范文一:网线测试仪原理
网线测试仪原理
元器件选择
本电路中IC1选用NE555,IC2选用CD4017。LED0使用φ5mm红色发光管,LED1-LED18使用。φ3mm绿色发光管。另外,为方便连接测试网线,还应准备两个RJ45插座盒。电源采用9V层叠电池。其他元件无特殊要求。
制作与调试
电路调试通过后,分别在主机机壳的RJ45插座盒的前面板上,按发光二极管的直径钻10个洞。在副机机壳的RJ45插座盒的前面板上,按发光二极管的直径钻9个洞。先将发光二极管卡在洞里,再按电路图用连线将各个元件焊好。最后,按照EIA,TIA的布线标准中规定的两种双绞线的线序568A与568B,选择其中的一种标准,将RJ45插座上的8个引脚序号对应焊接到主机、副机的1—8接线端。这序号在测网线线予时非常重要,不能搞错。由于双绞线的最大传输距离一般为100m。因此,在联机调试时,可以用一条。100m左右的网线测试。
自制镍氢电池充电器
本文介绍的自制充电器用LM324的4个运算放大器作为比较器,用TL431设置电压基准,用S8550作为调整管,把输入电压降压,对电池进
行充电,其原理电路见图1。其特点是电路简单、工作可靠、无需调整、元器件容易购买等,下面分几个部分进行介绍。 大多数局域网使用非屏蔽双绞线UTP作为布线的传输介质来组网。网线由一定长度的双绞线与两个RJ45水晶头组成。双绞线由8根不同颜色的线分成4对绞合在一起。为测试出每一根线的通断情况及其线序,由附图可知,本电路整体上分为主机电路和副机电路两部分。主机电路中1—8接线端和副机电路中的1—8接线端分别对应连接到被测网线的两个RJ45头(主机电路中9、10接线端和副机电路中的9、10接线端分别对应连接到被测网线的两个BNC头)。采用发光二极管LED1O—LEDl7和8个普通二极管VD1O—VD17组合而成。主要是配合主机电路工作。
网线测试仪电路及工作原理:
采用CD4017制作的网线测试仪电路如下图所示,其工作原理是:
接通电源后,NE555得电工作,产生方波,LED0闪亮。其方波上升沿触发CD4017的CP端,因CD4017的CR接地时,各Y端有译码输出。而输出端(YO—Y9)只有一个高电平循环出现,其余均为低电平。由上电路图可知,构成如下的回路:发光管LED1?被测网线第一根?副机电路中发光管LED10?VD11?VD17之一?另一根被测网线?主机VD2-VD8之一。这样。如果主机电路中的LED1被点亮,副机中的LED10也被点亮,则表示被测网线第一根线为“通”,其它例同。对网线进行检测时,如果LED1-LED8有不亮者,即表示此路不通。如果LED10一LED17非顺序点亮,则表示线序有误。另外,测试熟练后,还可根据发光二极管的发光强弱判断出该网线的质量好坏。
BNC同轴电缆检测例同。当保持开机状态,该测试仪将会不断地对网线进行自动重复测试
范文二:LCR测试仪 原理
LCR 测试 仪能准确并稳定地测定各种各样的元件参数,主要是用来测试 电感 、 电容 、 电阻 的测试仪。它具有功能直接、操作简便等特点,能以较低的预算来满足生产线质量保证、进货检验、电子维修业对器件的测试要求。
LCR测试仪的测试原理
LCR测试原理如下图:
Vx与Vr均是矢量电压表,Rr是理想电阻。自平衡电桥的意思是:当DUT(Device UnderTest)接入电路时,放大器的负反馈配置自动使得OP输入端虚地。Vx准确测定DUT两端电压(DUT的Low电位是0),Vr与Rr测得DUT电流Ix,由此可计算Zx。
HP4275的测试端Hp,Hc,Lp,Lc(下标c代表current,下标p代表Potentail),Guard(接地)的配置可导致测试的误差的差异。
提高精度的方法是: 1,Hp,Lp,Hc,Lc尽量接近DUT;2,减小测试电流Ix的回路面积&磁通量(关键是分析Ix,要配合使用Guard与Cable最小化回路面积);3,使用Gurard与Cable构建地平面中断信号线间的电场连接,虽然会增加信号线的对地电容(对地电容不影响测试结果),但是会减少信号线的互容。
Guard与Cable的对地寄生阻抗(Zhg,Zlg)不影响测试结果,电桥平衡时Zlg的两端电压是0,流向Rr的电流不会被Zlg分流,Zhg的分流作用不影响Hp的电压测量。
LCR测试仪的测量步骤
LCR测试仪一般用于测试电感和电容。测量步骤如下:
1.设置测试频率
2.测试电压或者电流水平
3.选择测试参数,比如Z、Q、LS(串联电感)、LP(并联电感)、CS(串联电感)、CP(并联电容)、D等
4.仪器校准,校准主要进行开路、短路校准,高档的仪器要进行负载校准
5.选择测试夹具
6.夹具补偿
7.将DUT放在夹具上开始测试
LCR测试仪的参数
1、测试参数
主 显示器 ? 电感(L),电容(C),阻抗(Z),电阻(R)
副显示器? 品质因子(Q),损耗因子(D),串联等效电阻( ESR ),相位角(θ)
范文三:玻璃应力测试仪LSM4303
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范文四:应力测试仪的设计
课程设计说明书
课程设计名称: 专业课程设计
课程设计题目: 应力测试仪的设计
学 院 名 称: 信息工程学院
专业: 电子信息工程 班级: 09041209
学号 09041209 姓名:
评分: 教师:
20 12 年 6 月 28 日
电子信息工程专业 课程设计任务书 20 11 ,20 12 学年 第 2 学期 第 18 周, 20 周 题目 应力测试仪
内容及要求
设计并制作一个应力测试仪,AD转换用ADC0804,应力测试范围为0~200牛,用三位LED显示结果
进度安排
1. 查阅资料、选择方案,领仪器设备:2天;
2. 仿真、画电路原理板图:2天;
3. 领元器件、制作、焊接:3天;
4(调试:2天;
5. 验收:1天;
学生姓名 韦祥宝 程克明
指导时间2012年6月11日,2012年6月28指导地点:E楼 日 401室 任务下2012年 6月 11日 任务完成 2012年 6 月28日 达
?考核方1.评阅 ? 2.答辩 ? 3.实际操作 ? 式 4.其它 ?
