检测数据处理课程设计实验报告.docx
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检测数据处理课程设计实验报告
山东大学威海分校—
检测数据处理
课程设计实验报告
学院：
机电与信息工程学院
专业：
测控技术与仪器
目录
一、课题一：
光检测及处理
（一）、课题设计内容和要求…………………………….2
（二）、设计过程………………………………………….2
（三）、检测电路设计…………………………………….2
（四）、程序流程图及程序清单………………………….3
（五）、功能及总结……………………………………….5
二、课题二：
温控风扇
（一）、课题设计内容和要求…………………………….6
（二）、设计过程………………………………………….6
（三）、检测电路设计…………………………………….6
（四）、控制电路设计…………………………………….7
（五）、程序流程图及程序清单………………………….7
（六）、功能及总结……………………………………….12
三、附录……………………………………………13
一、课题一：
光检测及处理
（一）、课题设计内容和要求
设计内容：
用光敏二极管测量外界光强度，通过A/D转换过程输入单片机中，并通过单片机编程进行数据处理，把数据结果通过数码管显示。
主要要求：
掌握模拟电路设计以及A/D单片机显示控制编程，对检测到的数据进行简单处理。
（二）、设计过程
在外电路方面，使用运算放大器组成同相反馈放大电路，通过负极的电阻接法，得到两倍放大电压，通过TLC549将电压输入单片机中保存处理。
在显示方面使用三位数码管动态显示，使得到的电压值进行运算后分为三位保存起来。
（三）、检测电路设计
其中RT是光敏二极管，经过我测量在在黑暗和自然光的下的电阻范围为80k~400kΩ。
在此电路中需要注意的是Rf和R2的阻值需要相同，而R1的阻值需要是RT阻值的1~3倍，这样构成了同相电压反馈放大电路。
如下图所示：
这是输出电压随着光敏二极管阻值变化而形成的DC输出特征曲线。
下面的为光敏二极管两端电压，上面为发达后的输出电压。
输出范围电压大约为：
1.5V~3.5V。
（四）、程序流程图及程序清单
1、程序流程图
2、程序清单
DBUF0DATA40H
DBUF1DATA41H
DBUF2DATA42H
DBUF3DATA43H
DBUF4DATA44H
CLOCKBITP2^1
DOUTBITP2^2
CSBITP1^5
ORG0000H
LJMPMAIN
TAB:
DB0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,099H
DB092H,082H,0F8H,80H,090H
DB088H,083H,0c6H,0a1H,86H,8eH,0bfH,89H,8cH
MAIN:
MOVSP,#60H
MOVDBUF0,#0C2H
SETBP1.0
SETBP1.1
SETBP2.3
JMPUP:
LCALLTEM
LCALLDISPLAY
LCALLAA1
AJMPJMPUP
TEM:
SETBCS
CLRCLOCK
MOVR0,#00H
AD:
CLRCS
NOP
NXT:
SETBCLOCK
MOVC,DOUT
RLCA
CLRCLOCK
INCR0
CJNER0,#8,NXT
SETBCS
SETBCLOCK
MOVDBUF0,A
ACALLAA1
ACALLAA1
LCALLDPUT
RET
DISPLAY:
PUSHACC
;PUSHDPH
;PUSHDPL
SETBP2.3
SETBP1.0
MOVR1,DBUF1
MOVA,R1
ACALLDISP
MOVP0,A
CLRP1.0
LCALLAA1
SETBP1.0
MOVR1,DBUF2
MOVA,R1
ACALLDISP
MOVA,R6
MOVP0,A
CLRP1.1
LCALLAA1
SETBP1.1
MOVR1,DBUF3
MOVA,R1
CLRP2.3
ACALLDISP
MOVA,R6
ANLA,#7FH
MOVP0,A
LCALLAA1
;POPDPL
;POPDPH*/
POPACC
RET
DISP:
MOVDPTR,#TAB
MOVCA,@A+DPTR
