课程设计二说明书

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1、课程设计二说明书一、引言1、设计目的本设计是一综合课程设计，它集“传感器原理与应用”、“模拟与数字电子技术”、“单片微型计算机原理与应用”、“电机与驱动技术”等课程内容，其目的要求综合应用这几门课程内容，掌握常见机械自动化控制系统的应用技术。通过设计了解微机控制系统的总体设计过程、机械自动化控制方案的比较、传感器与驱动的选择、硬件电路的设计与绘制、控制软件的编制，培养学生综合应用各门课程的能力，同时锻炼和培养学生的独立工作、调查研究、分析问题、解决问题的工作能力。2、本课程设计的设计工作内容与要求1．进行设计目标、基本功能、技术参数的分析和制定。2．进行总体控制方案设计，完成微

2、机接口芯片、传感器、执行机构驱动形式、信号调理电路、供电电源等核心部件的选择和分析。3．完成控制系统的硬件电路设计和绘制。4．完成控制系统的功能实施程序的编制。5．完成“传感信号的采集”、“键盘输入”、“数值显示”等关键程序的软件仿真调试与实验验证。6．撰写设计说明书。3、成员任务分配以斜体标注于目录旁二、具体内容及基本要求库房室温监测报警仪1．设计任务利用温度传感器和单片机技术设计一套库房室温监测报警仪，报警温度可设定输入，温度测量误差为±1°C，温度监测报警仪具有日期、时钟显示功能。2．设计目的1、了解有关温度传感器的工作原理、加工工艺的相关知识。2、综合运用其他先修课程的

3、理论和实践知识，制定设计方案，确定温度传感器的型号的参数，掌握温度的检测方法。3、掌握模拟信号获取、传输、处理及检测的一般方法。4、掌握由微型计算机实现数字输入和显示功能的技术。5、学会应用温度传感器组建一个简单的测量系统，提高解决实际工程问题的设计能力。6、通过计算、分析、绘图，能运用标准、规范、手册并学会查阅有关资料，培养仪器设计的基本技能，为毕业设计等奠定良好的基础。3．设计要求1、详细了解所选用的温度传感器的工作原理、工作特性、技术参数、应用电路等。2、设计合理的信号调理电路。3、用单片微型计算机和A/D芯片进行信号的采样等相关处理电路。4、设计合理的单片微型计算机的显

4、示和键盘输入接口电路。5、设计合理的系统供电电路。6、用计算机绘图软件绘制硬件电路原理图，用C51或汇编语言编设计编制相关程序，并用Keil仿真软件或仿真实验箱对“传感信号的采集”、“键盘输入”、“数值显示”等关键程序进行仿真调试和实验验证。7、列出制作该系统的元件清单。8、撰写详细的设计说明书一份。三、课程设计设计过程1．设计任务、要求和目标分析本课程设计的任务为利用温度传感器和单片机技术设计一套库房室温监测报警仪。要求该报警温度可由用户输入，温度测量误差为±1°C。同时温度监测报警仪具有日期、时钟显示功能。要求通过本次课程设计能够完成一个能在实际工业现场中运用的温度监测系统

5、。该系统的输入设备为4x4行列式键盘，温度设定操作简易，用户界面良好。通过编译程序可以控制继电器的开闭，从而控制外部设备的运行，通过对温度报警的设置可以进行定时对设备进行自动化控制，体现了产品的智能化。系统的工作原理为：温度传感器单片机键盘控制复位电路显示电路报警电路电源电路2．控制系统要处理的输入信号以及元器件的选用a）现场温度信号：由温度传感器DS18B20从现场读入温度值,并由温度传感器的中集成的A/D转换器将其转化为电信号。b）实时时间信号：由PCF8563时钟芯片记录当地时间。c）温度设置信号：由4x4行列式键盘输入用户给定温度对这些信号进行处理后：a）时间信号和温度

6、信号，通过8279显示器/键盘接口电路由LED数码显示器（七段数码管）显示输出。b）现场温度与设定的温度比较后输出信号确定报警系统的启动与否。3．实施方案的设计与分析据所选择的元器件，系统原理图可细化如下图所示4．温度采集模块设计根据调查，目前市面上可用的温度传感器有：热敏电阻，DS18B20，DS1621。　热敏电阻器是敏感元件的一类，其典型特点是温度敏感，不同的温度下表现出不同的电阻值。；热敏电阻的工作温度范围宽，常温器件适用于-55℃～315℃，高温器件适用温度高于315℃（目前最高可达到2000℃），低温器件适用于-273℃～55℃；热敏电阻体积小，能够测量其他温度计无

7、法测量的空隙、腔体及生物体内血管的温度；热敏电阻使用方便，电阻值可在0.1～100kΩ间任意选择；热敏电阻易加工成复杂的形状，可大批量生产；热敏电阻的稳定性好、过载能力强。DS1621是一种功能较强的数字式温度传感器和恒温控制器。接口与I2C总线兼容，且可以使用一条I2C总线控制多达8片的DS1621。其数字温度输出达9位，精度为0.5℃。通过读取内部的计数值和用于温度补偿的每摄氏度计数值，利用公式计算还可提高温度值的精度。DS1621可工作在最低2.7V电压下，适用于低功耗应用系统。DS1