环境模拟箱控氧技术研究

论文摘要

本文对环境模拟箱的氧气含量控制技术进行了研究,研制了一种密闭的环境模拟箱内氧气含量的智能数据采集和模拟系统。通过单片机控制,该系统不仅可以模拟氧气含量的设定值,还可以采集周围环境中动态的氧气含量数据并将该数据在密闭环境模拟箱内再现出来。为了验证系统控制氧气含量的可靠性,制作了简易的可控制温度和湿度环境模拟箱(系统),经试验验证该系统在不同的温、湿度等环境条件下均可对氧气含量进行连续的自动检测和自动调节控制,系统运行稳定可靠。重点阐述了氧气含量单片机控制系统的设计过程及抗干扰措施。系统硬件和软件采用模块化设计思想,系统采集标准值和模拟标准值两种功能的实现采用同一套传感器及放大电路,避免了复杂的上位机、下位机系统。调研了大量不同种类的氧传感器后选用了性价比较高的氧传感器及放大模块,响应时间短,寿命长,适宜完成连续的自动检测要求。硬件系统选用多种新型芯片,不仅简化了电路,方便了操作,而且降低了成本,提高了系统可靠性。软件系统设计了数字滤波程序、防误操作按键程序和拨码盘复用程序,使系统准确性、可靠性得以进一步提高。本文最后对系统硬、软件抗干扰的具体实现方法作了总结。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 环境模拟技术概述
• 1.2 国内外环境模拟设备发展状况
• 1.2.1 国外环境模拟设备的发展状况
• 1.2.2 国内环境模拟设备的发展现状及趋势
• 1.3 选题依据
• 1.4 研究内容
• 2 智能环境模拟箱控氧方案设计
• 2.1 主要指标和要求
• 2.2 环境模拟箱的结构及系统的控氧方案
• 2.2.1 环境模拟箱体结构简介
• 2.2.2 系统控氧方案
• 2.3 系统可实现功能
• 3 氧气含量单片机控制系统的硬件设计
• 3.1 单片机系统
• 3.1.1 硬件系统原理图
• 3.1.2 单片机的选取
• 3.1.3 AT89C52单片机主要特性
• 3.2 信号输入电路
• 3.2.1 氧传感器的选择
• 3.2.2 A/D转换器的参数设计和选择
• 3.2.3 氧传感器信号输入电路
• 3.3 数据存储器扩展电路
• 3.3.1 数据存储器的选择
• 3.3.2 数据存储器与单片机的接口电路
• 3.4 系统功能按键及参数设定部分
• 3.4.1 独立式按键接口原理
• 3.4.2 BCD拨码盘原理
• 3.4.3 I/O口的扩展
• 3.4.4 按键、拨码盘与单片机接口电路
• 3.5 显示电路
• 3.5.1 显示芯片的选取
• 3.5.2 MAX7219显示芯片的特性
• 3.5.3 系统显示电路
• 3.6 控制输出部分
• 3.7 其它电路
• 3.7.1 时钟电路
• 3.7.2 复位电路
• 4 氧气含量单片机控制系统的软件设计
• 4.1 主程序和中断服务程序
• 4.1.1 系统初始化模块
• 4.1.2 定时中断程序
• 4.2 数据采集及处理程序
• 4.2.1 A/D转换程序
• 4.2.2 数字滤波的优点及程序
• 4.2.3 标度变换的作用及程序
• 4.2.4 显示程序
• 4.2.5 控制输出程序
• 4.3 采集标准值及数据清除程序
• 4.3.1 采集标准值数据程序流程图
• 4.3.2 数据清除程序
• 4.4 模拟设定值和标准值程序
• 4.4.1 模拟设定值程序
• 4.4.2 模拟标准值程序
• 4.5 拨码盘程序
• 4.6 其它码制转换程序
• 5 单片机系统抗干扰设计
• 5.1 干扰的渠道及后果
• 5.1.1 供电系统干扰
• 5.1.2 过程通道干扰
• 5.1.3 空间干扰
• 5.2 硬件抗干扰措施
• 5.3 软件抗干扰措施
• 6 系统调试与实验测试
• 6.1 系统调试
• 6.2 系统综合测试
• 7 结论与建议
• 7.1 结论
• 7.2 建议
• 致谢
• 参考文献