指导教王忠 孙成立 系(部)主 万在红 师 任
注:1、此表一组一表二 份,课程设计小组组长一份;任课教师授课
时自带一份备查。
2、课程设计结束后与“课程设计小结”、“学生成绩单”一并交院教务档。
摘要
本文主要讲述了一种利用传感器,A/D转换和7279显示器制作的数字应力测试仪,论述了仪器的工作原理,给出了仪器硬件设计和软件流程。其中利用传感器把重量转换成电压信号,再将电压信号放大输入A/D转换,通过A/D转换和数据处理,由7279显示。该应力测试仪体积小,携带方便,操作简单,测量速度快。本设计具有制作简单,实用性强,精确度高等特点,具有广泛应用前景。
关键词:压力传感器,放大器,单片机,A/D转换,7279显示
目录
第一章 绪论????????????????????????1
1.1 课题的目的及意义 ......................................................................................... 1
1.2 研究内容 ........................................................................................................ 1 第二章 系统的总体设计方案?????????????????2
2.1 系统的设计要求............................................................................................. 2
2.2 系统的组成及其工作原理 ............................................................................. 2
2.3 硬件电路设计方案 ......................................................................................... 3
2.3.1 传感器的选择 ...................................................................................... 3
2.3.2 放大器的选择 ...................................................................................... 6
2.3.3 AD转换器的选择 ................................................................................ 8
2.3.4 单片机的选择 .................................................................................... 11
2.3.5 显示单元的选择 ................................................................................ 15
2(4 系统软件设计............................................................................................ 16
2.4.1 主程序流程图 .................................................................................... 16
2.4.2 A/D转换子程序 ................................................................................. 16
2.4.3 7279显示子程序 ................................................................................ 17
数据转换子程序 .......................................................................................... 18 第三章 应力测试仪的调试????????????????18
3.1 软件的调试................................................................................................... 18
3(2硬件的调试................................................................................................. 19 第四章 结论 ???????????????????????20
参考文献?????????????????????????21
附录: ................................................................................................................. 21
