《傳感器及檢測(cè)技術(shù)》配套PPT課件
《傳感器及檢測(cè)技術(shù)》配套PPT課件,傳感器及檢測(cè)技術(shù),傳感器,檢測(cè),技術(shù),配套,PPT,課件
傳感器應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)
——關(guān)于自動(dòng)啤酒瓶計(jì)數(shù)的傳感器
一. 目標(biāo)分析
現(xiàn)在一般啤酒廠日產(chǎn)啤酒幾十萬瓶, 為及時(shí)掌握啤酒瓶子生產(chǎn)數(shù)量,需要在灌裝生產(chǎn)線上安裝計(jì)數(shù)器, 每當(dāng)酒瓶通過計(jì)數(shù)器時(shí),就會(huì)被計(jì)數(shù)器的傳感器檢測(cè)到,酒瓶個(gè)數(shù)自動(dòng)加1。接近開關(guān)通過檢測(cè)金屬瓶蓋計(jì)數(shù)。酒瓶通過時(shí)就會(huì)將發(fā)射的光束反射回來, 被接收端接收到, 開關(guān)狀態(tài)改變, 計(jì)數(shù)電路檢測(cè)到狀態(tài)變化而計(jì)數(shù)。
二. 相關(guān)行業(yè)知識(shí)
由于系統(tǒng)需要將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào),因而需要使用光電傳感器并設(shè)計(jì)相應(yīng)的信號(hào)調(diào)理電路,以得到符合要求的脈沖信號(hào),送給單片機(jī)STC80C51進(jìn)行計(jì)數(shù)。
光電傳感器是采用光電元件作為檢測(cè)元件的傳感器。它首先把被測(cè)量的變化轉(zhuǎn)換成光信號(hào)的變化,然后借助光電元件進(jìn)一步將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。光電傳感器一般由光源、光學(xué)通路和光電元件三部分組成。光電檢測(cè)方法具有精度高、反應(yīng)快、非接觸等優(yōu)點(diǎn),而且可測(cè)參數(shù)多,傳感器的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,形式靈活多樣,因此,光電式傳感器在檢測(cè)和控制中應(yīng)用非常廣泛。
單片機(jī)是單片微型計(jì)算機(jī)(Single Chip Microcomputer)的簡(jiǎn)稱,是指在一塊芯片上集成了中央處理器CPU、隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM、程序存儲(chǔ)器ROM或EPROM、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、中斷控制器以及串行和并行I/O接口等部件,構(gòu)成一個(gè)完整的微型計(jì)算機(jī)。目前,新型單片機(jī)內(nèi)還有A/D及D/A轉(zhuǎn)換器、高速輸入/輸出等部件。由于它的結(jié)構(gòu)和指令功能都是按工業(yè)控制要求設(shè)計(jì)的,特別適用于工業(yè)控制及其數(shù)據(jù)處理場(chǎng)合,因此,確切的稱謂應(yīng)是微控制器(Microcontroller).
系統(tǒng)使用的單片機(jī)是STC 89C51型單片機(jī)。STC 89C51單片機(jī)是基于MCS-51單片機(jī)為內(nèi)核的,其輸入/輸出管腳以及指令系統(tǒng)和MCS-51單片機(jī)是完全兼容的。其優(yōu)越的性價(jià)比使其成為頗受歡迎的8位單片機(jī)。如圖9是STC 89C51結(jié)構(gòu)框圖。
STC 80C51單片機(jī)的特點(diǎn):
⑴ 它內(nèi)部有一個(gè)8位的CPU,具有4KB的EEPROM。
⑵ 128字節(jié)的RAM數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器,21個(gè)特殊功能寄存器SFR。
⑶ 4個(gè)8位并行I/O口,其中P0、P2為地址/數(shù)據(jù)線,可尋址64KB ROM和64KB RAM.
