傳感器課程設(shè)計(jì)--自動(dòng)工件檢驗(yàn)計(jì)數(shù)器設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　課 程 設(shè) 計(jì)</b></p><p>　　設(shè)計(jì)題目： 自動(dòng)工件檢驗(yàn)計(jì)數(shù)器設(shè)計(jì) </p><p>　　系 別 班級(jí) </p><p>　　學(xué)生姓名 學(xué)號(hào) </p><p>　　指導(dǎo)教師

2、 職稱(chēng) 講師 </p><p>　　起止日期：2014年 3 月 3 日起——至 2014 年 3 月14 日止</p><p><b>　　課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)</b></p><p>　　課程設(shè)計(jì)題目： 自動(dòng)工件檢驗(yàn)計(jì)數(shù)器設(shè)計(jì) </p><p>　　系別 班級(jí) </p&g

3、t;<p>　　學(xué)生姓名 學(xué)號(hào) </p><p>　　指導(dǎo)教師 職稱(chēng) 講師 </p><p>　　課程設(shè)計(jì)進(jìn)行地點(diǎn)： </p><p>　　任 務(wù) 下 達(dá) 時(shí) 間： 2014 年 3 月3日</p><p&g

4、t;　　起止日期：2014 年 3 月3日起——至 2014年 3 月14日止</p><p>　　教研室主任 年 月 日批準(zhǔn)</p><p>　　自動(dòng)工件檢驗(yàn)計(jì)數(shù)器設(shè)計(jì)</p><p>　　1 設(shè)計(jì)主要內(nèi)容及要求</p><p><b>　　1.1 設(shè)計(jì)目的：</b></

5、p><p>　　1、了解自動(dòng)工件檢驗(yàn)計(jì)數(shù)器的基本知識(shí)以及相關(guān)電工電子學(xué)、單片機(jī)、傳感器等技術(shù)，通過(guò)設(shè)計(jì)加深對(duì)電子電路方面知識(shí)的理解； </p><p>　　2、 能夠熟悉傳感器的檢測(cè)以及應(yīng)用電路， 加深對(duì)于光電元件的了解，學(xué)會(huì)應(yīng)用光電元件進(jìn)行實(shí)際檢測(cè)和應(yīng)用。</p><p><b>　　1.2 基本要求</b><

6、/p><p>　　1、利用光電元件設(shè)計(jì)自動(dòng)工件檢驗(yàn)計(jì)數(shù)器；2、通過(guò)該傳感器可以給自動(dòng)生產(chǎn)線上的工件產(chǎn)品自動(dòng)貼商品標(biāo)簽，同時(shí)對(duì)貼好標(biāo)簽的工件產(chǎn)品自動(dòng)計(jì)數(shù)。 3、畫(huà)出你所設(shè)計(jì)的自動(dòng)工件檢驗(yàn)計(jì)數(shù)器的電路原理圖并予以說(shuō)明； 4、給出你所選擇的元件明細(xì)表； 簡(jiǎn)要說(shuō)明你所設(shè)計(jì)的傳感器的測(cè)量特點(diǎn)。5、要有相應(yīng)的控制算法（軟件流程圖）。</p><p>　　1.3 發(fā)揮部分：可以

7、增加其它的功能。 </p><p>　　2 設(shè)計(jì)過(guò)程及論文的基本要求：</p><p>　　2.1 設(shè)計(jì)過(guò)程的基本要求</p><p>　　1基本部分必須完成，發(fā)揮部分可任選；</p><p>　　2符合設(shè)計(jì)要求的報(bào)告一份，其中包括總體設(shè)計(jì)框圖、電路原理圖各一份；</p><p>　　3設(shè)計(jì)過(guò)程

8、的資料、草稿要求保留并隨設(shè)計(jì)報(bào)告一起上交；報(bào)告的電子檔需全班統(tǒng)一存盤(pán)上交。</p><p>　　2.2 課程設(shè)計(jì)論文的基本要求</p><p>　　1參照畢業(yè)設(shè)計(jì)論文規(guī)范打印，包括附錄中的圖紙。項(xiàng)目齊全、不許涂改，不少于3000字。圖紙為A4，所有插圖不允許復(fù)印。</p><p>　　2裝訂順序：封面、任務(wù)書(shū)、成績(jī)?cè)u(píng)審意見(jiàn)表、中文摘要、關(guān)鍵詞、目錄、正文（設(shè)計(jì)題目、

9、設(shè)計(jì)任務(wù)、設(shè)計(jì)思路、設(shè)計(jì)框圖、各部分電路及相應(yīng)的詳細(xì)的功能分析和重要的參數(shù)計(jì)算、工作過(guò)程分析、元器件清單、主要器件介紹）、小結(jié)、參考文獻(xiàn)、附錄（總體設(shè)計(jì)框圖與電路原理圖）。</p><p><b>　　3 時(shí)間進(jìn)度安排</b></p><p>　　沈 陽(yáng) 工 程 學(xué) 院</p><p>　　傳感器 課程設(shè)計(jì)成績(jī)?cè)u(píng)定表</p>

10、<p>　　系（部）： 班級(jí)： 學(xué)生姓名： </p><p><b>　　中文摘要</b></p><p><b>　　‘</b></p><p>　　傳感與檢測(cè)技術(shù)是一門(mén)知識(shí)面廣、綜合程度高、實(shí)用性很強(qiáng)的專(zhuān)業(yè)課程。它從傳感器的基本理論入手，著重講敘傳感器的結(jié)構(gòu)與感測(cè)原理，傳感器是一個(gè)二端口的