元件清单: ......................................................................................................... 21
系统总原理图:.............................................................. 错误~未定义书签。23
第一章 绪论
1.1 课题的目的及意义
在我们的日常生活中都需要测量物体的体重,所以当然会用到应力测试仪,但是传统的应力测试仪一般都偏向于体积大,反应慢,不具备快速,简便的社会需求,所以制作一个小型的,适合于人们日常生活用的应力测试仪就很有必要。随着计量技术与电子技术的发展,传统纯机械结构的杆秤,台秤,磅秤等重量装置逐步被淘汰,电子类的测量应力或者体重的装置越来越受到人们的青睐。应力测试仪向着提高精度和降低成本的方向发展的趋势引起了对对成本,高性能模拟信号处理器器件需求的增加。通过分析近年来电子衡器产品的发展情况以及国内外市场的需求,电子衡器总的发展趋势是小型化,模块化,集成化,智能化;其技术性能趋向于速率高,准确度高,稳定性高,可靠性高;设计方面更加符合人们的思维,更加人性化。应力测试作为一种计量手段,广泛应用于工农业,科研,交通,内外贸易等各个领域,于人们的生活紧密相连。应力测试仪是电子衡器中的一种,衡器是国家法定计量器具,是国计民生,国防建设,科学研究,内外贸易不可或缺的计量设备,衡器产品技术水平的高低,将直接影响各行业的现代化水平和社会经济效益的提高。本着快速,简便,智能,可靠,稳定的原则,设计了一个简便的应力测试仪,对于满足人民的日常生活提供了很大的便利。
1.2 研究内容
本次设计研究的是某一应力或者重力装置通过压力传感器采集到的力并将其转换为电压信号。输出电压信号通常很小,所以需要处理电路将微小变化的电压进行放大,在放大电路中用到了LM358,放大后的模拟电压信号经ADC0809芯片转换成数字量被送入主控电路的单片机中,再经过单片机输出控制7279显示,从而测得压力传感器所感受到的力。按照设计的基本要求,系统可以分为数据采集,放大转换,控制显示三大模块,数据采集有压力传感器组成,放大转换由放大器LM358以及ADC0809组成,控制显示则由AT89C51和7279组成。
1
实现的功能
在应力的范围为0 — 200 牛顿时,可在7279显示相应的测量结果。
第二章 系统的总体设计方案
2.1 系统的设计要求
1( 设计并制作一个应力测试仪
2. A/D转换采用ADC0809
3. 应力测试范围:0 – 200 牛顿
4. 用三位LED显示器显示测量结果
2.2 系统的组成及其工作原理
系统由压力传感器,放大电路LM358和模数转换电路ADC0809,主控电路AT89C51单片机以及显示电路7279显示。压力传感器的作用是将所感受到的应力的变化转化为微小的电压变化,经过放大电路后得到适合转换的模拟电压值,然后经过模数转换电路后得到相应的数字量,送入单片机内进而控制7279显示电路显示。
2
信号放大电路 应变 电阻应变片
A/D转换
压力量 弹性元件
单片机
输出显示
图 2-1 总体方案图
具体的方案图:
显示 电阻应信号放A/D转
电路 单片变式传大电路 换电LED
机 感器输路
出信号
图 2-2 具体方案图
2.3 硬件电路设计方案
2.3.1 传感器的选择
传感器的定义 : 能感受规定的被测量,并按照一定规律转换成可用输出信号的器件或装置。通常传感器由敏感元件和转换元件组成。其中敏感元件是指传感器中能直接感受被测量的部分,转换部分指传
3
感器中能将敏感元件输出量转换为适于传输和测量的电信号部分。
传感器的静态特性是指对静态的输入信号,传感器的输出量和输入量之间所有的相互关系。表征传感器静态特性的主要参数有:线性度,灵敏度,迟滞,重复性,漂移等。传感器的动态特性是指传感器在输入变化时,它的输出特性。传感器的动态特性常用阶跃响应和频率响应来表示。
电阻应变式传感器
电阻应变式传感器是一种利用电阻应变效应,将各种力学量转换为电信号的结构型传感器。电阻应变片式电阻应变式传感器的核心元件,其工作原理是基于材料的电阻应变效应,电阻应变片即可单独作为传感器使用,又能作为敏感元件结合弹性元件构成力学量传感器。
电阻应变式传感器简称电阻应变计。当将电阻应变计用特殊胶剂粘在被测构件的表面上时,则敏感元件将随构件一起变形,其电阻值也随之变化,而电阻的变化与构件的变形保持一定的线性关系,进而通过相应的二次仪表系统即可测得构件的变形。通过应变计在构件上的不同粘贴方式及电路的不同联接,即可测得重力、变形、扭矩等机械参数 。导体的电阻随着机械变形而发生变化的现象叫做电阻应变效应。电阻应变片把机械应变信号转换为ΔR/R后,由于应变量及相应电阻变化一般都很微小,难以直接精确测量,且不便处理。因此,要采用转换电路把应变片的ΔR/R变化转换成电压或电流变化。其转换电路常用测量电桥。
直流电桥的特点是信号不会受各元件和导线的分布电感及电容的影响,抗干扰能力强,但因机械应变的输出信号小,要求用高增益和高稳定性的放大器放大。
下图为一直流供电的平衡电阻电桥,E接直流电源E: in
4
图2-3 传感器结构原理图
当电桥输出端接无穷大负载电阻时,可视输出端为开路,此时直流电桥称为电压桥,即只有电压输出。
当忽略电源的内阻时,由分压原理有:
u,u,u,u oBDABAD
RR14,E,() R,RR,R1234 RR,RR1324E, = 式(2.1) (R,R)(R,R)1234
当满足条件RR=RR时,即 1324
RR14,式(2.2) RR23
u=0,即电桥平衡。式(2.2)称平衡条件。 o