⑷ 一個(gè)可編程全雙工串行口,具有5個(gè)中斷源。
⑸ 兩個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器。
電源模塊為系統(tǒng)板上其他模塊提供+5V電源。電源的設(shè)計(jì)有分立元件和集成穩(wěn)壓器幾種方法,目前較常用的是用集成穩(wěn)壓器來設(shè)計(jì)穩(wěn)壓電源。常用的集成穩(wěn)壓器有固定式三端穩(wěn)壓器與可調(diào)式三端穩(wěn)壓器。常用可調(diào)式集成穩(wěn)壓器有LM317系列,它們的輸出電壓從1.25V-37伏可調(diào),負(fù)端則為L(zhǎng)M337等。最簡(jiǎn)的電路外接元件只需一個(gè)固定電阻和一只電位器。其芯片內(nèi)有過熱和安全工作區(qū)保護(hù),最大輸出電流為1.5A。
三. 選擇測(cè)量參數(shù)
傳感器將啤酒生產(chǎn)線上流動(dòng)信號(hào)轉(zhuǎn)變成了電脈沖信號(hào),該信號(hào)經(jīng)過集成運(yùn)算放大器送到單片機(jī)進(jìn)行脈沖計(jì)數(shù)。當(dāng)傳送帶上沒有玻璃瓶通過時(shí), 光敏三極管受光直射呈低電阻, 光電流很大,不滿足觸發(fā)單片機(jī)信號(hào)翻轉(zhuǎn)的條件
當(dāng)有玻璃瓶通過的遮光瞬間, 光電管呈高阻,單片機(jī)信號(hào)出現(xiàn)上升沿,通過計(jì)數(shù)器來進(jìn)行計(jì)數(shù)加1。
啤酒瓶個(gè)數(shù)的測(cè)量結(jié)果經(jīng)過譯碼, 輸出的8位并行數(shù)據(jù)通過STC80C51 的并行口(P0口)輸出,送至7段LED ,同時(shí)由P2口輸出位掃描信號(hào)以實(shí)現(xiàn)測(cè)量數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)顯示。P0口 和 P2口都是準(zhǔn)雙向口,輸出時(shí)需要接上拉電阻。P0內(nèi)部沒有上拉電阻,P2口內(nèi)部有弱上拉。所以P0口外圍電路設(shè)計(jì)為低電平有效,高電平無效。要使數(shù)碼管S0-S7的其中一個(gè)亮,其對(duì)應(yīng)的P2端口要置高,P2的其余端口置低。如:S0亮:P2.0置高,P2.1-P2.7置低。
系統(tǒng)將定時(shí)把緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)送出,在數(shù)碼管上顯示。
四. 傳感器選擇
由光通量對(duì)光電元件的作用原理不同所制成的光學(xué)測(cè)控系統(tǒng)是多種多樣的,按光電元件(光學(xué)測(cè)控系統(tǒng))輸出量性質(zhì)可分為兩類,即模擬式光電傳感器和脈沖(開關(guān))式光電傳感器。模擬式光電傳感器是將被測(cè)量轉(zhuǎn)換成連續(xù)變化的光電流,它與被測(cè)量間呈單值關(guān)系。
紅外發(fā)光二極管是一種把電能轉(zhuǎn)變成光能的半導(dǎo)體器件。它具有體積小、功耗低、壽命長(zhǎng)、響應(yīng)快、機(jī)械強(qiáng)度高等優(yōu)點(diǎn),并能和集成電路相匹配。因此,廣泛地用于計(jì)算機(jī)、儀器儀表和自動(dòng)控制設(shè)備中。
五. 系統(tǒng)構(gòu)成特點(diǎn)
系統(tǒng)由信號(hào)預(yù)處理電路、單片機(jī)STC 89C51、系統(tǒng)化LED顯示模塊、串口數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電路和系統(tǒng)軟件組成。其中信號(hào)預(yù)處理電路包含信號(hào)放大、波形變換和波形整形。對(duì)待測(cè)信號(hào)進(jìn)行放大的目的是降低對(duì)待測(cè)信號(hào)的幅度要求;波形變換和波形整形電路則用來將放大的信號(hào)轉(zhuǎn)換成可與單片機(jī)匹配的TTL信號(hào);通過對(duì)單片機(jī)的編程設(shè)置可使內(nèi)部定時(shí)器T0對(duì)輸入脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù),這樣就能精確地算出加到T0引腳的單位時(shí)間內(nèi)檢測(cè)到的脈沖數(shù);設(shè)計(jì)計(jì)數(shù)顯示部分采用價(jià)格低廉且使用方便的LED模塊,通過相關(guān)計(jì)算方法計(jì)算得到的計(jì)數(shù)數(shù)字通過I2C總線放到E2PROM存儲(chǔ),既節(jié)省了所需單片機(jī)的口線和外圍器件,同時(shí)也簡(jiǎn)化了顯示部分的軟件編程。
