機電一體化課程設計報告

2022-05-17 15:07:23 字數 2530 閱讀 5084

目錄 1

一·設計題目及任務要求 2

二·課程設計目的及意義 2

三·系統方案論證 2

四·各單元電路的分析與設計 3

訊號檢測及放大電路 3

a/d轉換電路 4

外接鍵盤及擴充套件電路 5

led燈電路 6

電源電路 8

報警電路 8

時鐘電路及復位電路 9

五·電路原理圖和pcb設計圖 9

六·小結 12

七·附錄 13

設計乙個基於微控制器的液壓系統油壓油溫檢測系統,其中:壓力p=0~15mpa;油溫t=0~80℃。

要求設計並繪製電路原理圖和印刷電路板(pcb圖)。

內容包括:

【1】繪製電路原理圖

【2】繪製印刷電路板

【3】撰寫設計報告書

機電一體化是指機構的主功能、動力功能、資訊處理功能和控制功能上引進了電子技術,並將機械裝備和電子裝置以及軟體等有機的結合起來所構成的系統的總稱。

機電一體化的關鍵技術有:

(1)機械技術,

(2)計算機及資訊處理技術,

(3)系統技術,

(4)自動控制技術,

(5)感測檢測技術,

(6)侍服傳動技術。

微電子技術、計算機技術、及資訊處理技術的高速發展,消費者對高效能、高自動化的機械化產品提出了更高的要求的市場背景,正是要求我們從事機械設計製造及自動化行業的技術人員掌握機電一體化技術的重要性所在。

這次課程設計基於protel 99 se軟體環境,針對設計題目進行設計,融合了機電一體技術,微控制器原理,電工學等課程,同時要求我們熟悉並能夠熟練運用該軟體,強化自主學習能力,為我們在日後的工作和學習提供支援。

根據系統的設計要求可基本確立系統的組成

整個系統以51微控制器為核心,首先兩個感測器電路從液壓缸中測量實際的油溫和油壓並轉換成模擬訊號並分別由放大電路將其放大,由a/d轉換電路將模擬訊號轉換為數碼訊號傳入微控制器中。再根據設計要求接入4x4鍵盤和8位led燈和報警電路,埠不夠的情況下進行io擴充套件。

感測器輸出的電訊號進入電橋測量電路並輸出訊號u0,把輸出訊號接入測量放大器電路進行訊號放大,測量放大器由7個電阻和3個放大器組成經過放大的電訊號輸入a/d轉換電路中。油溫和油壓感測器可用同一系統進行檢測及放大。

用adc0809的26,27兩個引腳接入經過放大的油溫和油壓的檢測訊號,b0~b7將轉換的訊號輸入微控制器中。74ls373位址鎖存器鎖定x0~3的輸出訊號,x0~x3控制模擬通道選擇。微控制器ale埠訊號經74ls74二分頻之後輸入clk做時鐘訊號。

y3和y5做轉換結束訊號和轉換啟動訊號。分別由微控制器的16,17引腳經過處理後控制。

微控制器io口的擴充套件通過74ls373和8255完成。位址鎖存器控制8255的輸出埠選擇,d0~7直接接微控制器做輸入訊號,pa,pb,pc作為擴充套件埠進行輸出接鍵盤和led燈。

微控制器通過擴充套件接入8個led燈,1~8腳控制顯示,pb控制led亮燈順序,實現顯示功能。

本電路在橋式整流電路的基礎上進行改動,完成從交流電源變穩壓直流的功能。

當油溫或油壓過大時微控制器d1引腳接通高電頻使電鈴報警。

標準時鐘電路和復位電路

化整為零製圖,把各部分分別按照電路分析的原理製作,我先繪製的檢測及放大電路,然後在設計報警電路,這兩部分均是獨立工作,再接入相應埠。同理電源電路,晶振電路,復位電路也可單獨製作。

然後放入51微控制器,繪製a/d轉換電路,把需要的74ls74,74ls373,adc0809放入適當位置,按照微控制器a/d轉換電路的知識進行連線,最後適當調整位置。然後將io口擴充套件用來接鍵盤和led燈。

再將之前已經繪製好的各個部分電路接入相應位置即可完成原理圖。

檢查各元件封裝和名稱,生成網表

根據網表生成pcb圖並進行布局

進行連線並生成pcb網表並比較

檢查錯誤並進行改正知道得到正確的比較結果完成pcb圖

在這次課程設計過程中,我學會了protel 99 se這款軟體繪製pcb的方法。

通過對問題的分析到設計原理圖,設計pcb板的過程中,出現了許多問題,起初在設計原理圖時,原件不熟悉,並不知道相應的引腳功能,無從下手,通過查閱微控制器原理,機電一體化技術與系統設計,上網查詢資料等方法才克服了初期工作的困難。在用網表生成pcb的過程中,又遇到了因為封裝不對應,管腳不對應的問題,引發的一系列錯誤,在老師指導和自己鑽研之後一一克服。pcb圖製作好了之後,在連線時又遇到了因排布不合理而無法接線,接線但不合實際等問題,在這些問題解決之後,網表對照時又出現各種錯誤,返回去根據報錯一一更改出問題的原件封裝,引腳標號等。

經歷了這麼多問題才最終有了成品,首先還是非常有成就感的。

通過本次課程設計,讓我得到了一次很好的鍛鍊,面對問題的解決方法很多,需要我們去行動,去挖掘。設計者不能眼高手低,要著眼於實際,一點一點的來,慢慢積累最後才能完成工作,知識翻來覆去查閱資料而不動手去實際操作很難體會到實際工作時的種種非確定的干擾因素,而這些困難在克服之後必將成為今後工作學習的寶貴經驗,所以乙個學生從乙個課設中能得到多少是不同的,而我就是那個滿載收穫的一員。

sch圖

pcb板

3d效果

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