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洗衣机控制电路设计实例(DXP设计)

洗衣机控制电路设计实例(DXP设计)
洗衣机控制电路设计实例(DXP设计)

洗衣机控制电路设计

一、原理图设计流程

原理图模板制作→原理图库操作→PCB库操作→PCB板操作。

二、制作原理图模板

1.新建工程项目文件

(1)选择菜单【文件(F)】/【创建(N)】/【项目(J)】/【PCB项目(B)】命令,新建工程项目文件。

(2)选择菜单【文件(F)】/【另存为(A)】命令保存工程文件,并命名为洗衣机控制电路.PrjPCB.

2. 绘制原理图

(1)在洗衣机控制电路.PrjPCB工程文件中,选择菜单【文件(F)】/【创建(N)】/【原理图(S)】命令,新建原理图目文件。

(2)选择菜单【文件(F)】/【另存为(A)】命令保存原理图文件,并命名为洗衣机控制电路.SchDoc。

(3)选择菜单【设计(D)】/【文档选项】命令,弹出对话框如下图1.1,

图1.1

将选项中的方向设置为Landscape,双击“边缘色”后面的颜色选择3号色,双击“图纸颜色”后面的颜色选择18号色;将标准风格设置问“A4”,单击【确认】。如图1.2.

图1.2

(4)绘制图纸明细表。

选择菜单【设计(D)】/【文档选项】命令,将“图纸明细表”前面的对勾去掉,隐藏图纸明细表。在“实用工具”菜单中选择直线,绘制出如图所示的图纸明细表明。在“实用工具”菜单中选择图标,

放置字符串,操作结果如图1.3。

图1.3

三、电路原理图设计。

(1)添加元件库。

选择菜单【设计(D)】/【追加/删除原件库(L)】命令,弹出对话框如图2.1:

图2.1

点击“安装”,选中元件库,一般追加两个常用的元件库,Miscellaneous Connectors.IntLib和Miscellaneous Devices.IntLib。

(2)添加元器件。

先绘制CPU模块,在元件库中查找DS80C310-MCG元件。点击元件库中的“Search”,出现如图图2.2所示窗口。输入DS80C310,

图2.2

选中“路径中的库”,点击“查找”,在元件库中搜索出六个元件库。选中DS80C310-MCG元件,点击Place,放置元件。按Tab键,修改参数,如图2.3。

图2.3

也可以选中Miscellaneous Devices.IntLib元件库,输入Res2,如图图2.4所示:

图2.4

放置元件,按照R1的特性,按Tab键,修改参数。电阻大小由Value设定,如图2.5。

图2.5

修改参数后,点击“确认”,“左击”放置元件,电阻名会自动加一,“右击”,即可取消放置元件。若想把放置的元件删除,选中元件,按Del键即可删除。按要求

把元件放在适当位置,依次找到所有的元件,修改参数,放置适当位置。若元件库中找不到所需的元件,就需要自己绘制。

四、手工制作原理元件及其封装

Ⅰ. 手工绘制元件:

(1)设计一集成库PCB_Project1.Libpkg;点击【菜单】/【新建】/【项目】/【集成元件库】,然后保存,并命名:PCB_Project1.Libpkg

原理图元件制作:

右键点击PCB_Project1.Libpkg,选择【添加新项目】,选【原理图库】,然后保存,并命名:PCB1.Schlib。

1)然后点SCH Library标签,选择【工具】下的【重置标示符】,重新命名为Ds80C310开始制作元件.

①点击画图工具中的【放置引脚】,按Tab键更改属性,只需更改标识符和电气类型,电气特性为Passive,如图3.1:

图3.1

③然后依次放置其他各个引脚。其中20引脚接地,40接VCC,电气特性为Power,且为隐藏状态。

④添加封装。在SCH Library标签中,出现如图3.2:

图3.2

模型下点追加,如图3.3:

图3.3

在下拉框中选Footprint,出现如图3.4:

图3.4

2)在SCH Library标签中,元件中点追加,出现以下对话框,改名为:Ds80C310,如图3.6:

图3.6

然后按原来的步骤开始制作Ds80C310,其中引脚20接GND,引脚40接VCC,电气特性为Power,且隐藏,其他引脚电气特性为Passive;该封装可用DIP-40,如图3.7

图3.7

Ⅱ.制作PCB元件库封装

(1)建PCB元件库文件

要制作PCB元件库首先需创建一个PCB元件库文件,执行菜单【文件】/【创建】/【库】/【PCB库】命令,然后选择PCB Library,进入元件库编辑器,并保存,如图3.8所示。

图3.8

(2)新建元件

执行菜单【工具】/【新元件】命令,启动向导工具,如图3.9所示。

图3.9

(3)选择元件模型

单击按钮,弹出选择元件模型与尺寸单位对话框,如图3.10所示。选择“Dual in-line Package”(DIP);元件尺寸单位选择硬直单位。

图3.10

(4)设置过孔﹑焊盘直径

单击按钮,弹出设置过孔与焊盘直径对话框,如图3.11所示,这里过孔直径为25mil,焊盘直径设置为50mil。

图3.11

(5)设置焊盘间距离

单击按钮,将会弹出设置焊盘间距对话框,如图3.12所示。

图3.12

(6)元件轮廓线宽

单击按钮,将会弹出设置元件轮廓线宽对话框,如图3.13所示。

图3.13

(7)选择元件中的焊盘数目

单击按钮,将会弹出选择元件中焊盘数目对话框,如图3.14所示。这里选择40。

图3.14

(8)设置元件库名称

单击按钮,将会弹出设定PCB元件库名称对话框,如图3.15。

图3.15

(9)确认完成

单击按钮,将会弹出完成操作的对话框,如图3.16所示,

图3.16

单击按钮,确认完成所有操作,完成之后的PCB元件库模型,如图3.17所示。

图3.17

五、PCB板制作

(1)选择菜单【文件(F)】/【创建(N)】/【PCB文件(P)】命令,新建一个PCB 板。

(2)选择菜单【项目管理(C)】/compile document洗衣机.SchDoc.点击右下角的system/Message.出现如图4.1所示的对话框。

图4.1

如无提示信息,证明没有错误和警告信息。

(3)选择菜单【项目管理(C)】/compile PCB Project PCB- Project2.PrjPCB。点击右下角的system/Message.出现和上图一样的对话框。证明没有错误和警告信息。(4)选择菜单【设计(D)】/update Schematics in PCB- Project2.PrjPCB,出现如图4.2所示对话框。

图4.2

选择,选择菜单【设计(D)】/Import changes From PCB- Project2.PrjPCB,出现如图4.3所示对话框。

图4.3

出现图4.4,点击,在元件后面出现,说明无错误

图4.4

单击,如图4.5在元件后面出现,关闭窗口。

图4.5

打开PCB板界面,将元件拖到PCB面板上,如图4.6。

图4.6

选中所有的元件,按Del键删除Sheet1,将原件重新合理布置如图4.7。

图4.7

(5)选择菜单栏的快捷键,放置过孔,起到固定电路板的作用。按Tab键可以

修改过孔属性。

(6)将PCB板选到Keep-Out Layer层上,在“实用工具”菜单中选择直线,绘制界限如图4.8:

图4.8

(7)在PCB面板上右击,选择设计/规则,出现图4.9,右击width,选择新建规则,建立witnvcc和witngnd,设计尺寸如图,单击使用即可。

图4.9

(8)选择菜单【自动布线(A)】/【全部对象】,选择default 2 layer Board,制作2

层电路板如图 4.10,然后单击即可完成自动布线,如图 4.11:

图4.10

结果显示100%,说明全部布局完成,如图4.12。

图4.11

图4.12

(9)切换到Top Layer层,选择,设置属性如图,单击,如图4.13:

图4.13

绘制出覆铜界面,如图4.14。

图4.14

按同样办法在Bottom Layer覆铜,如图4.15:

图4.15

(10)切换到Top Overlay,放置字符串,选择【工具(T)】/【泪滴焊盘】,设置属性如图4.16,单击。

图4.16

(11)选择【工具(T)】/【设计规则检查】,如图4.17,

图4.17

单击,如图4.18:

图4.18

(12)选择菜单【设计】/【生成PCB库】。

(13)选择菜单【报告】/【Bill of Materials】,如图4.19,选择所需选项,生成元件清单。单击,保存到所选路径,到出的表格如图4.20。

图4.19

图4.20

(14)在原理图界面下,选择菜单【文件】/【打印预览】,右击,将页面设置为

A4,然后单击输出图片文件,即可保存图片,如图4.21:

图4.21

六、实验总结

通过本次试验,我熟悉了原理图绘制及PCB板制作的整个流程。对DXP的

操作环境基本熟悉,掌握了绘制元件及其封装的操作。本次电路的设计,是我学

会了许多。开始操作过程中总是出现各种错误,例如,划的导线太长,没找到电

器连接点等等,经过查阅资料,咨询同学,都一一解决了。

全自动洗衣机控制设计

北京工业大学 课程设计说明书 题目:全自动洗衣机控制设计 学院:电子信息与控制工程学院 专业:自动化 学号: 姓名:指导教师:张会清刘红云 成绩: 年月

目录 一.课程设计题目………………………………………——全自动洗衣机控制的设计及组态……………………二.课程设计目的………………………………………——天工组态软件调试与设计……………………………三.课程设计任务……………………………………… 四、课程设计地点及设备……………………………… 五、课程设计整体方案………………………………… 六、系统设计…………………………………………… (一)硬件接线、控制程序设计与调试……………… (二)上位机组态软件设计………………………………… (三)下位机设计与调试…………………………………… .控制要求…………………………………………… 地址表……………………………………………… 接线图……………………………………………… .程序流程图…………………………………………… .梯形图………………………………………………… .设计说明………………………………………………… .调试过程………………………………………………… 七、总结及感想…………………………………………… 八、参考资料………………………………………………

一.课程设计题目——全自动洗衣机控制的设计及组态现在,全自动洗衣机已经进入了千家万户之中,极大的方便了人们的日常生活,提高了人们的生活质量,使人们从那繁重的体力劳动中解脱出来。所谓全自动洗衣机,就是将洗衣的全过程(泡浸洗涤漂洗脱水)预先设定好个程序,洗衣时选择其中一个程序,打开水龙头和启动洗衣机开关后洗衣的全过程就会自动完成,洗衣完成时由扬声器发出响声。本文是基于三菱系列的全自动洗衣机梯形图系统的设计,设计完善的全自动洗衣机控制系统,以满足控制要求,实现洗衣自动化的控制。 二、课程设计目的: 在先修课程《现代电气控制技术》中可编程控制器部分学习与实验的基础上,通过松下系列对全自动洗衣机洗涤过程进行控制的编程设计与调试,进一步熟悉并掌握的工作原理,了解控制对象的工艺流程和技术要求, 运用所学知识进行系统设计,初步掌握控制系统设计的基本方法,培养灵活运用专业知识解决工程技术问题的能力。通过使用天工组态软件,掌握组态设计的方法及调试方面的知识。 三.课程设计任务: .用实现全自动洗衣机运行控制,完成框图及梯形图控制程序的编制,并画出硬件接线图,进行软硬件的联调,并用组态软件进行监控。 .具体动作过程要求如下: ()按下启动按扭及水位选择开关,开始进水,直到高(中、低)水位,然后关水; ()秒后开始洗涤; ()洗涤时,正转秒,停秒,然后反转秒,停秒; ()如此循环次,总共秒后开始排水,排空后脱水秒; ()开始清洗,重复()~(),清洗两遍; ()清洗完成,报警秒并自动停机; ()若按下停车按扭,可手动排水(不脱水)和手动脱水(不计数)。

电气控制电路设计规范

电气控制电路设计规范(1) 【引入】电器图以各种图形、符号和突显等形式来表示电气系统中各电器设备、装置、元器件的相互连接关系。电器图是联系电气设计、生产、维修人员的工程语言,能正确、熟练的识读电气图是从业人员必备的基本技能。 一、电气图的作用与分类 为了表达电气控制系统的设计意图,便于分析系统工作原理、安装、调试和检修控制系统,必须采用统一图形符号和文字符号。 1.电气系统图和框图 2.电气原理图 3.电器布置图 4.电器安装接线图 5.功能图 6.电气元件配置明细表 二、电气图阅读的基本方法 1.电气图阅读的基本方法 1)主电路分析 2)控制电路分析 3)辅助电路分析 4)联锁和保护环节分析 5)总体检查 2.电气图阅读 1)主电路阅读 2)阅读控制电路