11、裝置，不同的傳感器輸入-輸出特性不同，同一傳感器適應(yīng)不同的被測(cè)信號(hào)呈現(xiàn)的特性也有所不同。尤其當(dāng)被測(cè)信號(hào)為靜態(tài)信號(hào)時(shí)兩種狀態(tài)下，傳感器的輸入-輸出特性完全不同。感測(cè)技術(shù)在許多新技術(shù)、新器件里都有應(yīng)用，在課程安排上，以信息的傳感、轉(zhuǎn)換、處理為核心，從基本物理概念入手，闡述熱工量、機(jī)械量、幾何量等參數(shù)的測(cè)量原理及方法。</p><p>　　電子計(jì)數(shù)器是指能完成頻率測(cè)量、時(shí)間測(cè)量、計(jì)數(shù)等功能的所有電子測(cè)量?jī)x器的通稱(chēng)。頻率

12、和時(shí)間是電子測(cè)量?jī)x器技術(shù)領(lǐng)域中最基本的參量，因此電子計(jì)數(shù)器是一類(lèi)重要的電子測(cè)量技術(shù)儀器，使儀器在小型化、耗電、可靠性，等方面都大為改善。尤其是與微處理器的結(jié)合它體現(xiàn)了智能化，使得這類(lèi)儀器的原理與設(shè)計(jì)發(fā)生了重大的變化。電子計(jì)數(shù)器有通用計(jì)數(shù)器的專(zhuān)用計(jì)數(shù)器之分。</p><p>　　紅外線計(jì)數(shù)器是一種專(zhuān)用的電子計(jì)數(shù)器，是利用加密、解碼紅外線發(fā)射、接收模塊作計(jì)數(shù)傳感器,當(dāng)有物體通過(guò)時(shí)光被遮擋住,接收模塊輸出一個(gè)高電平脈沖

13、,對(duì)此脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù),就可實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)品的統(tǒng)計(jì).基于這種光電檢測(cè)原理,配合二合一組合集成電路,設(shè)計(jì)了反射式紅外線計(jì)數(shù)器.實(shí)踐證明,該裝置抗干擾能力強(qiáng),工作穩(wěn)定,計(jì)數(shù)準(zhǔn)確.</p><p>　　計(jì)數(shù)器在人們生活領(lǐng)域的應(yīng)用非常廣泛，例如工廠的流水線中的產(chǎn)品計(jì)數(shù)器 。計(jì)數(shù)器常用于生產(chǎn)上進(jìn)行工件計(jì)數(shù)工作，但卻經(jīng)常會(huì)發(fā)生計(jì)數(shù)錯(cuò)誤的情況，尤其是此數(shù)量被記錄到批記錄時(shí)，一旦有誤差產(chǎn)生會(huì)導(dǎo)致整批產(chǎn)品發(fā)生偏差或誤判斷，造成不必要的人力、

14、物力浪費(fèi)，因此，必須保證計(jì)數(shù)的零誤差。本文所研究的是在工件流水線上計(jì)數(shù)器的使用，其過(guò)程是工件從燈檢結(jié)束到貼簽過(guò)程中，運(yùn)用傳送帶將藥瓶傳送到另一個(gè)工序，且在傳送過(guò)程中使用光電計(jì)數(shù)統(tǒng)計(jì)工件數(shù)量。</p><p>　　關(guān)鍵字 電子計(jì)數(shù)器 光電傳感器 紅外線檢測(cè) 單片機(jī)</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>

15、;　　中文摘要V</b></p><p>　　1.設(shè)計(jì)主要內(nèi)容及要求1</p><p><b>　　2.設(shè)計(jì)思路2</b></p><p><b>　　3.設(shè)計(jì)框圖3</b></p><p>　　4.各部分電路內(nèi)容設(shè)計(jì)及過(guò)程分析4</p><p>　　4

16、.1系統(tǒng)工作原理4</p><p>　　4.2各部分工作原理及過(guò)程4</p><p>　　4.2.1光電轉(zhuǎn)換模塊4</p><p>　　4.2.2 單片機(jī)計(jì)數(shù)模塊6</p><p>　　4.2.3 LCD顯示模塊7</p><p><b>　　5.元器件清單8</b></p&g

17、t;<p>　　6．各元器件介紹9</p><p>　　6.1 單片機(jī)AT80C529</p><p><b>　　6.2 晶振10</b></p><p>　　6.3 光敏三極管11</p><p>　　6.4 晶體三極管13</p><p>　　6.5 LCD液晶顯

18、示14</p><p><b>　　小結(jié)16</b></p><p><b>　　致謝17</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)18</b></p><p><b>　　附錄19</b></p><p><b

19、>　　設(shè)計(jì)主要內(nèi)容及要求</b></p><p><b>　　1.1 設(shè)計(jì)目的：</b></p><p>　?。?）、了解自動(dòng)工件檢驗(yàn)計(jì)數(shù)器的基本知識(shí)以及相關(guān)電工電子學(xué)、單片機(jī)、傳感器等技術(shù)，通過(guò)設(shè)計(jì)加深對(duì)電子電路方面知識(shí)的理解。 </p><p>　?。?）、 能夠熟悉傳感器的檢測(cè)以及應(yīng)用電路， 

