我的设计报告

毕业实习报告题目智能磁环测试仪下位机专业数控技术班级09423学号37姓名毛鑫指导老师潘玉松成都电子机械高等专科学校2012年2月1毕业实习报告——智能磁环测试仪下位机一、学习的心得1、磁环的作用在日常生活中电子设备辐射和泄漏的电磁波不仅严重干扰其他电子设备正常工作，导致设备功能紊乱、传输错误、还威胁着人类的健康与安全，危害非常大。因此降低电子设备的电磁干扰(EMI)已经是必须考虑的问题。磁环是电子电路中常用的抗干扰元件，对于高频噪声有很好的抑制作用，一般使用铁氧体材料（Mn－Zn）制成。磁环在不同的频率下有不同的阻抗特性，一般在低频时阻抗很小，当信号频率升高磁环表现的阻抗急剧升高。2、磁环检测—霍尔原理在我的毕业设计中检测磁环我准备利用霍尔原理来检测磁环，设计的思想来源于由于通电螺线管内部存在磁场，其大小与导线中的电流成正比，故可以利用霍尔传感器测量出磁场，从而确定导线中电流的大小。利用这一原理可以设计制成霍尔电流传感器。其优点是不与被测电路发生电接触，不影响被测电路，不消耗被测电源的功率，特别适合于大电流传感。霍尔电流传感器工作原理如图6所示，标准圆环铁芯有一个缺口，将霍尔传感器插入缺口中，圆环上绕有线圈，当电流通过线圈时产生磁场，则霍尔传感器有信号输出。所以的我的思想是当被检测的磁环中通入电流时，必然会在磁环周围产生磁场，磁场与电流的大小成正比，将霍尔传感器用于检测所产生的磁场，必然能对磁环进行检测2、电路作图软件—PROTEL992这次的毕业设计是智能磁环检测仪下位机，要求画出电路原理图，所以必须涉及到电路的绘图知识，我选用的是PROTEL99作为我的绘图软件，PROTEL99是基于Windows95/NT环境的新一代电路原理图辅助设计与绘图软件，其功能模块包括电路原理图设计、印制电路板设计、无网格布线器、可编程逻辑器件设计、电路图模拟/仿真，是一体化的电路设计与开发环境。以前没有接触过这种软件，对我来说是一种求知也是种挑战，我主要学习了：PROTEL99的文件管理及数据库的建立文件管理主要通过File菜单中的各命令来实现，该菜单命令主要是文件的管理操作，如文件的打开、新项目的建立等。刚进入PROTEL99时需要建立新的数据库文件，首先启动PROTEL99，进入还没有打开任何文件的界面，然后执行菜单命令File／New，弹出新建数据库文件对话框，这个对话框中Location页面的DatabaseFileName(数据库文件名)对应的名称是“MyDesign.ddb”，点“Browse...”按钮，又弹出文件保存路径对话框，将这个对话框的文件名栏目中的MyDesign改为中文名：“我的电路设计”，然后选择路径，点“保存”按钮，这样，新建数据库文件对话框中的DatabaseFileName对应的名称已经改为“我的电路设计.ddb”，并且还能在Databasetocation栏目里看到自己选择的路径，这时候，只需按“OK”按钮，就新建并且打开了一个名为“我的电路设计．ddb”的数据库文件。可以看到在“我的电路设计．ddb”文件夹下面有三个图标，分别为DesignTeam、RecycleBin、Documents。双击“Document”，打开Document文件夹，看到这个文件夹下面空空如也。执行菜单命令File／New，在弹出的新建文件类型对话框中的Document页面里点SchematicDocument图标，然后点“OK”键，就新建了一个名为“sheet1”的原理图文件图标。电路原理图的设计步骤：首先启动Protel99电路原理图编辑器。然后，设置电路图图纸大小以及版面。进行设计绘制原理前必须根据实际电路的复杂程度来设置图纸的大小，设置图纸都过程实际是建立一个工作平面的过程，用户可以设置图纸的大小、方向、网格以及标题栏等。其次是在图纸上放置需要设计的元器件，这个阶段就是用户根据实际电路的需要，从元件库里取出所需的元件放置到工作平面上。紧接着是对所放置的元器件进行布局布线，该过程就是利用Protel所提供的各种工具、指令进行布线，将工作平面上的各种元器件连接起来，构成一个完整的电路原理图，接下来是对布局布线后的元器件进行调整，这一阶段，用户可利用Protel99所提供的各种强大功能对所绘制的原理图进行进一步的调整修改，以保证原理图的美观和正确。最后是保存文档并打印输出，这个阶段是对设计完的原理图进行存盘以及输出打印。3、电路知识3这次的设计中，对磁环的检测中所产生的变化是很微小的，为了让检测更加精确，我会在我设计的传感器电路中必然会采用放大电路，对所产生的信号进行放大。放大电路的作用是将微弱的电信号（电压、电流或功率）放大到所需数值、即电压、电流、功率的振幅增加，频率不变。经过放大后，信号可以使电子设备的终端执行元件（如喇叭，显像管，继电器等）发出动作显示，图为基本放大电路。