三、电气控制电路设计规范 1.电气工程制图内容 电气控制系统是由若干电器元件按照一定要求连接而成,从而实现设备或装置的某种控制目的。为了便于对控制系统进行设计、分析研究、安装调试、使用维护以及技术交流,就需要将控制系统中的各电器元件及其相互连接关系用一个统一的标准来表达,这个统一的标准就是国家标准和国际标准,我国相关的国家标准已经与国际标准统一。用标准符号按照标准规定的方法表示的电气控制系统的控制关系的就称为电气控制系统图。 电气控制系统图包括电气系统图和框图、电气原理图、电气接线图和接线表三种形式。各种图都有其不同的用途和规定的表达方式,电气系统图主要用于表达系统的层次关系,系统内各子系统或功 能部件的相互关系,以及系统与外界的联系;电气原理图主要用于表达系统控制原理、参数、功能及逻辑关系,是最详细表达控制规律和参数的工程图;电气接线图主要用于表达各电器元件在设备中的具体位置分布情况,以及连接导线的走向。对于一般的机电装备而言,电气原理图是必须的,而其余两种图则根据需要绘制。绘制电气接线图则需要首先绘制电器位置图,在实际应用中电气接线图一般 与电气原理图和电器位置图一起使用。 国家标准局参照国际电工委员会(IEC)颁布的标准,制定了我国电气设备有关国家标准。有关的国家标准有GB472—1984《电气图用图形符号》、GB698—1986《电气制图》、GB509—1985《电气技术中的项目代号》和GB715—1987《电气技术中的文字符号制定通则》。 2.电气工程制图图形符号和文字符号 按照GB472—1984《电气图用图形符号》规定,电气图用图形符号是按照功能组合图的原则,由一般符号、符号要素或一般符号加限定符号组合成为特定的图形符号及方框符号等。一般符号是用 以表示一类产品和此类产品的特征的简单图形符号。 文字符号分为基本文字符号和辅助文字符号。基本文字符号又分单字母文字符号和双字母文字符号两种。单字母符号是按拉丁字母顺序将各种电气设备、装置和元器件划分为23类,每一大类电器 用一个专用单字母符号表示,如“ K”表示继电器、接触器类,“ R'表示电阻器类。当单字母符号不能满足要求而需要将大类进一步划分,以便更为详尽地表述某一种电气设备、装置和元器件时采用双字母

测控电路课程设计

测控电路课程设计 目录 目录 (1) 设计任务与要求 (3) 1 .设计内容: (3) 本小组选择的题目 (3) 红外报警系统的设计与实现 (3) 一、课设背景: (3) 二、系统设计方案 (4) 1、结构框图: (4) 2、系统原理与原理图: (4) 3、系统的功能 (4) 三、传感器选择: (5) 热释电红外传感器RE200B (5) 选择的原因: (5) 工作原理: (5) 参数 (6) 四、单元电路设计 (6) 红外线采集接收电路 (6) 红外线采集接收电路电路图 (6) 信号的放大处理电路 (7) 信号的放大处理电路电路图 (7) 信号的比较电路 (7) 信号的比较电路电路图 (7) 信号的取反电路 (8)

信号的取反电路电路图 (8) 蜂鸣器报警电路 (8) 五、元器件选择 (8) LM741 (8) LM339 (9) HD74LS00P与非门芯片 (10) 六、电路接线图 (11) 七、调试过程: (12) 八、结果(数据、图表等) (12) 光照度测量 (14) 一、课设背景 (14) 二、系统设计方案 (14) 1、结构框图 (14) 2、系统的功能 (15) 3、系统原理与原理图 (15) 三、单元电路设计 (15) 1.Led发光和光电转换电路 (15) 2.I/V转换放大输出电路以及数字表头显示电路 (16) 3.比较电路及其发光报警电路 (16) 电路接线图 (16) 调试过程: (17) 结果(数据、图表等) (17)

设计任务与要求 1.设计内容: 室内环境参数测量及安防报警电路设计 温度、湿度、照度测量与显示、报警电路设计; 破门入室、破窗入室、室内防盗、火灾,燃气泄露等报警电路设计。 2.基本要求: 用电路实现,不用软件; 用数字表头实现测量值的显示; 能够设置环境参数测量值报警上下限,并实现声、光报警; 从1和2中各选一项完成; 3.提高部分: 完成1和2中功能或其它自选功能。 本小组选择的题目 室内环境参数测量及安防报警电路设计: 我们选择的是分别是光照度测量和红外报警系统的设计与实现。 红外报警系统的设计与实现 一、课设背景: 由于改革开放的深入发展,电子电器的飞速发展.人民的生活水平有了很大提高。各种高档家电产品和贵重物品为许多家庭所拥有。然而一些不法分子也是越来越多。这点就是看到了大部分人防盗意识还不够强.造成偷盗现象屡见不鲜。因此,越来越多的居民家庭对财产安全问题十分担忧。 报警器这时正为人们解决了不少问题.但是市场上的报警器大部分都是用于一些大公司财政机构。价格高昂,一般人们难以接受。如果再设计和生产一种价廉、性能灵敏可靠的防盗报警器,必将在防盗和保证财产安全方面发挥更加有效的作用。由于红外线是不见光,有很强的隐蔽性和保密性,因此在防盗、警戒等安保装置中得到了广泛的应用,此外,在电子防盗、人体探测等领域中, 被动式热释电红外探测器也以其价格低廉、技术性能稳定等特点而受到广大用户和专业人士的欢迎。 红外报警器大多数采用国外的先进技术,其功能也非常先进。其中包括被动

测控电路电子秤课设报告

《测控电路课程设计》报告题目人体电子秤设计 院系仪器科学与光电工程 专业测控技术与仪器 班级测控1102 学号 2011010652 学生姓名丁向友 指导老师刘国忠 实验时间 2014.06-2014.07 实验成绩

目录 一、课程设计目的及意义 (3) 二、系统设计的主要任务 (3) 三、总体方案设计 (3) 四、电路设计及调试 (4) 4.1称重传感器电路 (4) 4.2信号调理电路 (5) 4.2.1放大电路 (5) 4.2.2调零电路 (7) 4.3比较电路 (7) 4.4或非电路 (9) 4.5显示模块 (10) 4.6报警系统 (10) 五、电路调节 (10) 六、实验数据分析与处理 (11) 6.1准确性 (11) 6.2稳定性 (12) 6.3关键点电压 (13) 七、总结 (14) 八、参考文献 (14)

一、课程设计目的及意义 测控电路课程设计是测控电路课程体系的一个重要组成环节,独立实践教学环节是对《测控电路》理论部分的必要补充。 课程设计内容为典型测控系统电路设计,通过课程设计,使学生完成测控系统任务分析、电路总体设计、单元电路设计以及电路调试等各个环节。掌握有关传感器接口电路、信号处理电路、放大电路、滤波电路、运算电路、显示电路以及执行部件驱动电路等内容在测控系统中的使用方法。了解有关电子器件和集成电路的工作原理。 在课程设计中,做到理论联系实际,加深对理论知识的进一步理解,提高分析问题和解决问题的能力。本课程设计以AD620、LM741、LM339为核心,进行智能人体电子秤的设计,并详述该系统硬件的设计方法。该系统集称重、显示、报警于一体,功能齐全,实用性强,充分利用了电路分析、模拟电路、测控电路、信号分析与处理、传感器等课堂上学到的知识,有机的将所学到的知识融合在一起,投入到实际运用中,便于对知识的综合掌握及运用。 二、系统设计的主要任务 任务:设计一个人体电子秤测量系统。 要求: 1)基本要求 最大称重:150KG 用3位半数字显示表头显示体重,输入电压范围0-2V, 当体重大于W1时,点亮LED1,发出声音提示; 当体重小于W2时,点亮LED2,发出声音提示。 2)提高部分 提高线性度 可以设置W1和W2; 语音提示; 自由发挥 三、总体方案设计 本系统主要由称重传感器模块、滤波放大电路模块、调零模块、报警电路模块、LCD显示模块等部分组成。人体的体重信息由称重传感器转换成电信号,并通过测量电路进行滤波放大,通过显示电路进行显示,如体重超出设定范围系统还会报警。