20、;加深對(duì)于光電元件的了解，學(xué)會(huì)應(yīng)用光電元件進(jìn)行實(shí)際檢測(cè)和應(yīng)用。</p><p><b>　　1.2 基本要求：</b></p><p>　?。?）、利用光電元件設(shè)計(jì)自動(dòng)工件檢驗(yàn)計(jì)數(shù)器。</p><p>　　（2）、通過(guò)該傳感器可以給自動(dòng)生產(chǎn)線上的工件產(chǎn)品自動(dòng)貼商品標(biāo)簽，同時(shí)對(duì)貼好標(biāo)簽的工件產(chǎn)品自動(dòng)計(jì)數(shù)。 </p><

21、;p>　　（3）、畫(huà)出你所設(shè)計(jì)的自動(dòng)工件檢驗(yàn)計(jì)數(shù)器的電路原理圖并予以說(shuō)明。</p><p>　?。?）、給出你所選擇的元件明細(xì)表，簡(jiǎn)要說(shuō)明你所設(shè)計(jì)的傳感器的測(cè)量特點(diǎn)。</p><p>　?。?）、要有相應(yīng)的控制算法（軟件流程圖）。</p><p>　　1.3 發(fā)揮部分：可以增加其它的功能。</p><p><b>　　‘<

22、;/b></p><p><b>　　2.設(shè)計(jì)思路</b></p><p>　　計(jì)數(shù)的過(guò)程其實(shí)是獲取脈沖源的過(guò)程，當(dāng)有物體穿越光路時(shí)，接收頭輸出為高電平，反之則為低電平，接收頭的電平信號(hào)經(jīng)由電壓比較器反相后送入CPU當(dāng)傳送帶將被測(cè)物體傳送到檢測(cè)點(diǎn)時(shí)，物體將探頭發(fā)送的紅外線調(diào)制信號(hào)反射給探頭，探頭接收器產(chǎn)生的信號(hào)送到單片機(jī)P3．2口，啟動(dòng)計(jì)數(shù)器開(kāi)始計(jì)數(shù)，每次紅外線

23、的阻斷都將轉(zhuǎn)化成電信號(hào)被單片機(jī)芯片獲取，在原來(lái)的數(shù)值上加1，并將計(jì)數(shù)后所得的數(shù)據(jù)送給LED顯示. </p><p>　　為了充分實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)在線工業(yè)檢測(cè)，在處理過(guò)程中采用中斷方式進(jìn)行計(jì)數(shù) 發(fā)射電路始終發(fā)射紅外信號(hào)，當(dāng)傳送帶將物體送進(jìn)入口時(shí)，將信號(hào)擋住，即將紅外信號(hào)‘變?yōu)槊}沖信號(hào)，此時(shí)中斷響宜．計(jì)數(shù)器記錄進(jìn)料數(shù)量并設(shè)定時(shí)中斷為lms，如果在進(jìn)口中有其它異物通過(guò)時(shí)，它在設(shè)定的時(shí)間內(nèi)不能長(zhǎng)期保持有效．因此，中斷不響應(yīng)，計(jì)數(shù)

24、器不記錄異物通過(guò)，這樣可防止外界的干擾</p><p>　　最后則是對(duì)軟測(cè)量效果的評(píng)價(jià) ．由于工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中要求具有很高的精確性．因此對(duì)軟測(cè)量效果的評(píng)價(jià)是很重要的。根據(jù)軟測(cè)量的效果．確定模型是否需要進(jìn)行修正，哪些參數(shù)需要調(diào)整等。一旦發(fā)現(xiàn)軟測(cè)量的效果不能滿(mǎn)足于實(shí)際應(yīng)用的需求，就必須考慮重新考慮構(gòu)造軟測(cè)量模型，即重新構(gòu)造出新的軟件的設(shè)計(jì)思路，設(shè)計(jì)出滿(mǎn)足實(shí)踐需要的軟測(cè)量系統(tǒng)。</p><p>&

25、lt;b>　　2設(shè)計(jì)框圖</b></p><p>　　4.各部分電路內(nèi)容設(shè)計(jì)及過(guò)程分析</p><p><b>　　4.1系統(tǒng)工作原理</b></p><p>　　檢測(cè)部分使用紅外對(duì)管：發(fā)射管和接收管。</p><p>　　計(jì)數(shù)的過(guò)程其實(shí)是獲取脈沖源的過(guò)程，當(dāng)有物體穿越光路時(shí)，接收頭輸出為高電平，反之則

26、為低電平，接收頭的電平信號(hào)經(jīng)由電壓比較器反相后送入CPU當(dāng)傳送帶將被測(cè)物體傳送到檢測(cè)點(diǎn)時(shí)，物體將探頭發(fā)送的紅外線調(diào)制信號(hào)反射給探頭，探頭接收器產(chǎn)生的信號(hào)送到單片機(jī)P3．2口，啟動(dòng)計(jì)數(shù)器開(kāi)始計(jì)數(shù)，每次紅外線的阻斷都將轉(zhuǎn)化成電信號(hào)被單片機(jī)芯片獲取，在原來(lái)的數(shù)值上加1，并將計(jì)數(shù)后所得的數(shù)據(jù)送給LED顯示。</p><p><b>　　系統(tǒng)的原理圖如下：</b></p><p&g