MOVR6,A
RET
DPUT:
MOVDBUF4,DBUF0
;MOVB,#02
MOVA,DBUF0
MOVB,#100
DIVAB
MOVDBUF1,A
MOVA,B
MOVB,#10
DIVAB
MOVDBUF2,A
MOVDBUF3,B
RET
AA1:
MOVR4,#090H
DD2:
MOVR5,#12H
DD1:
NOP
NOP
DJNZR5,DD1
DJNZR4,DD2
RET
End
（五）、功能及总结
我的光检测及处理设计可以实现检测环境光强度，并通过电路输入单片机并进行数据处理，数码管显示的为自己标定的光强度值，示数与光强度值成正比。
完成了课程设计的要求，检测环境光强度并对其进行显示。
在最初设计程序的时候由于对单片机原理图分析的错误，导致数码管显示程序出错，不能正确读出光强值。
后来经过仔细寻找，最终找到了错误所在。
程序也曾经过反复的调试，最终确定显示的延迟时间，是显示示数比较稳定。
二、课题二：
温控风扇
（一）、课题设计内容和要求
设计内容：
本课题设计是利用热敏电阻感应热度，通过AD转换输入单片机后经过DA转换输出，而控制外接直流风扇的转速。
主要要求：
掌握模拟电路输入输出设计以及A/D、D/A单片机控制显示编程，对检测到的数据进行简单处理。
（二）、设计过程
同样使用运放将电阻的变化转换成电压的变化，经过A/D转换保存进单片机，在实验之前对传感器进行标定，运算之后保存进显示缓冲区，再将该值与之前设定的温度档位进行比较，得到的结果转换成选择的档位，给D/A输出固定的电压值，该电压值对三极管进行开关操作，从而电风扇会执行相应开启与关断的操作。
（三）、检测电路设计
其中R1为热敏电阻，此温度检测电路与光检测电路设计思想和方法都是相同的。
（四）、控制电路设计
由S9013组成的电压跟随电流放大电路，通过控制U1电压使，三极管在工作的过程中处于导通或截止状态。
由于单片机带负载能力差，因此利用S9013的电流放大作用驱动R2直流电机，其中R2的额定电压为5V，额定电流为0.2A。
经过测量当R2两端的电压值为2.5V时可以开始启动工作。
通过电机两端的电压值的改变控制风扇的转速。
通过对输入电压的调节来控制小风扇两端的电压，来达到设计的要求，温度控制风扇转速。
（五）、程序流程图及程序清单
1、程序流程图
2、程序清单
DBUF0DATA40H
DBUF1DATA41H
DBUF2DATA42H
DBUF3DATA43H
DBUF4DATA44H
DBUF5DATA45H
PWM1DATA48H
PWMCDATA49H
CLOCKBITP2^1
DOUTBITP2^2
CSBITP1^5
DADINBITP2^4
DSLCKBITP2^5
DCSBITP1^7
ORG0000H
LJMPMAIN
TAB:
DB0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,099H
DB092H,082H,0F8H,80H,090H
DB088H,083H,0c6H,0a1H,86H,8eH,0bfH,89H,8cH
MAIN:
MOVSP,#60H
MOVDBUF0,#0C2H
SETBP1.0
SETBP1.1
SETBP2.3
SETBP3.6
CLRC
JMPUP:
LCALLTEM
LCALLDISPLAY
LCALLAA1
LCALLCOMP
LCALLDACP
GOON:
AJMPJMPUP
TEM:
SETBCS
CLRCLOCK
MOVR0,#00H
AD:
CLRCS
NOP
NXT:
SETBCLOCK
MOVC,DOUT
RLCA
CLRCLOCK
INCR0
CJNER0,#8,NXT
SETBCS
SETBCLOCK
MOVDBUF0,A
ACALLAA1
ACALLAA1
LCALLDPUT
RET
DISPLAY:
PUSHACC
SETBP2.3
SETBP1.0
MOVR1,DBUF1
MOVA,R1
ACALLDISP
MOVP0,A
CLRP1.0
LCALLAA1
SETBP1.0
MOVR1,DBUF2
MOVA,R1
ACALLDISP
MOVA,R6
MOVP0,A
CLRP1.1
LCALLAA1
SETBP1.1
MOVR1,DBUF3
MOVA,R1
CLRP2.3