全自动洗衣机的控制系统的设计

全自动洗衣机控制系统的设计 1. 论文(设计)选题的目的和意义 洗衣机是人们日常生活中常见的一种家电,已经成为人们生活中不可缺少的家用电器。在工业生产中应用也十分广泛。但是传统的基于继电器的控制,已经不能满足人们对洗衣机的自动化程度的要求了。洗衣机需要更好地满足人们的需求,必须借助于自动化技术的发展。而随着单片机技术的发展,用单片机来作为控制器,就能很好地满足洗衣机对自动化的要求,并且控制方式灵活多样,控制模式可以根据不同场合的应用而有所不同。自动化技术的飞速发展使得洗衣机由初始的半自动式洗衣机发展到现在的全自动洗衣机,又正在向智能化洗衣机方向发展。 单片机又称微控制器,或称嵌入式控制器。而现在的智能家电无一例外是采用微控制器来实现的,所以家用电器是单片机应用最多的领域之一。它是家用电器实现智能化的心脏和大脑。由于家用电器体积小,故要求其控制器体积更小以便能嵌入其结构之中。而家用电器品种多,功能差异也大,所以又要求其控制器有灵活的控制功能。单片机以微小的体积和编程的灵活性而产生多种控制功能,完全可以满足家用电器的需求。 2. 国内洗衣机现状及其发展趋势 洗衣智能化 相对于传统洗衣机而言,智能洗衣机可以模仿人的感觉,包括思维和判断能力。在您投入衣物后的几秒钟之内,智能洗衣机即可自动判断出衣物的重量,并结合衣物的衣质,为您选择最适合的水位。还可以根据水位和衣物的脏污程度,决定洗涤剂的用量、洗涤时间的长短和洗涤方式。另外,智能洗衣机通过模糊控制电脑操作智能波轮与内桶,产生各种不同方向的水流,像无数只手一样,对污垢、进行分解和扭曲,从而达到洗净衣物、减少缠绕、降低磨损、节约时间和水量的功能,水流方式多样化 目前时常上洗衣机的水流方式也是多样化,如“悬浮”。悬浮即使是改变传统的喷水方向,水流是从桶的底部喷出,巨大的立体水流力量能将衣物“托起”,使

项目十七 电气控制电路设计与测绘

电气控制技术项目教程——项目17 河北承德技师学院 李凤梅

项目十七电气控制电路设计与测绘 学习目标 知识目标: 熟悉电气控制电路设计的基本原则、方法。 掌握电气控制电路的测绘方法。 技能目标: 能设计简单生产机械的电气控制电路。 能对生产设备的电气控制电路进行测绘。

任务一电气控制电路的设计原则 一、电气控制电路的设计原则 1.最大限度满足生产设备对电气控制电路的控制要求和保护要求。 2 .在满足生产工艺要求的前提下,力求电路简单、经济、 合理。 3 .保证控制的安全性和可靠性。 4 .操作和维修方便。 你知道电路设计 是根据什么原则 进行的吗?

二、电气控制电路的设计内容1.确定电力拖动方案和控制方案。 2.选择拖动电动机的结构形式、 型号和容量。 3.设计电气控制系统原理图。 4.绘制电气安装位置图、电气系统互连图。 5.设计和选择电气设备元器件,并列出电器元件明细表。 6.编写电气控制系统工作原理和使用说明书。 你知道电 路设计的 内容有哪 些吗?任务一电气控制电路的设计原则

三、电气控制电路的设计方法 常用的电气控制电路的设计方法有: 经验设计法 逻辑分析设计法(逻辑设计法) 经验设计法是根据生产工艺的要求去选择适当的基本控制环节或经过考验成熟的电路,按各部分的联锁条件组合起来并加以补充和修改,综合成满足控制要求的完整电路。 经验设计法——一般设计简单电路经常使用 逻辑分析设计法,是根据生产工艺的要求,利用逻辑代数来分析、化简、设计电路的方法。 逻辑分析设计法———一般设计较复杂电路使用一般技术人员常用经验设计法 任务一电气控制电路的设计原则

基于PLC全自动洗衣机控制电路设计

目录 一、设计课题: 全自动洗衣机控制电路设计。 二、课题内容: 全自动洗衣机运行框图及梯形图控制程序的编制,并进行硬件接线。 三、设计目的: 1.进一步掌握和巩固PLC控制的基本知识; 2.掌握PLC程序的设计及调试方法; 3. 熟练掌握PLC的硬件接线; 3.学会查阅有关专业资料及设计手册; 四、程序设计任务及要求 1.控制要求 (1)按下启动按钮及水位选择开关,开始进水直到高(中、低)水位,关水;(2)2秒后开始洗涤; (3)洗涤时,正转30秒,停2秒,然后反转30秒,停2秒; (4)如此循环5次,总共320秒后开始排水,排空后脱水30秒; (5)开始清洗,重复(1)-(4),清洗两遍; (6)清洗完成,报警3秒并自动停机;

(7)若按下停车按钮,可手动排水(不脱水)和手动脱水(不计数)。五、PLC机型 日本三凌公司的F系列PLC:FX1N系列。 六、控制全自动洗衣机的课题思路 按下电源开关,选择水位高低,当水位到达固定液位后洗衣机开始洗涤衣服。要使用P LC来实现洗衣机的全自动,它的输入设备主要有电源按钮,启动按钮,水位选择按钮(高、中、低),排水和脱水按钮等。输出设备主要有电源指示灯,水位选择按钮信号灯(高、中、低),进水、排水指示灯,洗涤电动机由控制要求,首先打开电源,用户根据衣服的多少和大小进行水位的选择,当水位达到固定液位,电动机开始正转、反转进行洗衣,第一遍洗衣 完成后自动排水、脱水开始再次洗涤,洗衣结束后蜂鸣器报警。七、全自动洗衣机控制程序流程图 全自动洗衣机控制流程图 八、全自动洗衣机I/O分配图

I/O地址分配表 九、PLC端子接线图 PLC外部接线图 十、全自动洗衣机控制梯形图 十一、程序运行功能简要分析 1.按下X1启动按钮,洗衣机开始运行; 2.如果按下X1,X2,X3其中下一个进水感应开关,选择高中低水位由行程开关X7、X10、X11控制水位高低,当水位到达开关快关闭合进入下一步骤。

测控电路课程设计

测控电路课程设计说明书 设计题目: 开关型振幅调制与解调电路的设计与调试 学院:电信学院 班级:测控122班 姓名:张小旭 学号:201206040235

目录 一:实验任务、要求及内容 (3) 二:实验过程及原理 (3) 三:分析误差原因 (11) 四:分析电路中产生的故障 (13) 五:实验总结 (13)