27、t;　　每一個(gè)物品過(guò)生產(chǎn)線C8051單片機(jī)記一次數(shù)，LED燈亮一次，自動(dòng)給商品貼上標(biāo)簽。</p><p>　　4.2各部分工作原理及過(guò)程</p><p>　　4.2.1光電轉(zhuǎn)換模塊</p><p>　　紅外對(duì)管和R1，R2組成的光電檢測(cè)電路，負(fù)責(zé)把被檢測(cè)的數(shù)量轉(zhuǎn)換成電壓脈沖信號(hào)。工作時(shí)紅外發(fā)光管發(fā)出的紅外光線投射到光敏三極管上，光敏三極管導(dǎo)通，集電極輸出低電平；當(dāng)紅

28、外光線被檢測(cè)物遮斷時(shí)，光敏三極管截止，集電極輸出高電平。遮斷一次輸出一個(gè)脈沖，因此脈沖的個(gè)數(shù)就是被檢測(cè)物的數(shù)量。</p><p>　　紅外對(duì)管中紅外發(fā)光管的正向電流為50mA，在環(huán)境溫度為25°C時(shí)，它的最大耗散功率100mW，正向壓降1.5V。當(dāng)環(huán)境溫度上升時(shí)，允許的正向工作電流還要減小。為了留有一定的欲量，取它的工作電流為20mA。則</p><p>　　R1=175 ?，取

29、R1=200?，其中5V是電源電壓，1.5V是紅外發(fā)光管的正向壓降。</p><p>　　根據(jù)紅外對(duì)管的計(jì)數(shù)手冊(cè)可知：使紅外發(fā)光管的正向電流為20mA,當(dāng)有遮擋時(shí)，光敏三極管Iceo=100nA；無(wú)遮擋時(shí)，光敏三極管的Ic=0.7mA.為了使光敏三極管能工作在開(kāi)關(guān)狀態(tài)，則R2=6.7K?。取R2=10K?，其中5V是電源電壓，0.4V是光敏三極管的飽和壓降。</p><p>　　紅外對(duì)管的

30、輸出脈沖信號(hào)加到一個(gè)遲滯比較器（或者稱(chēng)作施密特觸發(fā)器）。它有兩個(gè)門(mén)限電壓，分別稱(chēng)作上門(mén)限電壓V1和下門(mén)限電壓V2，兩者的差值稱(chēng)為門(mén)限寬度獲遲滯寬度，即：ΔV=V1-V2</p><p>　　在實(shí)際應(yīng)用中，利用遲滯比較器可以有效的克服噪聲和干擾的影響，利用遲滯比較器，只要噪聲和干擾的大小處在遲滯寬度內(nèi)，就不會(huì)引起錯(cuò)誤的階躍。</p><p>　　因此，當(dāng)被測(cè)物每遮擋一次紅外對(duì)管時(shí)，施密特觸發(fā)

31、器輸出一個(gè)寬度為T(mén)w的脈沖，該脈沖送到計(jì)數(shù)器去計(jì)數(shù)和顯示。C4是濾波電容，可提高單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的工作穩(wěn)定性。</p><p>　　圖4.1光電轉(zhuǎn)換模塊</p><p>　　4.2.2 單片機(jī)計(jì)數(shù)模塊</p><p>　　在光電計(jì)數(shù)系統(tǒng)中，設(shè)計(jì)軟件可實(shí)現(xiàn)技術(shù)初始值為999，在生產(chǎn)流水線中有產(chǎn)品通過(guò)時(shí)，紅外線被阻斷，紅外接收器沒(méi)有收到發(fā)射器的紅外信號(hào)，輸出高電平 。將此信

32、號(hào)送人到AT89C2051單片機(jī)的P3．2口．使單片機(jī)系統(tǒng)開(kāi)始工作。由軟件實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)值加一，并且每計(jì)數(shù)100，用燈閃爍2S指示一下。</p><p>　　我們把打斷單片機(jī)正常工作的外部信號(hào)接到單片機(jī)的INT0引腳，經(jīng)過(guò)軟件對(duì)有關(guān)寄存器的設(shè)置，單片機(jī)就可知道外界信號(hào)的變化，從而中斷主程序的。當(dāng)系統(tǒng)接側(cè)到信號(hào)由高到低的負(fù)跳變時(shí)引發(fā)中斷，中斷過(guò)程中不產(chǎn)生計(jì)數(shù)，對(duì)于外部中斷源的撤除，當(dāng)外部中斷采用邊延觸發(fā)方式時(shí)，CPU響應(yīng)

33、中斷后，由硬件自動(dòng)清除其中的中斷標(biāo)志位IE0或IE1，無(wú)需采取其他措施。當(dāng)外部中斷源采用電平觸發(fā)方式時(shí)，CPU響應(yīng)中斷后不會(huì)自動(dòng)清除中斷請(qǐng)求標(biāo)志位IE0或IE1，同時(shí)也不能用軟件清除，當(dāng)CPU執(zhí)行完中斷程序后返回主程序，發(fā)現(xiàn)外部中斷源位于低電平時(shí)，仍會(huì)響應(yīng)低電平。即外部中斷源位于低電平時(shí)，則中斷標(biāo)志IE0或IE1就會(huì)為“1”。在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中根據(jù)實(shí)際情況采取軟硬件配合使用的方法。</p><p>　　圖4.2 A

34、T80C52單片機(jī)計(jì)數(shù)模塊</p><p>　　4.2.3 LCD顯示模塊</p><p>　　當(dāng)向P3.2口輸入低電平時(shí)，經(jīng)內(nèi)部程序運(yùn)算后進(jìn)行加法處理，其結(jié)果通過(guò)三個(gè)數(shù)碼管顯示出來(lái)。</p><p>　　圖4.3 LCD顯示模塊</p><p><b>　　5.元器件清單</b></p><p&g