应变片测量电桥在测量前使电桥平衡,从而使测量时电桥输出电压只与应变片感受的应变所引起的电阻变化有关。
R,R,,R,R,R,,R,R,R,,R,R,R,,R 若差动工作,即,1234按式(2.1),则电桥输出为 22(R,,R),(R,,R)E,, uo,,,,,(R,,R),(R,,R)(R,,R),(R,,R) ,R,,E R
,k,E 式 (2.3)
应变片式传感器有如下特点:
5
(1)应用和测量范围广,应变片可制成各种机械量传感器。
(2)分辨力和灵敏度高,精度较高。
(3)结构轻小,对试件影响小, 对复杂环境适应性强,可在高温、高压、强磁场等特殊环境中使用,频率响应好。
(4)商品化,使用方便,便于实现远距离、自动化测量。
通过以上对传感器的比较分析,最终选择了第二种方案。本系统
-23型称重传感器,量程30Kg,完全满足本系统的精度要选择的是PM
求。
2.3.2 放大器的选择
称重传感器输出的信号一般电平较低,经由电桥等电路变换后的信号亦难以直接用来显示、记录、控制或进行A/D转换。为此,测量电路中常设有模拟放大环节。这一环节目前主要依靠由集成运算放大器的基本元件构成具有各种特性的放大器来完成。
放大器的输入信号一般是由传感器输出的。传感器的输出信号不仅电平低,内阻高,还常伴有较高的共模电压。因此,一般对放大器有如下一些要求:
(1)输入阻抗应远大于信号源内阻。否则,放大器的负载效应会使所测电压造成偏差。
(2)抗共模电压干扰能力强。
(3)在预定的频带宽度内有稳定准确的增益、良好的线性,输入漂移和噪声应足够小以保证要求的信噪比。从而保证放大器输出性能稳定。
综上分析,该设计在放大电路选用了LM358,该放大器件内部包括有两个独立的、高增益、内部频率补偿的双运算放大器,适合于电源电压范围很宽的单电源使用,也适用于双电源工作模式,在推荐的工作条件下,电源电流与电源电压无关。它的使用范围包括传感放大器、
6
直流增益 模组,音频放大器、工业控制、DC增益部件和其他所有可用单电源供电的使用运算放大器的场合。 LM358的封装形式有塑封8引线双列直插式和贴片式。器件资料如图2-4、2-5所示。
图2-4 DIP塑封引脚图引脚功能
图2-5内部电路原理图
特性:
(1)内部频率补偿。
(2)直流电压增益高(约100dB) 。
(3)单位增益频带宽(约1MHz) 。
7
(4)电源电压范围宽:单电源(3—30V);双电源(?1.5一?15V) 。
(5)低功耗电流,适合于电池供电。
(6)低输入偏流。
(7)低输入失调电压和失调电流。
(8)共模输入电压范围宽,包括接地。
(9)差模输入电压范围宽,等于电源电压范围。
(10)输出电压摆幅大(0至Vcc-1.5V) 。
参数:
(1)输入偏置电流45 nA
(2)输入失调电流50 nA
(3)输入失调电压2.9mV
(4)输入共模电压最大值VCC~1.5 V
5)共模抑制比80dB (
(6)电源抑制比100dB
2.3.3 AD转换器的选择
A/D转换的作用是进行模数转换,把接收到的模拟信号转换成数字信号输出。在选择A/D转换时,先要确定A/D转换的位数,该设计运用的是8位A/D转换器ADC0809,A/D转换误的位数确定与整个测量控制系统所需测量控制的范围和精度有关,系统精度涉及的环节很多,包括传感器的变换精度,信号预处理电路精度A/D转换器以及输出电路等。
ADC0809芯片介绍
关于 ADC0809的介绍:ADC0809 是CMOS 单片型逐次逼近式A,D 转换器,它由8 路模拟开关、地址锁存与译码器、比较器、8位开关树型D,A 转换器、逐次逼近,寄存器、三态输出锁存器等其它一些电路组成。因此,ADC0809 可处理8路模拟量输入,且有三态输出能力,既可与各种微处理器相连,也可单独工作。输入输出与TTL 兼容。
8
主要特性:
1)8路8位A,D 转换器,即分辨率8 位。
2)具有转换起停控制端。
3)转换时间为100μs
4)单个,5V 电源供电
5)模拟输入电压范围0,,5V,
不需零点和满刻度校准。
6)工作温度范围为-40,,85
摄氏度
7)低功耗,约15mW。
图2-6 ADC0809管脚图
对ADC0809主要信号引脚的功能说明如下:
,IN0——模拟量输入通道 IN7
ALE——地址锁存允许信号。对应ALE上跳沿,A、B、C地址状态送入地址锁存器中。
START——转换启动信号。START上升沿时,复位ADC0809;START下降沿时启动芯片,开始进行A/D转换;在A/D转换期间,START应保
低电平。本信号有时简写为ST. 持
A、B、C——地址线。 通道端口选择线,A为低地址,C为高地址,
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引脚图中为ADDA,ADDB和ADDC。其地址状态与通道对应关系见表9-1。
CLK——时钟信号。ADC0809的内部没有时钟电路,所需时钟信号由外界提供,因此有时钟信号引脚。通常使用频率为500KHz的时钟信号
EOC——转换结束信号。EOC=0,正在进行转换;EOC=1,转换结束。使用中该状态信号即可作为查询的状态标志,又可作为中断请求信号使用。
D7,D0——数据输出线。为三态缓冲输出形式,可以和单片机的数据线直接相连。D0为最低位,D7为最高
OE——输出允许信号。用于控制三态输出锁存器向单片机输出转换得到的数据。OE=0,输出数据线呈高阻;OE=1,输出转换得到的数据。
—— +5V电源。 Vcc
Vref——参考电源参考电压用来与输入的模拟信号进行比较,作为逐次逼近的基准。其典型值为+5V(Vref(+)=+5V, Vref(-)=-5V).