一:实验任务、要求及内容 1任务:利用场效应管的开关特性,实现低频信号的幅值调制与解调,以抑制噪声干扰,提高信噪比。 2要求:参考指定的资料,设计出相应的各部分电路,组装与调试该电路,试验其抗干扰性能。 3内容:(1).分析各部分电路工作原理,选择相应的参数。 (2).画出完整的电路图。 (3).分析电路实验中产生的故障。 (4).分析误差原因。 4电路参数:调制信号:正弦波频率<500HZ 幅值<0.1v 。 载波:方波频率:5——10KHZ 幅值:5——7v 占空比:50%。 调制后信号幅值>5v。 5时间安排建议:全部时间一周。其中:设计1-2天,调试2-3天,总结1天安排1天。 二:实验过程及原理 (一)元器件的可靠性检验: 1.运放的可靠性检验:先用运放搭成跟随器,输入正弦信号,用示波器检验器是否跟随;之后用运放搭成反向放大器,输入正弦信号看输出幅值与相位; 2.稳压管的匹配:将稳压二极管串联电阻构成稳压电路,接入电源,测其性能参数,选择稳压值相近的两个稳压管。

3导线的可靠性检验:把将要用到的导线全部用万用表检测其通断; (二)原理方框图: (三)方波发生电路: 原理图如下: 方波发生电路中,积分电路的电压电流关系: 001u [()]t o c Q i t dt Q C C ==+? 其中0Q 是t=0时电容器已存储的电荷,由ic=-Ii=-ui/R,得到: 001()t o i o u u t dt U RC =-+? 常量0o U 根据初始条件确定,即t=0时,o u (0)=0o U =Q0/C. 当输入为常量时,输出为: 0()i o o u u t t U RC =-+

最新测控电路李醒飞第五版第三章习题答案资料

第三章 信号调制解调电路 3-1 什么是信号调制?在测控系统中为什么要采用信号调制?什么是解调?在测控系统 中常用的调制方法有哪几种? 在精密测量中,进入测量电路的除了传感器输出的测量信号外,还往往有各种噪声。而传感器的输出信号一般又很微弱,将测量信号从含有噪声的信号中分离出来是测量电路的一项重要任务。为了便于区别信号与噪声,往往给测量信号赋以一定特征,这就是调制的主要功用。调制就是用一个信号(称为调制信号)去控制另一作为载体的信号(称为载波信号),让后者的某一特征参数按前者变化。在将测量信号调制,并将它和噪声分离,放大等处理后,还要从已经调制的信号中提取反映被测量值的测量信号,这一过程称为解调。 在信号调制中常以一个高频正弦信号作为载波信号。一个正弦信号有幅值、频率、相位三个参数,可以对这三个参数进行调制,分别称为调幅、调频和调相。也可以用脉冲信号作载波信号。可以对脉冲信号的不同特征参数作调制,最常用的是对脉冲的宽度进行调制,称为脉冲调宽。 3-2 什么是调制信号?什么是载波信号?什么是已调信号? 调制是给测量信号赋以一定特征,这个特征由作为载体的信号提供。常以一个高频正弦信号或脉冲信号作为载体,这个载体称为载波信号。用需要传输的信号去改变载波信号的某一参数,如幅值、频率、相位。这个用来改变载波信号的某一参数的信号称调制信号。在测控系统中需传输的是测量信号,通常就用测量信号作调制信号。经过调制的载波信号叫已调信号。 3-3 什么是调幅?请写出调幅信号的数学表达式,并画出它的波形。 调幅就是用调制信号x 去控制高频载波信号的幅值。常用的是线性调幅,即让调幅信号的幅值按调制信号x 线性函数变化。调幅信号s u 的一般表达式可写为: t mx U u c m s cos )(ω+= 式中 c ω──载波信号的角频率; m U ──调幅信号中载波信号的幅度; m ──调制度。 图X3-1绘出了这种调幅信号的波形。

全自动洗衣机控制系统设计

全自动洗衣机控制系统 设计 集团文件版本号:(M928-T898-M248-WU2669-I2896-DQ586-M1988)

东北大学秦皇岛分校自动化工程系自动控制系统课程设计 全自动洗衣机控制系统的设计 专业名称自动化 班级学号 学生姓名 指导教师 设计时间2011.6.27~2011.7.8 东北大学秦皇岛分校自动化工程系 《自动控制系统》课程设计任务书 专业:自动化班级: 姓名: 设计题目:全自动洗衣机控制系统的设计 一、设计实验条件 装有单片机仿真软件的电脑。 二、设计任务 全自动洗衣机控制系统的要求是能实现“正常运行”和“强制停止”两种控制方式。 1.正常运行 “正常运行”方式具体控制要求如下: (1)将水位通过水位选择开关设在合适的位置(高、中、低),按下“启动”按扭,开

始进水,达到设定的水位(高、中、低)后,停止进水; (2)进水停止 2s 后开始洗衣; (3)洗衣时,正转 20s,停 2s,然后反转 20s,停 2s; (4)如此循环共 5 次,总共 220s 后开始排水,排空后脱水 30s;(5)然后再进水,重复(1)~(4)步,如此循环共 3 次; (6)洗衣过程完成,报警 3s 并自动停机。 2.强制停止 “强制停止”方式具体控制要求如下: (1)若按下“停止”按扭,洗衣过程停止,即洗涤电机和脱水桶转、进水电磁阀和排水 电磁阀全部闭合; (2)可用手动排水开关和手动脱水开关进行手动排水和脱水。 三、设计说明书的内容 1、设计题目与设计任务(设计任务书) 2、前言(绪论)(设计的目的、意义等) 3、主体设计部分 4、参考文献 5、结束语 目录

洗衣机洗涤控制电路设计

洗衣机洗涤控制电路设计 姓名: 学号: 专业:集成电路工程 2010年11月17日

洗衣机洗涤控制电路设计 一、洗衣机洗涤控制电路的性能要求 1.强洗、标准、轻柔三种洗涤模式 强洗周期水流控制:正向电机接通5秒后,停2秒;再反向电机接通5秒,停2秒;然后又正向电机接通5秒。如此循环控制电机,直到洗涤定时结束。 标准洗周期水流控制:其过程与强洗周期水流控制相同,不同的是正向接通时间为3.5秒,停止时间为1.5秒,反向接通时间为3.5秒。 轻柔洗周期水流控制:正向接通时间为2.5秒,停止时间为1.5秒,反向接通时间为2.5秒。 2.三种洗涤定时 洗衣机洗涤定时可有三种选择:5分钟、10分钟、15分钟。 3.上电复位后的初始设定 初始设定为标准模式,定时时间为15分钟。如需修改可按模式选择按键和定时选择按键。每按一次按键转换一次,可多次进行循环选择。当某一次洗涤过程结束后,自动返回初始状态,等待下一次洗涤过程开始。 4.启/停控制 洗涤过程由启/停键控制。每按一次启/停键,状态转换一次。 5.洗涤定时精度 洗涤定时误差要求不大于0.1秒。 为简化设计洗衣机洗涤控制电路,只要求输出正向和反向的电机控制信号。 二、洗衣机洗涤控制电路的结构 根据上述对洗衣机洗涤控制电路的性能要求,可以画出如图1所示的结构框图。 该控制器由四大部分组成:主分频器、主控制器、洗涤定时器和水流控制器。

