基于单片机的曲柄压力机测控显示系统的设计和仿真研究

论文摘要

单片微型计算机是随着超大规模集成电路技术的发展而诞生的,由于它具有体积小、功耗低、控制功能强、扩展灵活、微型化和使用方便等优点,以形式多样的控制系统和数据采集系统,广泛应用于工业检测和控制中。本文从当前压力机的现状出发,设计一种基于AT89C51单片机的编程控制系统,该系统集工作压力采集显示、过载报警并处理,温度控制点检测显示、过热报警以及加工产品产量统计值实时显示于一体。文章对压力传感器的采集系统、信号的放大、多点温度测量、LCD显示电路以及与单片机的接口等技术进行了分析和研究,并用仿真软件PROTEUS,对测控显示系统进行整体调试,实现了预定功能。该系统可广泛应用于各种种类、各种型号的压力机,对其他机械产品的检测、控制、显示等,也有一定的借鉴作用。这可以改变目前离散控制的现状,适应当今机床的发展朝数控化、自动化、集成化方向发展的需要。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 自动检测系统
• 1.2 研究背景及意义
• 1.3 曲柄压力机控制系统的现状及发展趋势
• 1.4 研究内容及论文结构
• 第二章 压力机测控显示系统所涉及到的关键技术
• 2.1 涉及的关键技术概述
• 2.2 传感器的选择及传感器技术
• 2.2.1 力传感器的选择
• 2.2.2 压阻式传感器
• 2.2.3 温度传感器的选择
• 2.2.4 数字温度传感器DS18B20
• 2.3 传感器信号的预处理和信号放大电路
• 2.3.1 预处理电路
• 2.3.2 测量放大电路
• 2.4 传感器与单片机的接口技术
• 2.4.1 力传感器与单片机的接口技术
• 2.4.2 数字温度传感器DS18B20与单片机的接口技术
• 2.4.3 温度传感器DS18B20通信协议和时序图
• 2.5 单片机的选型及其技术
• 2.5.1 AT89C51型单片机特点
• 2.5.2 单片机的中断和定时
• 2.6 显示模块的选型和字符型显示器技术
• 2.6.1 LCD1602字符型显示器特点
• 2.6.2 液晶显示器各种图形的显示原理
• 2.6.3 LCD1602的基本参数及引脚功能
• 2.6.4 LCD1602的指令说明
• 2.6.5 单片机对LCD模块的4种基本操作
• 2.7 测控显示系统的其他关键技术
• 2.7.1 合理选用传感器
• 2.7.2 传感器的标定
• 2.7.3 抗干扰技术
• 第三章 方案的设计
• 3.1 测控显示系统功能和目标
• 3.2 总体方案
• 3.3 硬件设计
• 3.3.1 压力传感器模块
• 3.3.2 压力信号的预处理和放大模块
• 3.3.3 A/D转换模块
• 3.3.4 温度传感器模块
• 3.3.5 单片机模块
• 3.3.6 显示模块
• 3.3.7 产品产量统计模块
• 3.3.8 抗干扰设计
• 3.4 软件设计
• 3.4.1 系统的软件设计思路
• 3.4.2 模块LCD1602显示程序设计
• 3.4.3 压力检测程序设计
• 3.4.4 温度检测程序设计
• 3.4.5 产品产量统计程序设计
• 第四章 系统的仿真
• 4.1 PROTEUS软件
• 4.1.1 PROTEUS仿真平台
• 4.1.2 单片机系统的PROTEUS设计与仿真的开发过程
• 4.1.3 PROTEUS电路设计
• 4.1.4 源程序设计和目标代码文件生成
• 4.1.5 加载目标代码文件和设置时钟频率
• 4.1.6 单片机系统的PROTEUS交互仿真
• 4.2 测控显示系统的PROTEUS仿真
• 4.2.1 压力信号源的仿真
• 4.2.2 压力信号取样检测仿真分析
• 4.2.3 压力信号处理仿真分析
• 4.2.4 温度信号检测的仿真
• 4.2.5 产量统计的仿真
• 4.2.6 仿真调试小结
• 第五章 结论与展望
• 参考文献
• 缩略语
• 致谢
• 攻读学位期间发表或已录用的学术论文