35、t;<b>　　6．各元器件介紹</b></p><p>　　6.1 單片機(jī)AT80C52</p><p>　　圖6.1 AT80C52引腳</p><p>　　AT89C52是美國(guó)ATMEL公司生產(chǎn)的低電壓，高性能CMOS 8位單片機(jī)，片內(nèi)含8k bytes的可反復(fù)擦寫(xiě)的只讀程序存儲(chǔ)器（PEROM）和256 b

36、ytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，與標(biāo)準(zhǔn)MCS-51指令系統(tǒng)及8052產(chǎn)品引腳兼容，片內(nèi)置通用8位中央處理器（CPU）和Flash存儲(chǔ)單元，功能強(qiáng)大AT89C52單片機(jī)適合于許多較為復(fù)雜控制應(yīng)用場(chǎng)合。 </p><p>　　1.主要性能參數(shù)： </p><p>　　·與MCS-51產(chǎn)品指令和引腳完全兼

37、容 ·8k字節(jié)可重擦寫(xiě)Flash閃速存儲(chǔ)器 ·1000次擦寫(xiě)周期 </p><p>　　·全靜態(tài)操作：0Hz－24MHz ·三級(jí)加密程序存儲(chǔ)器 ·256×8字節(jié)內(nèi)部RAM ·32個(gè)可編程I／O口線 ·3個(gè)16位定時(shí)／計(jì)數(shù)器 ·8個(gè)中斷源 

38、;</p><p>　　·可編程串行UART通道 ·低功耗空閑和掉電模式  </p><p>　　2.功能特性概述： </p><p>　　AT89C52提供以下標(biāo)準(zhǔn)功能：8k字節(jié)Flash閃速存儲(chǔ)器，256字節(jié)內(nèi)部RAM，32個(gè)I／O口線，3個(gè)16位定時(shí)／計(jì)數(shù)器，一個(gè)6向量?jī)杉?jí)中斷結(jié)構(gòu)，一個(gè)全雙工串行通信

39、口，片內(nèi)振蕩器及時(shí)鐘電路。同時(shí)，AT89C52可降至0Hz的靜態(tài)邏輯操作，并支持兩種軟件可選的節(jié)電工作模式?？臻e方式停止CPU的工作，但允許RAM，定時(shí)／計(jì)數(shù)器，串行通信口及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。掉電方式保存RAM中的內(nèi)容，但振蕩器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一個(gè)硬件復(fù)位。</p><p><b>　　6.2 晶振</b></p><p>　　晶振在電氣上可以等效

40、成一個(gè)電容和一個(gè)電阻并聯(lián)再串聯(lián)一個(gè)電容的二端網(wǎng)絡(luò)，電工學(xué)上這個(gè)網(wǎng)絡(luò)有兩個(gè)諧振點(diǎn)，以頻率的高低分其中較低的頻率為串聯(lián)諧振，較高的頻率為并聯(lián)諧振。由于晶體自身的特性致使這兩個(gè)頻率的距離相當(dāng)?shù)慕咏?，在這個(gè)極窄的頻率范圍內(nèi)，晶振等效為一個(gè)電感，所以只要晶振的兩端并聯(lián)上合適的電容它就會(huì)組成并聯(lián)諧振電路。這個(gè)并聯(lián)諧振電路加到一個(gè)負(fù)反饋電路中就可以構(gòu)成正弦波振蕩電路，由于晶振等效為電感的頻率范圍很窄，所以即使其他元件的參數(shù)變化很大，這個(gè)振蕩器的頻率也

41、不會(huì)有很大的變化。晶振有一個(gè)重要的參數(shù)，那就是負(fù)載電容值，選擇與負(fù)載電容值相等的并聯(lián)電容，就可以得到晶振標(biāo)稱(chēng)的諧振頻率。一般的晶振振蕩電路都是在一個(gè)反相放大器（注意是放大器不是反相器）的兩端接入晶振，再有兩個(gè)電容分別接到晶振的兩端，每個(gè)電容的另一端再接到地，這兩個(gè)電容串聯(lián)的容量值就應(yīng)該等于負(fù)載電容，請(qǐng)注意一般IC的引腳都有等效輸入電容，這個(gè)不能忽略。一般的晶振的負(fù)載電容為15p或12.5p，如果再考慮元件引腳的等效輸入電容，則兩個(gè)22p

42、的電容構(gòu)成晶振的振蕩電路就是比較好的選擇。</p><p><b>　　功能作用:</b></p><p>　　晶振在應(yīng)用具體起到的作用，微控制器的時(shí)鐘源可以分為兩類(lèi)：基于機(jī)械諧振器件的時(shí)鐘源，如晶振、陶瓷諧振槽路；RC（電阻、電容）振蕩器。一種是皮爾斯振蕩器配置，適用于晶振和陶瓷諧振槽路。另一種為簡(jiǎn)單的分立RC振蕩器?；诰д衽c陶瓷諧振槽路的振蕩器通常能提供非常高的