图1 洗衣机洗涤控制电路的结构框图 1.主分频器 主分频器用来产生1秒和0.1秒的时钟供主控制器使用。因DE2开发板上只有27MHz和50MHz时钟,故本设计为简单起见采用开发板自带的50MHz晶振,50000000分频后得到1HZ的时钟和5000000分频后得到10Hz的时钟。 图2 主分频器的结构 2.主控制器 主控制器的输入信号和输出信号如图1所示,分别叙述如下。 (1) 输入信号: reset:上电复位; start_stop:启/停按键输入; mode_sel:洗涤模式选择按键输入; 系统时钟输入(sysclk):50MHz主时钟; time_sel:洗涤定时选择按键输入; timer_down:定时到输入。 (2) 输出信号: s5min_out:5分钟定时控制; s10min_out:10分钟定时控制;

传感器与测控电路设计说明书

传感器与测控电路课程设计 说明书 设计题目电感式(螺管型)位移传感器的设计 学校湖南科技大学学院机电工程学院 班级 07级测控一班学号 0703030116 设计人李广 指导教师余以道杨书仪 完成日期 2010 年 6 月 22 日

目录 一、设计题目与要求 (2) 二、基本原理简述 (2) 三、设计总体方案拟定 (7) 四、传感器的结构设计 (8) 五、结构设计CAD图 (12) 六、测控电路的设计与计算 (12) 七、电路框图及电路CAD图 (14) 八、精度误差分析 (14) 九、参考文献 (16)

一、设计题目与要求 1、设计题目:电感式(螺管型)位移传感器的设计 2、设计要求: 采用差动变压器原理设计一个测量位移的传感器,并设计一测控电路对传感器的输出量进行处理,使信号能输入到A/D 转换器,进行一系列的测量与控制。 二、基本原理简述 电感式传感器是利用被测量的变化引起线圈自感或互感系数的变化,从而导致线圈电感量改变这一物理现象来实现测量的。因此根据转换原理,电感式传感器可以分为自感式和互感式两大类。 自感式电感传感器可分为变间隙型、变面积型和螺管型三种类型。 一、 螺管型自感传感器 有单线圈和差动式两种结构形式。 单线圈螺管型传感器的主要元件为一只螺管线圈和一根圆柱形铁芯。传感器工作时,因铁芯在线圈中伸入长度的变化,引起螺管线圈自感值的变化。当用恒流源激励时,则线圈的输出电压与铁芯的位移量有关。 铁芯在开始插入(x =0)或几乎离开线圈时的灵敏度,比铁芯插入线圈的1/2长度时的灵敏度小得多。这说明只有在线圈中段才有可能获得较高的灵敏度,并且有较好的线性特性。 1、工作原理 设线圈长度为l 、线圈的平均半径为r 、线圈的匝数为N 、衔铁进入线圈的长度la 、衔铁的半径为ra 、铁心的有效磁导率为μm ,则线圈的电感量L 与衔铁进入线圈的长度la 的关系可表示为 [] 2222 2)1(4a a m r l lr l N L -+=μπ

测控电路李醒飞习题答案

第三章 信号调制解调电路 3-1 什么是信号调制?在测控系统中为什么要采用信号调制?什么是解调?在测控系统中常用的调制方法有哪几种? 在精密测量中,进入测量电路的除了传感器输出的测量信号外,还往往有各种噪声。而传感器的输出信号一般又很微弱,将测量信号从含有噪声的信号中分离出来是测量电路的一项重要任务。为了便于区别信号与噪声,往往给测量信号赋以一定特征,这就是调制的主要功用。调制就是用一个信号(称为调制信号)去控制另一作为载体的信号(称为载波信号),让后者的某一特征参数按前者变化。在将测量信号调制,并将它和噪声分离,放大等处理后,还要从已经调制的信号中提取反映被测量值的测量信号,这一过程称为解调。 在信号调制中常以一个高频正弦信号作为载波信号。一个正弦信号有幅值、频率、相位三个参数,可以对这三个参数进行调制,分别称为调幅、调频和调相。也可以用脉冲信号作载波信号。可以对脉冲信号的不同特征参数作调制,最常用的是对脉冲的宽度进行调制,称为脉冲调宽。 3-2 什么是调制信号?什么是载波信号?什么是已调信号? 调制是给测量信号赋以一定特征,这个特征由作为载体的信号提供。常以一个高频正弦信号或脉冲信号作为载体,这个载体称为载波信号。用需要传输的信号去改变载波信号的某一参数,如幅值、频率、相位。这个用来改变载波信号的某一参数的信号称调制信号。在测控系统中需传输的是测量信号,通常就用测量信号作调制信号。经过调制的载波信号叫已调信号。 3-3 什么是调幅?请写出调幅信号的数学表达式,并画出它的波形。 调幅就是用调制信号x 去控制高频载波信号的幅值。常用的是线性调幅,即让调幅信号的幅值按调制信号x 线性函数变化。调幅信号s u 的一般表达式可写为: t mx U u c m s cos )(ω+= 式中 c ω──载波信号的角频率; m U ──调幅信号中载波信号的幅度; m ──调制度。 图X3-1绘出了这种调幅信号的波形。

全自动洗衣机控制系统设计

分数: 华南理工大学广州学院 课程设计任务书 题目:全自动洗衣机的PLC控制系统设计 课程:PLC技能培训课程设计 专业:自动化 班级: 姓名: 学号:

第一部分任务书

《PLC技能培训》课程设计任务书 一、课程设计目的 编程序控制器(PLC)于20世纪60年代在美国诞生,在我国的发展与应用已有30多年的历史,现在它已经广泛应用于国民经济的各个工业生产领域,成为提高工业装备电气自动化水平的重要设备和强大支柱。因此,PLC技术已成为电气自动化专业技能型人才必不可少的重要技能,《PLC技能培训》课程是《电气设备与PLC》课程实践教学环节,通过实践,可以帮助学生加深对理论知识消化吸收,提高PLC编程技能。 该课程设计的主要目的是通过运用三菱FX3U 系列PLC设计一控制系统,掌握PLC控制系统设计原则、方法、过程和具体设计步骤。通过设计还有助于复习、巩固以往所学的知识,达到灵活应用的目的。电气设计必须满足生产设备和生产工艺的要求,因此,设计之前必须了解设备及控制系统的用途、结构、操作要求和工艺过程,在此过程中培养从事设计工作的整体观念。 课程设计应强调能力培养为主,在独立完成设计任务的同时,还要注意其他几方面能力的培养与提高,如独立工作能力与创造力;综合运用专业及基础知识的能力,解决实际工程技术问题的能力;查阅图书资料、产品手册和各种工具书的能力;工程绘图的能力;书写技术报告和编制技术资料的能力。 二、PLC应用系统设计的内容和步骤 1.设计原则 (1)系统应最大限度地满足被控设备或生产过程的控制要求。 (2)在满足控制要求的前提下,应力求使系统简单、经济,操作方便。 (3)保证控制系统工作安全可靠。 (4)考虑到生产发展和生产工艺改进,在确定PLC容量时,应适当留有裕量,使系统有扩展余地。 2.设计内容 )拟定控制系统设计的技术条件。1(. (2)确定电气传动控制方案和电动机、电磁阀等执行机构。 (3)选择PLC的型号。 (4)编制PLC输入、输出端子分配表。 (5)绘制输入、输出端子接线图。 (6)根据系统控制要求,用相应的编程语言(常用梯形图)设计程序。 (7)设计操作台、电气柜及非标准电气元件。 (8)编写设计说明书和使用操作说明书。 3.设计主要步骤 (1)分析被控对象的控制要求,确定控制任务. (2)选择和确定用户I/O设备. (3)选择PLC的型号.

数电课程设计报告 洗衣机控制电路

一.设计总体思路,基本原理和框图 1.设计总体思路 课程设计要求实现电机的正传、反转、暂停,用两个LED灯的三种状态来表示,当显示时间前20秒正传、暂停10秒、反转20秒、再暂停10秒,如此一来,周期恰好是60秒,正好一个60秒减计数器可以构成一个循环结构。循环的总时间可以用一个外围100进制减计数器解决,并用两个数码管显示时间。这样一个电路的主体电路就构造出来了,然后一步步实现其具体的功能。用一个74LS74触发器控制整个电路的停止和清零以及连接蜂鸣器计构成报警模块。信号发生器仿真时就直接用方波信号代替,安装电路的时候就直接用脉冲信号。设置两个开关以控制电路的启动和随时停止。现在大体上就这样计划,下面说说基本原理。 2.基本原理 首先,从秒脉冲出来的信号,经过一个控制电路后进入秒计数器进行秒计数,进行清零,这时用户置入洗涤时间,并按开始按钮,洗衣机开始工作。当秒计数器变为零的时候,去分钟计数器上面借数;与此同时,从十秒位转化出来的信号进入移位寄存器后,LED灯表示出电机运转状态;当用户设定的洗涤时间结束后,电路报警并清零;同时电机指示灯熄灭。 3.系统设计框图

二.仿真设计: (一).单元电路的设计 1.分、秒计数器模块 一百进制分计数器和六十秒计数器的原理是一样的,不同的只是它们的输入脉冲和进制不同而已,我们用四片74LS192来实现分计数和秒计数功能,我们要的只是减计数,所以我们把它的UP端接到高电平上去,DOWN端接到秒脉冲上;十分秒位上的输入端B、C端接到高电平上,即从输入端置入0110(十进制的6),秒十位的LD端和借位端BO联在一起,再把秒位的BO端和十秒位的DOWN 联在一起。当秒脉冲从秒位的DOWN端输入的时候秒计数的192开始从9减到0;这时,它的借位端BO 会发出一个低电平到秒十位的输入端DOWN,秒十位的计数从6变到5,一直到变为0;当高低位全为零的时候,秒十位的BO发出一个低电平信号,DOWN为零时,置数端LD等于零,秒十位完成并行置数,下一个DOWN脉冲来到时,计数器进入下一个循环减计数工作中。 对于分计数来说,道理也是一样的;只是要求,当秒计数完成了,分可以自动减少,需要把秒十位的借位端BO端接到分计数的DOWN端作为分计数的输入信号来实现秒从分计数上的借位。当然,这些计数器工作,其中的清零端CR 要处于低电平,置数端不置数时要处于高电平。这是一个独立工作的最高可以显示101分钟的计时器。把四个192的QA/QB/QC/QD都接到外部的显示电路上就可以看到时间的显示了。作为洗衣机控制器的一个模块,它还得有一定的接口来和其他的模块连接在一起协调工作,分计数的清零端LD是接在一起的;秒的清零端LD又是接在一起的,所以当要从外部把它们强制清零时,可以用一个三极管(NPN)或者两个或门就可以实现该功能。还有我们可以利用分计数的UP 端来进行外部置数,当把它们各接到一个低触发(平时保持高电平,外部给一个力就输入一个低电平)的脉冲上就可以实现从0-9的数字输入。

全自动洗衣机控制系统设计

分数:华南理工大学广州学院 课程设计任务书 题目:全自动洗衣机的PLC控制系统设计 课程:PLC技能培训课程设计 专业:自动化 班级: 姓名: 学号:

第一部分 任 务 书

《PLC技能培训》课程设计任务书 一、课程设计目的 编程序控制器(PLC)于20世纪60年代在美国诞生,在我国的发展与应用已有30多年的历史,现在它已经广泛应用于国民经济的各个工业生产领域,成为提高工业装备电气自动化水平的重要设备和强大支柱。因此,PLC技术已成为电气自动化专业技能型人才必不可少的重要技能,《PLC技能培训》课程是《电气设备与PLC》课程实践教学环节,通过实践,可以帮助学生加深对理论知识消化吸收,提高PLC编程技能。 该课程设计的主要目的是通过运用三菱FX3U 系列PLC设计一控制系统,掌握PLC 控制系统设计原则、方法、过程和具体设计步骤。通过设计还有助于复习、巩固以往所学的知识,达到灵活应用的目的。电气设计必须满足生产设备和生产工艺的要求,因此,设计之前必须了解设备及控制系统的用途、结构、操作要求和工艺过程,在此过程中培养从事设计工作的整体观念。 课程设计应强调能力培养为主,在独立完成设计任务的同时,还要注意其他几方面能力的培养与提高,如独立工作能力与创造力;综合运用专业及基础知识的能力,解决实际工程技术问题的能力;查阅图书资料、产品手册和各种工具书的能力;工程绘图的能力;书写技术报告和编制技术资料的能力。 二、PLC应用系统设计的内容和步骤 1.设计原则 (1)系统应最大限度地满足被控设备或生产过程的控制要求。 (2)在满足控制要求的前提下,应力求使系统简单、经济,操作方便。 (3)保证控制系统工作安全可靠。 (4)考虑到生产发展和生产工艺改进,在确定PLC容量时,应适当留有裕量,使系统有扩展余地。 2.设计内容 (1)拟定控制系统设计的技术条件。