ADC0809与MCS-51
单片机的连接如图
所示:
图2-7单片机与ADC0809连接电路图
电路连接主要涉及两个问题。一是8路模拟信号通道的选择,二是A/D转换完成后转换数据的传送。
A/D转换完成数据的输送
A/D 转换后得到的是数字量的模拟量,这些数据应传诵给单片机
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进行处理。数据串的关键是如何确定A/D 转换完成。因为只有确定数据转换完成后,才进行传送。为此可采用以下三种方式:
1定时传送方式:
对于一种A时子程序。A/D 转换启动后,就调动这个子程序,延迟时间一到,转换肯定已经完成了。接着,就可以进行数据传送/D 转换来说,转换时间作为一项技术指标是已知的和固定的。例如ADC0809
,相当于6MHZ的MCS-51单片机共60 个机器周期。转换时间为128us
可根据此设计一个延了。
2查询方式
A/D 转换芯片表明有转换完成的状态信号,例如ADC0809 的E 端,因此可以通过查询方式用软件测试EOC的状态,即可知道转换是否完成,若完成,则接着进行数据传送。
3中断方式
中断方式ADC0809与8031的中断方式接口电路只需将0809的EOC端经过一非门连接到8031的INTl 端即可。采用中断方式可大大节省CPU的时间,当转换结束时,EOC发出一个脉冲向单片机提出中断请求,单片机响应中断请求, 由外部中断1 的中断服务程序读A,D 结果,并启动0809的下一次转换,外部中断1采用边沿触发方式。
不管使用上述那种方式,一旦确定转换完成,即可通过指令进行数据传送,首先送出口地址,并以RD 做选通信号,OE 信号即有效,把转换数据送上数据总线,供单片机接受。
2.3.4 单片机的选择
根据对单片机种类的认识,本系统选用51系列单片机80C51。80C51是INTEL公司MCS-51系列单片机中最基本的产品,它采用INTEL公司可靠的CHMOS工艺技术制造的高性能8位单片机,属于标准的MCS-51的HCMOS产品。它结合了HMOS的高速和高密度技术及CHMOS的低功耗特征,它继承和扩展了MCS-48单片机的体系结构和指令系统。
11
80C51内置中央处理单元、128字节内部数据存储器RAM、32个双向输入/输出(I/O)口、2个16位定时/计数器和5个两级中断结构,一个全双工串行通信口,片内时钟振荡电路。
此外,80C51还可工作于低功耗模式,可通过两种软件选择空闲和掉电模式。在空闲模式下冻结CPU而RAM定时器、串行口和中断系统维持其功能。掉电模式下,保存RAM数据,时钟振荡停止,同时停止芯片内其它功能。80C51有PDIP(40pin)和PLCC(44pin)两种封装形式。
图2-8
单片机89C51管脚图:
ss(20脚):接地
VCC(40脚): 主电源+5V
XTAL1(19脚):接外部晶体的一端。在片内它是振荡电路反相放大器的输入端。在采用外部时钟时,对于HMOS单片机,该端引脚必须接地;对于CHMOS单片机,此引脚作为驱动端。
XTAL2(18脚): 接外部晶体的另一端。在片内它是一个振荡电路反相放大器的输出端,振荡电路的频率是晶体振荡频率。若需采用外部时钟电路,对于HMOS单片机,该引脚输入外部时钟脉冲;对于CHMOS单片机,此引脚应悬浮。
RST(9脚): 单片机刚接上电源时,其内部各寄存器处于随机状态,在该脚输入24个时钟周期宽度以上的高电平将使单片机复位(RESET)
PSEN(29脚): 在访问片外程序存储器时,此端输出负脉冲作为存储器读选通信号。CPU在向片外存储器取指令期间,PSEN信号在12
12
个时钟周期中两次生效。不过,在访问片外数据存储器时,这两次有效PSEN信号不出现。PSEN端同样可驱动8个LSTTL负载。我们根据PSEN、ALE和XTAL2输出端是否有信号输出,可以判别80C51是否在工作。
ALE/PROG(30脚):在访问片外程序存储器时,此端输出负脉冲作为存储器读选通信号。CPU在向片外存储器取指令期间,PSEN信号在12个时钟周期中两次生效。不过,在访问片外数据存储器时,这两次有效PSEN信号不出现。PSEN端同样可驱动8个LSTTL负载。我们根据PSEN、ALE和XTAL2输出端是否有信号输出,可以判别80C51是否在工作。
EA/VPP(31脚): 当EA端输入高电平时,CPU从片内程序存储器地址0000H单元开始执行程序。当地址超出4KB时,将自动执行片外程序存储器的程序。当EA输入低电平时,CPU仅访问片外程序存储器。在对87C51EPROM编程时,此引脚用于施加编程电压VPP。
输入/输出引脚:
(1)P0.0—P0.7 (39脚—32脚)
(2)P1.0—P1.7 (1脚—8脚)
(3)P2.0—P2.7 (26脚—21脚)
(4)P3.0—P3.7 (10脚—17脚)
P0口:P0口为一个8位漏级开路双向I/O口,每脚可吸收8TTL门电流。当P1口的管脚第一次写1时,被定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储器,它可以被定义为数据/地址的第八位。在FIASH编程时,P0 口作为原码输入口,当FIASH进行校验时,P0输出原码,此时P0外部必须被拉高。
