用知识武装自己,使得我拥有了在社会立足的基础,为我将来在社会上工作和学习打下了深厚的基础。在这大学四年的生活中,我学会了如何独立思考,如何去自己克服困难,如何使自己变得更加充实;我不仅在这里学到了文化知识,更重要的是,我吸收了许多新东西,我认识到了团体的力量远比个人的力量要强得多,我的团队意识也得到了加强,团队意识的不断加强让我学会了如何去行人周围的人,如何与周围的人相处得更融洽;当然,这些都是与学校的大力栽培密不可分的。参考文献1 濮良贵 陈国定 吴立言.机械设计.西北工业大学机械原理及机械零件教研室.20132 雷军.高质量烫金产品的生产要点.印刷杂志.20053 余发山 王福忠.单片机原理及应用技术M. 中国光也大学出版社.20034 Hender B S. Recent developments in battery electric vehiclesJ. Proceedings of the IEE: London, 1965, 112(12): 2297.5 沈德金 陈粤初.单片机接口电路与应用程序实例M.北京航天航空大学出 版社.19906 雷雨.基于AT89S51 的电器自动开关控制器.电子世界.20127 邓智坚 倪远平.基于ARM7和数字温度传感器的多点测温系统设计.中国仪器仪表.20078 高卫东.刷花机电加热辊结构设计探讨.刷花机电加热辊结构设计探讨.针织工业.1994年06期9 V.Ya.Petrovskii.Powder metallurgy and metal ceramics.Use of Conducting Composites Based on Si3N4 in Broadband Electric Heaters. I. Fabrication of the Functional Element. EI SCI 1998 3/4 10 晏文靖.基于DS18820的温度测量装置.科技信息. 200911 C.Morand G.Philip .Revue de Metallurgie: Cahiers dInformations Techniques.Design of water heaters using enameling grades of hot rolled steel. EI SCI 1999 4 12 张哲锋.基于CPLD/FPGA和单片机的爆速仪设计.中国优秀博硕士学位论文全文数据库 (硕士).2004附录一仿真程序#include#define uchar unsigned char#define uint unsigned int/宏定义#define jump_ROM 0xCC /跳过ROM,忽略64位ROM,直接向18B20发温度变换命令,适用于一个DS18B20工作#define start 0x44/启动DS18B20进行温度转换#define read_EEROM 0xBE/读暂存器,读内部RAM中11字节的温度数据uchar code table11=0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90,0xbf;/共阳极数码管编码0-9,不带小数点,最后一个为温度值负号uchar code table110=0x40,0x79,0x24,0x30,0x19,0x12,0x02,0x78,0x00,0x10;/共阳极数码管编码0-9,带小数点sbit DIS1=P02;sbit DIS2=P03;sbit DIS3=P04;sbit DIS4=P05;sbit DQ=P10; /DS18B20数据
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