全自动洗衣机控制电路

全自动洗衣机控制电路 摘要自19世纪中叶,美国人史密斯研制出世界上首台洗衣机至今,洗衣机的发展已经历了一个多世纪。1910年世界上第一台电动洗衣机问世,标志着人类家务劳动自动化的开始。在数字技术风行的今天,大多数的家用电器实现了数字化控制。1922年世界上第一台搅拌式洗衣机在美国诞生。1937年世界上第一台全自动滚筒式洗衣机投放市场。1957年三洋公司推出世界上第一台涡流式波轮洗衣机。从此,确立了搅拌式、滚筒式和波轮式三种工作方式洗衣机三足鼎立天下的局面。 关键词全自动洗衣机定时器 1 引言洗衣机是一种在家庭中不可缺少的家用电器,发展非常快,全自动式洗衣机因使用方便得到大家的青睐,全自动即进水、洗涤、漂洗、甩干等一系列过程自动完成。它的发明和应用使人们的洗衣工作变得省时又省力,很好地缓解了人们在家务劳动方面的压力。而在家电市场竞争日益激烈和利润下降的今天,各大家电生产厂商均致力于开发出能满足用户各种要求的智能家电产品,并努力降低生产成本以增强竞争力。 2 方案设计 洗衣机的主要控制电路是一个定时器,它按照一定制洗涤程序控制电动机 作正向和反向转动.定时器可以采用机械式,也可采用电子式.这里采用电 子定时器来控制洗衣机的运转(图A)。

图A 定时器来控制洗衣机的运转 2.1 设电动机用k 1和k 2两个继电器控制,继电器驱动电路如下图B 所示。洗涤定时间在0~10min 内由用户任意设定。 2.2 用两位数码管显示洗涤的预置时间,按倒计时方式对洗涤过程作计时显示,直至时间到而停机。 如果定时时间到,则停机并发出音响信号。 2.3 当定时时间到达终点时,一方面使电动机停转,同时发出音响信号提醒用户注意。 2.4 洗涤过程在送入预置时间后开始运转。 图B 洗衣机电动机驱动电路 3 总体方案与工作原理 3.1 本定时器实际上包含两级定时的概念,一是总洗涤过程的定时,二是在总洗涤过程中又包含电机的正转、反转和暂停三种定时,并且这三种定时是反复循环直至所设定的总定时时间到为止;依据上述要求,可画出总定时T 和电动机驱动信号Z1、Z2的工作波形如下图C 所示。 正转(10S) 暂停(10S) 反转(10S) 暂停(10S) 停止 定时未到 定时启动 定时到 Z 111Z 2 R b1 R b2 VT 1 3DG12 VT 2 3DG12 VD 1 VD 2 K 2 ~220 K 1 正转 反转

测控电路设计

第一章设计题目及要求 1.1 课程设计题目 利用气体传感器设计一个烟雾报警器,要求有检测、报警输出。 1.2 课程设计要求 (1)、在一定空间范围内,如果出现超过设定浓度的烟雾时,烟雾报警器就会产生声光报警,而且可以人为取消报警。 (2)、工作在常温、常压、静态、环境良好;精度:0.1%FS;分辨率:按参考文献上常用传感器类比;测量范围:按参考文献上常用传感器类比;

第二章方案设计 根据课程设计的要求,确定本设计的方案,主要是利用气体传感器作为转换电路的核心,然后将传感器转换出来的电信号输入到单片机中进行相应的处理。 2.1基本原理的概述 本设计的基本原理是利用气体传感器将对烟雾浓度的变化转变为电压的变化,并利用电压比较器比较之后输出控制信号,电压比较器输出的电压有高电平和低电平,而单片机的输入端一般为低电平作为信号,所以可以将有烟雾时的电压比较器的输出调整为低电平输出,而单片机在接受到低电平之后,进行相应的报警操作。 2.2总体设计方案的确定 根据设计方案的基本原理可知,烟雾报警系统主要分为三个部分:气体传感器、电压比较器、单片机。 在正常状态下,没有烟雾时气敏元件的电阻值较大,输出电压较小,此时的输出电压比参考电压小,由电压比较器输出的为高电平,无法引起单片机的动作。而当有烟雾时,MQ-2气敏传感器输出的电压值较高,在一定程度时将超过参考电压的电压值,此时由电压比较器输出的电压为低电平,引起单片机的动作。总体设计方案如图2.1所示,下面的设计主要就遵循基本原理方框图来进行设计。 图2.1 烟雾传感器基本原理方框图

第三章系统电路的设计 本章节中主要讨论的是传感器的选择及其特性,测控电路的设计及其计算以及整体测控系统的电路设计与计算,以下就各个部分进行详细的。 3.1传感器的选择及其特性 根据被测量的性质选择需要的传感器,由于在这里需要测量的量是烟雾的浓度,所以选择烟雾传感器,烟雾传感器有许多种类:半导体气敏、离子式传感器等等,本设计选用的是半导体气敏传感器。 3.1.1 半导体气敏传感器的性质 根据课程设计的要求可知,本设计是针对烟雾传感器的报警系统,则所应用到的传感器应是对气体具有作用的传感器,这里选用半导体气敏传感器。利用半导体吸附气体后引起其性质变化特性而制成的器件称为气体传感器,半导体气体传感器的敏感部分是金属氧化物半导体微结晶粒子烧结体,当它的表面吸附有被检测气体时,半导体微结晶粒子烧结体接触界面的导电粒子比例将发生变化,继而使气敏元件的电阻值随被测气体浓度的变化而变化,本设计采用的是MQ-2气敏元件,气敏元件的电阻值随被测气体浓度的升高而降低。 3.1.2 MQ-2烟雾传感器原理 MQ-2烟雾传感器是利用气敏元件构成电路将烟雾浓度的变化转变为电信号的变化,主要利用气敏元件阻值随气体浓度变化的性质。 (1)气敏元件的原理MQ-2是一种体电阻控制型的气敏器件,其阻值随被测气体的浓度而变化。气敏元件又是一种“气—电”传感器件,它将被测气体的浓度信号转变为相应的电信号。 MQ-2气体传感器工作时必须经过加热这个程序,其目的是加速气体的吸附、跳出过程的作用;烧去气敏元件的油垢和污物,能起到清洁作用,控制不同的加热温度,能对不同的气体有不同的选择作用。 如图3.1所示,在气体传感器加热到稳定的状态时,被测气体接触到元件的表面而被吸附,此时气敏元件的电阻率会按一定的规律进行变化。当气敏传感器通电以后,气敏元件的电阻会急剧下降(指在清洁的空气中,无被测气体时),过一段时间之后有逐步上升到一个稳定的值,这一段时间一般为2-10分钟,称这一段时间为“初始稳定状态”。 气敏元件达到初始稳定状态以后,才能用于气体检测和烟雾报警,检测开始到电阻值稳定的时间与气敏元件的材料和结构有关,一般为10-30秒。当测试完毕以后,气敏元件置于普通大气之中,其阻值会逐渐恢复到检测之前的状态。半导体气敏元件是以被测气体和半导体表面或基面之间的可逆反应为基础,所以可以反复使用,这样就利于传感器的多次使用。

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