机务设备检修数据采集系统设计

《机务设备检修数据采集系统设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、机务设备检修数据采集系统设计目录1、课程设计任务概述11.1组成11.2系统设计要求11.3任务要求22、传感器的选择22.1温度传感器的组成22.2常用的测温传感器23、单片机硬件电路的设计43.1硬件总体设计43.2存储器RAM扩展63.2.1RAM扩展的原理73.2.2常用的地址锁存器83.3模拟量采集电路设计93.3.1信号调理电路设计93.3.2多路开关选择103.3.3A/D转换电路设计113.4开关量采集电路设计133.4.174LS241的引脚分布和逻辑结构133.4.2开关量采集的硬件

2、连接图133.5脉冲量采集电路设计143.6系统硬件原理图154、软件设计154.1系统主程序154.2模拟量采集程序164.3开关量采集程序184.4键盘扫描子程序194.5键盘显示程序205、设计小结22参考文献2322机务设备检修数据采集系统设计1、课程设计任务概述1.1组成设备数据采集部分要求采集的数据分三类：1.开关量的检测（8路）；2.脉冲量的检测（1路）；3.模拟量的检测（8路）。信号采集板包括CPU、RS485通讯网络接口、RS232C通讯接口等，如图1-1所示。信号采集板获得开关量和经

3、过标准化处理的传感器信号，进行信号采集，并进行数学处理，然后进行图文显示、储存和网络通讯。RS232C通讯接口与有RS232C通讯协议的LCD液晶汉字图形显示器通讯。开关电源与信号处理电路板隔离数据采集电路（根据信号类型和路数设）计）CPU控制电路485通讯网络接口断电保护存储电路232通讯网络接口开关量信号读取电路脉冲量信号读取电路通道开关和A/D转换需要RS232C通讯的设备车间内RS485通讯总线装置面板薄膜键盘图1-1设备数据采集通讯显示装置主板的组成框图1.2系统设计要求22机务设备检修数据采

4、集系统设计选用熟悉的单片机型号，组成测试，通讯系统；扩展数据存储设备，用于存储检测量，中间计算结果；选用开关量输入接口（8路）；选用不低于十位的A/D转换器用于模拟量的测量（8路）；脉冲量的输入根据系统资源情况决定。1.3任务要求1.进行总体设计，明确各接口设备的地址；2.画出系统线路图，打印图并交电子文件；3.编写数据采集、转换程序（明确各类数据存储地址各子程序功能，处、入口参数）；4.在介绍总体系统的基础上着重说明本部分的设计思想、器件的选用、采样程序说明。2、传感器的选择传感器的作用是把非电量的物

5、理量（如速度、温度、压力等）转变成模拟电量（如电压、电流、电阻或频率）。本设计涉及到的传感器是与温度和压力相关的，故选择以下两种传感器用于电路中。2.1温度传感器的组成在工程中无论是简单的还是复杂的测温传感器，就测量系统的功能而言，通常由现场的感温元件和控制室的显示装置两部分组成，如图2-1所示。简单的温度传感器往往是把温度传感器和显示器组成一体的，对这样一种传感器一般在现场使用。22机务设备检修数据采集系统设计图2-1温度传感器组成框图2.2常用的测温传感器常用测温传感器的特点见表2-1所示：表2-1

6、测温传感器的比较类型优点缺点热电偶易于使用、成本极低极宽温度范围（-200℃~2000℃）坚固耐用有多种类型中等精度（1%~3%）低灵敏度（40~80μV/℃）地响应速度（几秒）高温时老化和漂移非线性、低稳定性需要外部参考端热敏电阻易于连接、快速响应低成本、高灵敏度高输出辐射、小尺寸易于互换中等稳定性窄温度范围（高达150℃）大温度系数（4%/℃）非线性、固有的自身发热需要外部电流源RTD极高精度极高稳定性、中等线性许多种配置有限的温度范围（高达400℃）、大温度系数、昂贵需要外部电流源IC温度传感器（

7、模拟和数字输出）极高的线性、低成本高精度（约1%）、高输出幅度易于系统集成小尺寸、高分辨率低响应速度有限的温度范围（-55℃~+150℃）、固有的自身发热需要外部参考源热电温度记录仪常以热电偶作为测温元件，由上表得知它广泛用来测量-200℃~2000℃范围内的温度；特殊情况下，可测2800℃的高温或4K的低温。此次设计所测温度范围是0~400℃，故选择K型热电偶作为测温传感器。输出电压范围为0~16.395mV；经放大器放大300倍，故最终输出电压满足0~5V要求。22机务设备检修数据采集系统设计Ｋ型热

8、电偶是工业生产中最常用的温度传感器，具有结构简单、制造容易、使用方便、耐久性强，稳定性高及K型热电偶的热电势与温度有良好的线性关系所以传感。3、单片机硬件电路的设计3.1硬件总体设计本次课程设计是为了完成数据处理功能模块设计中的数据采集部分。设备数据采集包括8路开关量的检测、8路模拟量的检测和1路脉冲量的检测。数据采集系统基于单片机AT89C51进行设计的。AT89C51单片机参数特点：与MCS-51兼容；4K字节可编程闪烁存储器；寿命：1