P1口:P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口,P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。P1口管脚写入1后,被内部上拉为高,可用作输入,P1口被外部下拉为低电平时,将输出电流,这是由于内部上拉的缘故。在FLASH编程和校验时,P1口作为第八位地址接收。
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P2口:P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口,P2口缓冲器可接收,输出4个TTL门电流,当P2口被写“1”时,其管脚被内部上拉电阻拉高,且作为输入。并因此作为输入时,P2口的管脚被外部拉低,将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时,P2口输出地址的高八位。在给出地址“1”时,它利用内部上拉优势,当对外部八位地址数据存储器进行读写时,P2口输出其特殊功能寄存器的内容。P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。
P3口:P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口,可接收输出4个TTL门电流。当P3口写入“1”后,它们被内部上拉为高电平,并用作输入。作为输入,由于外部下拉为低电平,P3口将输出电流(ILL)这是由于上拉的缘故。
P3口也可作为AT89C51的一些特殊功能口,如下表所示:
P3口管脚 备选功能
P3.0 RXD(串行输入口)
P3.1 TXD(串行输出口)
P3.2 /INT0(外部中断0)
P3.3 /INT1(外部中断1)
P3.4 T0(记时器0外部输入)
P3.5 T1(记时器1外部输入)
P3.6 /WR(外部数据存储器写选通)
P3.7 /RD(外部数据存储器读选通)
单片机89C51主要功能特性
主要功能特性:
? 标准MCS-51内核和指令系? 4kB内部ROM(外部可扩展至64kB) 统
? 32个可编程双向I/O口 ? 128x8bit内部RAM(可扩充64kB
外部存储器)
? 2个16位可编程定时/计数? 时钟频率0-16MHz
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器
? 5个中断源 ? 5.0V工作电压
? 可编程全双工串行通信口 ? 布尔处理器
? 2层优先级中断结构 ? 电源空闲和掉电模式 ? 快速脉冲编程 ? 2层程序加密位 ? PDIP和PLCC封装形式 ? 兼容TTL和CMOS逻辑电平 2.3.5 显示单元的选择
介于对7279比较熟悉,然后单片机板上给的是7279,所以选择了其做为显示器件。HD7279是一片具串行接口的,可同时驱动8位共阴式数码管的智能显示驱动芯片,该芯片同时还可以连接多达64键的键盘矩阵,单片机可完成LED显示键盘接口的全部功能。
主要特性:
(1)串行接口,无需外围元件可直接驱动LED。
(2)各位独立控制译码/不译码及消隐和闪烁属性。
(3)循环左移和右移指令。
(4)具有段寻址指令,方便控制独立LED。
(5)64键键盘控制器,内含去抖动电路。
图2-9原理图 图2-10 引脚图
15
2(4 系统软件设计
2.4.1 主程序流程图
开始
7279初始化
启动ADC0809,
采样0通道
调用转化子程序
调用显示子程序
延时显示
2.4.2 A/D转换子程序
CLR P1.7 ;P1.7通道低电平,其默认为高电平
MOV DPTR,#3F08H ;启动0通道
AD : MOVX @DPTR,A
SETB P1.7 ;给ALE一个上升沿,开始锁存地址
CLR P1.7 ;给START一个下降沿,开始启动AD转换
16
MOV R6,#3CH
AD0 : DJNZ R6,AD0 ;延时
MOVX A,@DPTR ;读数据
2.4.3 7279显示子程序
STFS: MOV R7,#08H ;发送一字节子程序 LP1 : RLC A ;串行发送
MOV P1.2,C
SETB P1.1 ;给CLOCK一个脉冲
MOV R6,#02H
LP2 : DJNZ R6,LP2
CLR P1.1
MOV R6,#02H
LP3 : DJNZ R6,LP3
DJNZ R7,LP1
RET
DTR : MOV R5,#03H ;显示三位数据
MOV R0,#40H ;显缓区为40H到43H
MOV R1,#92H ;指令码为90H到92H
LP4 : CLR P1.0
MOV R6,#0CH
LP5 : DJNZ R6,LP5
MOV A,R1
ACALL STFS
MOV R6,#06H
LP6 : DJNZ R6,LP6
MOV A,@R0
ADD A,#0DH
MOVC A,@A+PC ;查表显示
ACALL STFS
MOV R6,#02H
LP7 : DJNZ R6,LP7
SETB P1.0
INC R0
DEC R1
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DJNZ R5,LP4
RET
TAB : DB 7EH,30H,6DH,79H,33H,5BH,5FH,70H,7FH,7BH
DB 77H,1FH,4EH,3DH,4FH,47H,00H,67H
数据转换子程序
ZH : MOV R0,#42H
MOV R6,#03H