43、初始精度和較低的溫度系數(shù)。RC振蕩器能夠快速啟動(dòng)，成本也比較低，但通常在整個(gè)溫度和工作電源電壓范圍內(nèi)精度較差，會(huì)在標(biāo)稱(chēng)輸出頻率的5%至50%范圍內(nèi)變化。但其性能受環(huán)境條件和電路元件選擇的影響。需認(rèn)真對(duì)待振蕩器電路的元件選擇和線路板布局。在使用時(shí)，陶瓷諧振槽路和相應(yīng)的負(fù)載電容必須根據(jù)特定的邏輯系列進(jìn)行優(yōu)化。具有高Q值的晶振對(duì)放大器的選擇并不敏感，但在過(guò)驅(qū)動(dòng)時(shí)很容易產(chǎn)生頻率漂移（甚至可能損壞）。影響振蕩器工作的環(huán)境因素有：電磁干擾（EMI）

44、、機(jī)械震動(dòng)與沖擊、濕度和溫度。這些因素會(huì)增大輸出頻率的變化，增加不穩(wěn)定性，并且在有些情況下，還會(huì)造成振蕩器停振。上述大部分問(wèn)題都可以通過(guò)使用振蕩器模塊避免。這些模塊自帶振蕩器、提供低阻方波輸出，并且能夠在一定條件下保證運(yùn)行。最常用的兩種類(lèi)型是晶振模塊和集成RC振蕩器（硅振蕩器）。晶振模塊提供與分立晶振</p><p>　　圖6.2晶振等效電路</p><p><b>　　6.3

45、光敏三極管</b></p><p>　　光敏三極管的結(jié)構(gòu)及工作原理 ： </p><p>　　光敏三極管與普通半導(dǎo)體三極管一樣，是采用半導(dǎo)體制作工藝制成的具有NPN 或PNP 結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體管。它在結(jié)構(gòu)上與半導(dǎo)體三極管相似，它的引出電極通常只有兩個(gè)，也有三個(gè)的。 </p><p>　　光敏三極管的結(jié)構(gòu)如圖所

46、示。為適應(yīng)光電轉(zhuǎn)換的要求，它的基區(qū)面積做得較大，發(fā)射區(qū)面積做得較小，入射光主要被基區(qū)吸收。和光敏二極管一樣，管子的芯片被裝在帶有玻璃透鏡金屬管殼內(nèi)，當(dāng)光照射時(shí)，光</p><p>　　線通過(guò)透鏡集中照射在芯片上。 </p><p>　　將光敏三極管接在圖所示的電路中，光敏三極管的集電極接正電位，其發(fā)射極接負(fù)電位。當(dāng)無(wú)光照射時(shí)，流過(guò)光敏三極管的電流，就是正常情況下光敏三極管集電極與

47、發(fā)射極之間的穿透電流Iceo 它也是光敏三極管的暗電流，其大小為 Iceo =(1 + hFE) I 。式中:  </p><p>　　Icbo---集電極與基極間的飽和電流; hFE ---共發(fā)射極直流放大系數(shù)。 </p><p>　　當(dāng)有光照射在基區(qū)時(shí)，激發(fā)產(chǎn)生的電子

48、--空穴對(duì)增加了少數(shù)載流子的濃度，使集電結(jié)反向飽和電流大大增加，這就是光敏三極管集電結(jié)的光生電流。該電流注入發(fā)射結(jié)進(jìn)行放大，成為光敏三極管集電極與發(fā)射極間電流，它就是光敏三極管的光電流?？梢钥闯?，光敏三極管利用普通半導(dǎo)體三極管的放大作用，將光敏</p><p>　　二極管的光電流放大了( I + hFE) 倍。所以，光敏三極管比光敏二極管具有更高的靈敏度</p>

49、<p>　　6.4 晶體三極管</p><p>　　三極管，全稱(chēng)應(yīng)為半導(dǎo)體三極管，也稱(chēng)雙極型晶體管,晶體三極管，是一種電流控制電流的半導(dǎo)體器件·其作用是把微弱信號(hào)放大成輻值較大的電信號(hào)， 也用作無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)。晶體三極管，是半導(dǎo)體基本元器件之一，具有電流放大作用，是電子電路的核心元件。三極管是在一塊半導(dǎo)體基片上制作兩個(gè)相距很近的PN結(jié)，兩個(gè)PN結(jié)把整塊半導(dǎo)體分成三部分，中間部分是基區(qū)，兩側(cè)部

50、分是發(fā)射區(qū)和集電區(qū)，排列方式有PNP和NPN兩種。</p><p><b>　　工作原理：</b></p><p>　　晶體三極管（以下簡(jiǎn)稱(chēng)三極管）按材料分有兩種：鍺管和硅管。而每一種又有NPN和PNP兩種結(jié)構(gòu)形式，但使用最多的是硅NPN和鍺PNP兩種三極管，（其中，N表示在高純度硅中加入磷，是指取代一些硅原子，在電壓刺激下產(chǎn)生自由電子導(dǎo)電，而p是加入硼取代硅，產(chǎn)生大

51、量空穴利于導(dǎo)電）。兩者除了電源極性不同外，其工作原理都是相同的，下面僅介紹NPN硅管的電流放大原理。</p><p>　　對(duì)于NPN管，它是由2塊N型半導(dǎo)體中間夾著一塊P型半導(dǎo)體所組成，發(fā)射區(qū)與基區(qū)之間形成的PN結(jié)稱(chēng)為發(fā)射結(jié),而集電區(qū)與基區(qū)形成的PN結(jié)稱(chēng)為集電結(jié),三條引線分別稱(chēng)為發(fā)射極e、基極b和集電極c。</p><p>　　當(dāng)b點(diǎn)電位高于e點(diǎn)電位零點(diǎn)幾伏時(shí)，發(fā)射結(jié)處于正偏狀態(tài)，而C點(diǎn)電