軟件部分由數(shù)據(jù)處理程序、按鍵程序設(shè)計(jì)、中斷服務(wù)子程序、LED顯示程序等幾個(gè)部分組成。數(shù)據(jù)處理完成對(duì)各種測(cè)量數(shù)據(jù)的處理,如各種數(shù)據(jù)的計(jì)算、數(shù)據(jù)格式的轉(zhuǎn)換等。按鍵程序包括按鍵防抖動(dòng)處理、判鍵及修改項(xiàng)目等。
為了消除玻璃瓶經(jīng)過光敏三極管時(shí)由于透射和折射產(chǎn)生的干擾信號(hào), 采用了一級(jí)單穩(wěn)電路 , 利用玻璃瓶前沿到達(dá)光敏三極管瞬間觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)電路翻轉(zhuǎn), 并利用單穩(wěn)態(tài)電路的暫穩(wěn)期隔離光電信號(hào), 使玻璃瓶前沿以后所產(chǎn)生的折射和透射干擾不能進(jìn)入計(jì)數(shù)電路, 保證一個(gè)產(chǎn)品只產(chǎn)生一個(gè)計(jì)數(shù)脈沖.
計(jì)數(shù)器要求計(jì)數(shù)脈沖不能太寬, 如將單穩(wěn)態(tài)電路的輸出直接加到計(jì)數(shù)器, 會(huì)產(chǎn)生兩次甚至多次翻轉(zhuǎn)。同時(shí)為使計(jì)數(shù)脈沖獲得質(zhì)量較好的上升和下降邊沿, 并且具有一定的幅度和寬度, 采用了一級(jí)積分整形電路。
為使電路供電簡(jiǎn)單化, 統(tǒng)一采用5V直流穩(wěn)壓電源。選用光敏三極管作為光電傳感器, 該元件靈敏度高、性能穩(wěn)定, 能夠適合生產(chǎn)線復(fù)雜的工作環(huán)境要求。
收藏
編號(hào):64785995
類型:共享資源
大小:37.46MB
格式:ZIP
上傳時(shí)間:2022-03-22
35
積分
- 關(guān) 鍵 詞:
-
傳感器及檢測(cè)技術(shù)
傳感器
檢測(cè)
技術(shù)
配套
PPT
課件
- 資源描述:
-
《傳感器及檢測(cè)技術(shù)》配套PPT課件,傳感器及檢測(cè)技術(shù),傳感器,檢測(cè),技術(shù),配套,PPT,課件
展開閱讀全文
- 溫馨提示:
1: 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請(qǐng)下載最新的WinRAR軟件解壓。
2: 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請(qǐng)聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
3.本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁內(nèi)容里面會(huì)有圖紙預(yù)覽,若沒有圖紙預(yù)覽就沒有圖紙。
4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
5. 裝配圖網(wǎng)僅提供信息存儲(chǔ)空間,僅對(duì)用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護(hù)處理,對(duì)用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對(duì)任何下載內(nèi)容負(fù)責(zé)。
6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當(dāng)內(nèi)容,請(qǐng)與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
7. 本站不保證下載資源的準(zhǔn)確性、安全性和完整性, 同時(shí)也不承擔(dān)用戶因使用這些下載資源對(duì)自己和他人造成任何形式的傷害或損失。
裝配圖網(wǎng)所有資源均是用戶自行上傳分享,僅供網(wǎng)友學(xué)習(xí)交流,未經(jīng)上傳用戶書面授權(quán),請(qǐng)勿作他用。