MOV B,#0AH ;将所得到的数字量转换为要显示的量
DIV AB ;A商,B余数
MOV B,#08H
MUL AB
ZH1 : MOV B,#0AH ;将A中的数转换为十进制,一边后边查表
DIV AB
XCH A,B
MOV @R0,A
XCH A,B
DEC R0
DJNZ R6,ZH1
RET
END
第三章 应力测试仪的调试 3.1 软件的调试
用到的工具有:protel , STC-ISP-V4.83, keil
刚开始拿到题目时,就开始上网查找相关的资料,看看课本相关的内容。在逐步了解所做的应力测试仪的的原理后开始有针对性的对相关芯片(AT89C51, 74LS00, 74LS02, 74LS74 ,ADC0809 )进行工作原理的学习,然后用protel99 se 进行原理图的连接,接着就是焊电路板了。0809的基准电压为5V ,所以当采样端为5V 时,应该显示200,及涉及到255转换为200的程序转换。想了三种方法,第
18
一种是将255乘以7 8后在除以1 0 0 近似得到。第二种是讲2 5 5 除以3 3 H 后再乘以4 0 。第三种是2 5 5 除以1 0 后在乘以8 ,结果发现第三种方法最精确也最简单,所以现则了第三种方法。 完成总的电路连接以后,加载程序后发现显示屏都不亮,数字也不显示。于是怀疑是程序问题,就在软件显示程序里在显示缓冲区人为的赋值,发现依旧没有亮,再看看通道地址有没有选错,在确认无误后,在赋值已能正确显示,但是依旧不能采样,无耐只能进行电路的修改,简化电路,把原来的74LS02取消掉,在OE端直接接高电平,让其一直未输出允许状态,地址通道选择端口ABC 直接接地,讲ST和ALE接到P1.7口,在软件里边人为的给脉冲,结果可以采样了,软件调试也完成了。
3.2硬件的调试
用到的检测仪器有:万用表,0到10V可调变压器,逻辑分析仪
在完成焊接时,首先开始检查有没有虚焊,把所有的VCC和GND分别连接在一起。用万用表检查相应的管脚和插针是否导通,在检查过程中发现有不导通的情况,通过拖焊使其导通,在导致托盘脱落的管脚,也采取拖焊的办法补救,在确认插针和相应管脚导通后,接上杜邦线,再次检查芯片管脚与另一端是否连通,检查无误后上电,发现没有采样,然后用万用表测量各芯片地之间是否连通,电源是否连通,以及各芯片是否有电压,发现两个D 触发器之间是断开的,排除故障后仍然没有采样,就怀疑芯片是否坏了,在换上另一块后发现仍然没有工作,所以排除芯片坏的可能性,问题应该出现在硬件连接电路上。接着用逻辑分析仪检测74LS74是否实现分频功能,在电脑端显示确实分频了,然后用逻辑分析仪检测0809的输出端是否有信号,结果发现没有,在测试0809的EOC端是否有脉冲,发现没有,在测试其连接到单片机的WR端,发现也没有,所以这就是问题所在,没有脉冲,0809没有脉冲,所以没有地址锁存,也没有转换,将其接到P1.7端,在软件里人为的给脉冲,发现可以正常采样,整个电路调试完毕了。
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第四章 结论
此次单片机课程设计,从选题到定稿,从理论到实践,在这一个星期多里,学到了很多的东西。同时不仅巩固了以前所学过的知识,而且还学到了很多在书本上所没有学到过的知识。通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的,只有理论知识是远远不够的,只有把所学的理论知识与实践相结合起来,从理论中得出结论,从而提高实际动手能力和独立思考的能力。在本次课设中,我觉得重要的不是学会了如何去做,而是学会了去查找资料,自学的能力,同时也学会了排除故障,找出问题和解决问题的能力,并培养了自己的耐心,收获颇丰。
本次课设所做的模拟应力测试仪是将压力传感器所感受的压力,从而引起自身电阻的变化,当压力传感器接上电源时,会变现为电压的变化,由于变化的电压很微小,所以实际上应该接上一个放大电路,使得变化的电压得到放大,从而将满足0809模拟采样的需要,进而转换成相对应的数字量,并传给单片机,让单片机控制7279显示。由于实际没有压力传感器,所以本质上还是测电压的变化然后以一定的方式显示。本次所设计的软件简单,实用,程序短。主要的核心内容是单片机和ADC0809芯片的连接,并控制7279显示。在实际生活中,可以以此为基础开发出简便的电子秤,具有非常实用的价值。由于水平有限,对于所测量的电压稍微有点误差,在0.2V以内。
对于本次课题,很有意义,贴近生活,符合实际,希望在以后的课设当中,能提供压力传感器,这样对于学生的能力会有进一步的提高。
20
参考文献
[1] 曹巧媛编著。单片机原理及应用[M]。北京:电子工业出版社,1997 [2] 陈立周,陈宇主编。单片机原理及应用[M]。北京:高等教育出版社,2001
[3] 张先庭主编。单片机原理、接口与C51应用程序设计[M]。北京:
国防工业出版社,2011
[4] 尹建华主编。微型计算机原理与接口技术[M]。北京:高等教育出
版社,2008
附录:
元件清单:
最小系统板 1 块 74LS74 一块
万能板 1 块 ADC0809 一块
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范文五:玻璃应力测试仪LSM4303
邢台润联科技开发有限公司
产品销售合同