52、位高于b點(diǎn)電位幾伏時(shí)，集電結(jié)處于反偏狀態(tài)，集電極電源Ec要高于基極電源Ebo。</p><p>　　圖6.3 晶體三極管結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　圖6.4 三極管的符號(hào)</p><p>　　6.5 LCD液晶顯示</p><p>　　LCD （ Liquid Crystal Display 的簡(jiǎn)稱(chēng)）液晶顯示器。LCD 的構(gòu)造是在兩片平行

53、的玻璃基板當(dāng)中放置液晶盒，下基板玻璃上設(shè)置TFT（薄膜晶體管），上基板玻璃上設(shè)置彩色濾光片，通過(guò)TFT上的信號(hào)與電壓改變來(lái)控制液晶分子的轉(zhuǎn)動(dòng)方向，從而達(dá)到控制每個(gè)像素點(diǎn)偏振光出射與否而達(dá)到顯示目的?，F(xiàn)在LCD已經(jīng)替代CRT成為主流，價(jià)格也已經(jīng)下降了很多，并已充分的普及。</p><p>　　1602采用標(biāo)準(zhǔn)的16腳接口，其中：</p><p>　　第1腳：VSS為電源地</p>

54、<p>　　第2腳：VCC接5V電源正極</p><p>　　第3腳：V0為液晶顯示器對(duì)比度調(diào)整端，接正電源時(shí)對(duì)比度最弱，接地電源時(shí)對(duì)比度最高（對(duì)比度過(guò)高時(shí)會(huì) 產(chǎn)生“鬼影”，使用時(shí)可以通過(guò)一個(gè)10K的電位器調(diào)整對(duì)比度）。</p><p>　　第4腳：RS為寄存器選擇，高電平1時(shí)選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平0時(shí)選擇指令寄存器。</p><p>　　第5腳：RW

55、為讀寫(xiě)信號(hào)線，高電平(1)時(shí)進(jìn)行讀操作，低電平(0)時(shí)進(jìn)行寫(xiě)操作。</p><p>　　第6腳：E(或EN)端為使能(enable)端,高電平（1）時(shí)讀取信息，負(fù)跳變時(shí)執(zhí)行指令。</p><p>　　第7～14腳：D0～D7為8位雙向數(shù)據(jù)端。</p><p>　　第15～16腳：空腳或背燈電源。15腳背光正極，16腳背光負(fù)極</p><p>

56、　　圖6.6 LCD引腳圖</p><p>　　圖6.7 LCD實(shí)物圖</p><p><b>　　小結(jié)</b></p><p>　　通過(guò)此次課程設(shè)計(jì)，使我更加扎實(shí)的掌握了有關(guān)傳感器電子線路方面的知識(shí)，在設(shè)計(jì)過(guò)程中雖然遇到了一些問(wèn)題，但經(jīng)過(guò)一次又一次的思考，一遍又一遍的檢查終于找出了原因所在，也暴露出了前期我在這方面的知識(shí)欠缺和經(jīng)驗(yàn)不足。實(shí)

57、踐出真知，通過(guò)親自動(dòng)手制作，使我們掌握的知識(shí)不再是紙上談兵。</p><p>　　過(guò)而能改，善莫大焉。在課程設(shè)計(jì)過(guò)程中，我們不斷發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，不斷改正，不斷領(lǐng)悟，不斷獲齲最終的檢測(cè)調(diào)試環(huán)節(jié)，本身就是在踐行“過(guò)而能改，善莫大焉”的知行觀。這次課程設(shè)計(jì)終于順利完成了，在設(shè)計(jì)中遇到了很多問(wèn)題，最后在老師的指導(dǎo)下，終于游逆而解。在今后社會(huì)的發(fā)展和學(xué)習(xí)實(shí)踐過(guò)程中，一定要不懈努力，不能遇到問(wèn)題就想到要退縮，一定要不厭其煩的發(fā)現(xiàn)問(wèn)

58、題所在，然后一一進(jìn)行解決，只有這樣，才能成功的做成想做的事，才能在今后的道路上劈荊斬棘，而不是知難而退，那樣永遠(yuǎn)不可能收獲成功，收獲喜悅，也永遠(yuǎn)不可能得到社會(huì)及他人對(duì)你的認(rèn)可!</p><p>　　課程設(shè)計(jì)誠(chéng)然是一門(mén)專(zhuān)業(yè)課，給我很多專(zhuān)業(yè)知識(shí)以及專(zhuān)業(yè)技能上的提升，同時(shí)又是一門(mén)講道課，一門(mén)辯思課，給了我許多道，給了我很多思，給了我莫大的空間。同時(shí)，設(shè)計(jì)讓我感觸很深。使我對(duì)抽象的理論有了具體的認(rèn)識(shí)。通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，我

59、掌握了常用元件的識(shí)別和測(cè)試;熟悉了常用儀器、儀表;了解了電路的連線方法;以及如何提高電路的性能等等。</p><p>　　我認(rèn)為，在這學(xué)期的實(shí)驗(yàn)中，不僅培養(yǎng)了獨(dú)立思考、動(dòng)手操作的能力，在各種其它能力上也都有了提高。更重要的是，在實(shí)驗(yàn)課上，我們學(xué)會(huì)了很多學(xué)習(xí)的方法。而這是日后最實(shí)用的，真的是受益匪淺。要面對(duì)社會(huì)的挑戰(zhàn)，只有不斷的學(xué)習(xí)、實(shí)踐，再學(xué)習(xí)、再實(shí)踐。這對(duì)于我們的將來(lái)也有很大的幫助。以后，不管有多苦，我想我們都