ACALLDISP
MOVA,R6
ANLA,#7FH
MOVP0,A
LCALLAA1
POPACC
RET
DISP:
MOVDPTR,#TAB
MOVCA,@A+DPTR
MOVR6,A
RET
DPUT:
MOVDBUF4,DBUF0
LCALLTRAN
MOVA,DBUF0
MOVDBUF5,A
MOVB,#100
DIVAB
MOVDBUF1,A
;MOVDBUF5,B
MOVA,B
MOVB,#10
DIVAB
MOVDBUF2,A
MOVDBUF3,B
RET
DACP:
PUSHACC
CLRP2.5
CLRP2.4
SETBP1.7
NOP
CLRP1.7
MOVR3,#08H
ACALLDAC2
MOVA,#00H
MOVR3,#04H
ACALLDAC2
SETBP1.7
;POPDPL
;POPDPH
POPACC
RET
DAC2:
MOVA,DBUF0
DAC3:
RLCA
MOVP2.4,C
NOP
SETBP2.5
NOP
CLRP2.5
DJNZR3,DAC3
RET
TRAN:
CLRC
MOVA,#218
SUBBA,DBUF4
MOVDBUF0,A
RET
AA1:
MOVR4,#090H
DD2:
MOVR5,#12H
DD1:
NOP
NOP
DJNZR5,DD1
DJNZR4,DD2
RET
COMP:
CLRC
MOVA,DBUF5
SUBBA,#40
JCCOMP1
MOVA,#0FFH
MOVDBUF0,A
JMPBACK
COMP1:
MOVA,DBUF5
SUBBA,#30
JCCOMP2
MOVA,#96H
MOVDBUF0,A
JMPBACK
COMP2:
MOVA,#00H
MOVDBUF0,A
BACK:
RET
end
（六）、功能及总结
功能：
在输入电压放大电路中可以采集温度值，在温度值变化时热敏电阻的阻值改变，继而输出电压改变，输入单片机后进行数据处理，在数码管显示的为自己标定的检测到的温度值，通过输出的电压跟随电路控制直流小风扇的转速。
经过单片机对采集的温度值进行处理，一共把温度划分为4个范围（30℃以下、30~40℃、40~50℃、50℃以上）。
在这四个温度范围中风扇的转速自动随着温度的升高而加快，继而完成了课程设计的要求，温度控制风扇转速。
总结：
1、在从单片机输出时，用了P3口，其输出电流过小，经过三极管放大后还是不能带动起小电扇。
通过查资料，得知单片机高电平的带负载能力几乎为零，需要在外部加接驱动电路，这次试验使用了5615芯片，因此不需要如反向器之类的驱动芯片。
2、为了能使发射极电流增大，曾经把VCC与基极相连，使三极管工作在放大内，由于此时三极管负载大，产热量大，烧坏电路中的三极管。
这些经验在我以后的设计中会有很大的帮助，“产生错误，找到错误，改正错误”正是这种实践探索的精神不断的促进我们逐渐成熟起来。
三、附录
（一）、单片机电路原理图
1、AD与单片机接口配置：
2、DA与单片机接口配置：
3、数码管
4、单片机接口图
（二）、主要器件说明
1、EKPS021C3：
（1）.极限参数：
工作电压：
0to10V；反向击穿电压：
30V；工作温度：
-25to90℃；
储存温度：
-30to100℃
（2）.光电特性
感光光谱：
480—1050nm；饱和压降：
0.3V；上升时间:
3.2μS
2、来自勤加缘网LM358：
LM358里面包括有两个高增益、独立的、内部频率补偿的双运放，适用于电压范围很宽的单电源，而且也适用于双电源工作方式，它的应用范围包括传感放大器、直流增益模块和其他所有可用单电源供电的使用运放的地方使用。
LM358的特点:
.电源电压范围宽：
单电源（3—30V）；
.双电源（±1.5一±15V）
.低功耗电流，适合于电池供电
.输出电压摆幅大（0至Vcc-1.5V）
3、NTC：
NTC是NegativeTemperatureCoefficient的缩写，意思是负的温度系数，泛指负温度系数很大的半导体材料或元器件，所谓NTC热敏电阻器就是负温度系数热敏电阻器。
NTC热敏电阻器在室温下的变化范围在100~1000000欧姆，温度系数-2%~-6.5%。
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