供方(甲方):邢台润联科技开发有限公司 合同编号:RL-2015年01月13日s 需方(乙方): 电话:0319-8322207 一、产品详单
二、交(提)货方式:物流提货。
三、运输方式及到达站港和费用负担 :物流 四、结算方式:银行转账。
五、结算期限: 款到发货。
六、违约责任:按《合同法》执行。 七、本合同自双方签字盖章日起开始生效。 八、本合同传真件具有同等法律效应。
九、合同一式2份,甲乙各存一份。
签订时间:2015
年01月13日
玻璃应力仪定量应力仪LSM-4413 适用范围:
1、适合于检测灯等有复杂构造的产品。
2、 检测高密度的塑料产品,如隐形眼镜等。 3、检测光学晶体,如氟化钙等
参数:
型号 LSM-4413
尺寸 W295×D375×H460mm 重量 13.5KG
测样有效长度 W200×D200mm 测定空间高度 31-250mm 光源 荧光灯30W 电源 交流220V
附件 应力方向确认棒 清洁液1瓶
规格:
1、偏光应力仪光场亮度≥120cd/m2 (荧光灯30W )
2、偏光应力仪偏振元件任何一点的偏振度大于等于百分之九十九 3、该款应力仪偏振场200*200mm
4、偏光应力仪构造:检偏镜和起偏镜之间分别置入1/4波片及全波片(波长为565nm ),波片的轴与起偏镜的偏振平面成90度
5、检偏镜最上面有旋转角度的测量装置(刻度值为1度,最大测量范围为180度)
检测方法:
1. Sensitive-Color感光色方法检测
感光色方法测量,整个视野呈微红-紫色,这种彩色分为被成为感光色。
放进样品,存在应力的部位呈绿-蓝色或橙黄-黄色。并确定应力性质是压力或张力。 不存在应力的样品部位则呈微红-紫色。 2. SenarmonMethod 补偿法
Senarmont补偿法可以进行应力定量分析检测。打开电源,未放样品整个视野范围是黑褐色的,放入样品,不旋转检偏镜,观测出最亮点即为应力最大点。旋转检偏镜上的刻度盘,直至最亮点变成黑褐色,记录此时刻度盘旋转的角度及该点的厚度,即可用公式换算出应力值。 计算公式:应力=光程差/(被测点的光路长 * 光弹系数) Mpa = nm / [cm * (nm/cm)/Mpa]
玻璃应力仪偏光应力仪LSM-8000
偏光LSM-8000观测视野范围扩大到350mm ,适合大型检测样品的应力测定。
偏光LSM-8000产品用途:
1、定量测量玻璃产品应力的有无、应力分布以及应力方向。 2、塑料制品应力的有无及大小 3、大型灯具及光学透镜的检测
产品参数: 型号:LSM-8000
尺寸:W700×D680×H810mm 重量:65Kg
分析器尺寸:直径200mm 起偏镜尺寸:W350×D350mm 光源:荧光灯20W×8
电源电压:AC95~120V 50/60HZ 消耗电力:180W
玻璃应力仪定量应力仪LSM-4401 适用范围:
1、适合于检测灯等有复杂构造的产品 2、检测高密度的塑料产品,如隐形眼镜等 3、检测光学晶体,如氟化钙(萤石)等
参数:
尺寸:W295XD375XH460mm 重量:12kg
测量方法:1.Crossed Nicols观测法2.Sensitive color method感光色检测法3.Senarmont Method 补偿法
测样有效长度:W200XD200mm 光源: 荧火灯 电源:交流100V/220V
附件: 应力方向确认棒,清洁液1瓶,波长检板 2个 1.Crossed Nicols观测法
2.Sensitive color method感光色检测法 3.Senarmont Method补偿法
温度补偿法可以进行应力定量分析检测。整个视野范围是黑色的,不旋转分析仪,既能观测出最亮点即应力最大点。旋转分析器,记录角度,即可用公式换算出应力值。
钢化玻璃检测仪YD-368
钢化玻璃检测仪/钢化玻璃测定仪
先将光片与仪器调整最佳角度(最暗为佳)钢化玻璃放于光片与仪器之间,若呈现黑斑较大或连成片说明玻璃钢化质量好;若呈现黑斑小或弯曲黑色条纹说明玻璃钢化质量差;呈现黄色玻璃易自动爆碎。是检测玻璃的最好仪器,小巧方便便于携带,不需拆下玻璃就可以检测 技术指标:
使用环境温度:-10-40度 使用周围空气相对湿度: 90% 额定输入电压:AC220V 频率:50Hz 额定功率:4.5W
. 连续照明时间:3.5小时
蓄电池再充电时间:约20小时
内置及备用灯泡规格:直流6V 0.75A 型号:KR6V 0.75A 50lm 内置及可换电池规格:直流6V 4.5Ah 型号:LCR6V 4.5Ah
玻璃应力测试仪LSM-4303 产品描述:
适用范围:
1、精确检测相机,显微镜镜头等精密机械用的透镜 2、塑料成型品加工时的条件设定及检测 3、检测玻璃艺术品等
4、观察透明玻璃及塑料制品的微小应力,通过感光色视野色调的变化来解析物体内部应力方向,别是张应力还是压应力。
5、适合精密仪器上透明玻璃或塑料制品的应力检测。 6、在塑料制造业上,有利于切断等加工条件的设定。
特点介绍:
1、感光色方法检测
2、感光色方法测量,整个视野呈微红-紫色,这种彩色氛围被称为感光色。
3、放进样品,存在应力的部位呈绿-蓝色或橙黄-黄色。确定应力性质是压应力或张应力。 4、不存在应力的样品部位则呈微红-紫色。
参数: 尺寸 W295×D375×H460mm 重量 12Kg 测量方法 感光色法检测 测样有效长度 W120×D80mm 光源 荧光灯30W 电源 交流110-240V
应力方向确认棒(玻璃 亚克力)
附件
清洁液1瓶