60、能變苦為樂(lè)，找尋有趣的事情，發(fā)現(xiàn)其中珍貴的事情。就像中國(guó)提倡的艱苦奮斗一樣，我們都可以在實(shí)驗(yàn)結(jié)束之后變的更加成熟，會(huì)面對(duì)需要面對(duì)的事情。</p><p>　　回顧起此課程設(shè)計(jì)，至今我仍感慨頗多，從理論到實(shí)踐，在這段日子里，可以說(shuō)得是苦多于甜，但是可以學(xué)到很多很多的東西，同時(shí)不僅可以鞏固了以前所學(xué)過(guò)的知識(shí)，而且學(xué)到了很多在書(shū)本上所沒(méi)有學(xué)到過(guò)的知識(shí)。通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)使我懂得了理論與實(shí)際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識(shí)是

61、遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合起來(lái)，從理論中得出結(jié)論，才能真正為社會(huì)服務(wù)，從而提高自己的實(shí)際動(dòng)手能力和獨(dú)立思考的能力。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，也對(duì)團(tuán)隊(duì)精神的進(jìn)行了考察，讓我們?cè)诤献髌饋?lái)更加默契，在成功后一起體會(huì)喜悅的心情。果然是團(tuán)結(jié)就是力量，只有互相之間默契融洽的配合才能換來(lái)最終完美的結(jié)果。</p><p>　　我相信，此次課程設(shè)計(jì)必會(huì)成為我大學(xué)生活了一抹必不可少的綠色！</p><p>

62、;<b>　　致謝</b></p><p>　　通過(guò)這兩個(gè)星期來(lái)的忙碌和學(xué)習(xí)，本次傳感器課程設(shè)計(jì)已接近尾聲，作為一個(gè)大學(xué)生的課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)，由于經(jīng)驗(yàn)的匱乏，難免有許多考慮不周全的地方，在這里衷心感謝指導(dǎo)老師的督促指導(dǎo)，以及一起學(xué)習(xí)的同學(xué)們的支持，讓我按時(shí)完成了這次畢業(yè)設(shè)計(jì)。 </p><p>　　在畢業(yè)論文設(shè)計(jì)過(guò)程中，我遇到了許許多多的困難。在此我要感謝我的指

63、導(dǎo)老師**老師給我悉心的幫助和對(duì)我耐心而細(xì)致的指導(dǎo)，我的課程設(shè)計(jì)較為復(fù)雜煩瑣，但是**老師仍然細(xì)心地糾正我的錯(cuò)誤。除了敬佩*老師的專(zhuān)業(yè)水平以外，他的治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)和科學(xué)研究的精神也是我永遠(yuǎn)學(xué)習(xí)的榜樣，并將積極影響我今后的學(xué)習(xí)和工作，我才得以解決課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)中遇到的種種問(wèn)題。</p><p>　　同時(shí)謝謝我周?chē)耐昂糜?，他們給了我無(wú)數(shù)的關(guān)心和鼓勵(lì)，在我遇到不懂的地方是，大家不怕耽誤自己的時(shí)間來(lái)幫助我解決問(wèn)題，讓我對(duì)課程

64、設(shè)計(jì)的內(nèi)容有了更加深刻的理解。也讓我的課程設(shè)計(jì)生活充滿(mǎn)了溫暖和歡樂(lè)。如果沒(méi)有他們的幫助，此次課程設(shè)計(jì)的完成將變得困難。他們?cè)谖以O(shè)計(jì)中給了我許多寶貴的意見(jiàn)和建議。</p><p>　　而且也要感謝自己遇到困難的時(shí)候沒(méi)有一蹶不振，取而代之的是找到了最好的方法來(lái)解決問(wèn)題。</p><p>　　最后，感謝學(xué)校，為我們提供了良好的學(xué)習(xí)及設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)室，讓我們可以心無(wú)旁騖的學(xué)習(xí)。感謝圖書(shū)館為我們提供的參

65、考資料，讓我的課程設(shè)計(jì)更加的完整。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　【1】陳圣林 侯成晶，圖解傳感器技術(shù)及應(yīng)用電路，中國(guó)電力出版社</p><p>　　【2】張巖　胡秀芳　張濟(jì)國(guó)，傳感器應(yīng)用技術(shù)，福建科學(xué)技術(shù)出版社</p><p>　　【3】藍(lán)和慧　寧武　閆曉金，單片機(jī)應(yīng)用技能，電子工業(yè)

66、出版社</p><p>　　【4】徐科軍，傳感器與檢測(cè)技術(shù)，電子工業(yè)出版社</p><p>　　【5】余孟嘗，數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)簡(jiǎn)明教程，高等教育出版社</p><p>　　【6】陳振官 陳宏威，光電子電路及制作實(shí)例，國(guó)防工業(yè)出版社  　　　　</p><p>　　【7】胡燕如 耿蘇燕，高頻電子線路，高等教育出版社 

67、0; </p><p>　　【8】胡燕如 耿蘇燕，模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)，高等教育出版社  </p><p>　　【9】楊志忠，數(shù)字電子技術(shù)舉出，高等教育出版社  </p><p>　　【10】電子基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)中心，電子技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，四川大學(xué)出版社  </p><p>　　【11】謝