放大器频率特性的概念我们日常生活中对放大器所输入的信号往往不是单一的频率，而是包含着各种频率的合成信号。例如音乐的频率范围从几十赫兹至几千赫兹。放大器对信号的各种频率成分都具有相同的放大特性，才不会引起频率失真由于放大电路中存在级间耦合电容，发射极旁电路电容及晶体管的结电容等如图所示，电容的容抗与信号频率有关、所以对不同于不同频率成分的信号在电容上所产生的电压损失各不相同4所以我的设计思路是利用放大器对接收的频率所产生的对应关系函数对磁环产生的信号进行计算得出结果。4、单片机的应用设计（MCS-51）MCS-51单片机是把那些作为控制应用所必备的基本内容都集中在一个尺寸有限的集成电路芯片上。如果按功能划分，它有如下功能部件组成，即微处理器、数据存储器、程序存储器、并行I/O口（P0口、P1口、P2口、P3口）、串行口、定时器/计数器、中断系统以及特殊功能寄存器（SFR）。它们都是通过片内单一总线连接而成，其基本结构依旧是CPU加上外围芯片的传统结构模式。但对各种功能部件的控制是采用特殊功能寄存器的集中控制方式。掌握MCS-51单片机，先要弄懂MCS-51的引脚，熟悉各引脚的功能。MCS-51系列中各种型号的芯片引脚是互相兼容的。制造工艺为HMOS的MCS-51的单片机都采用40只引脚的双列直插封装（DIP）方式，制造工艺为CHMOS的80C51/80C52除采用DIP封装方式外，还采用方形封装方式，为44只引脚。40只引脚按其功能来分，可分为3类：（1）电源及时钟引脚：Vcc、Vss、XTAL1、XTAL2。（2）控制引脚：PSEN、ALE、EA、RESET（3）I/O口引脚：P0P1P2P3，为4个8位I/O口的外部引脚。4、什么是下位机下位机是直接控制设备获取设备状况的的计算机，一般是PLC/单片机之类的。上位机发出的命令首先给下位机，下位机再根据此命令解释成相应时序信号直接控制相应设备。下位机不时读取设备状态数据（一般模拟量），转化成数字信号反馈给上位机。简言之如此，真实情况千差万别不离其宗。上下位机都需要编程，都有专门的开发系统。在概念上,被控制者和被服务者是下位机。两机如何通讯，一般取决于下位机。TCP/IP一般是支持的。但是下位机一般具有更可靠的独有通讯协议。按照理解，上位机就是一台PC机，下位机就是一台工控机，上位机软件一般用高级语言编程，如BASIC、C，有比较丰富的图形界面。下位机的编程，依所用的MCU而异，以汇编为主。上位机和下位机之间的通讯，常见是RS-232，RS-485，当然还有很多，但都是串行方式。特别是“一对多”的RS-485用得最普遍。5、需要注重的问题（1）PCB间线路相互干扰，相隔距离越近干扰越大，越远干扰越小。（2）线路长度越长耦合量越大。耦合增加量根据201gl（cm）公式计算。（3）终端阻抗匹配校正计算根据公式201gZ/10056、设计中的疑惑（1）线路的连接方式，怎样将线路中的各个电路元件连接起来，采用什么连接方式？（2）怎样将磁环的检测信号输出,,如何将检测的信号转化。（3）霍尔元件的选用，选用什么型号的霍尔元件对磁环进行检测。（4）下位机的连接方式。（5）电路原理知识的应用（6）磁环的与霍尔元件间的输出关系7、毕业设计计划（1）对设计任务书上的任务进行大致的了解，体会，构思。（3天）（2）查阅资料，了解单片机，以及连接方式。（3天）（3）熟悉电路原理，电路结构的连接。（4天）（4）查找电路中的各元件，对其属性进行了解。(1周）（5）利用protel99开始进行电路的设计，包括对protel99的再度学习。（3周）（6）对设计论文的构思。（3天）（7）查阅资料，对设计论文进行草稿。（2周）（8）对草稿进行检查，与设计的思路是否符合。（2天）（9）誊写草稿，并进行检查。（2天）（10）检查设计说明。（3天）6参考文献1江思明编著.电路工程设计-protel99实例演练.北京：人民邮电出版社，20002杨良成，王良其，程晓宇编著.电路分析基础与电子线路.四川：电子科技大学出版社，19983张毅刚，彭喜元，姜守达，乔立岩编著.新编MCS-51单片机应用设计.哈尔滨.哈尔滨工业大学出版社.2003.7打印到这里7参考文献（三号）（五号）格式如下4孙学强编著.机械加工技术.北京：机械工业出版社，20035王维编著.数控加工工艺及编程.北京：机械工业出版社，20016陈日曜.金属切削原理.第二版.北京.机械工业出版社.20027陆剑中，孙家宁.金属切削原理与刀具.第三版.北京.机械工业出版社.20018袁哲俊.金属切削刀具.第二版.上海.上海科学技术出版社.1993891011参考文献9江思明编著.电路工程设计-protel99实例演练.北京：人民邮电出版社，200010杨良成，王良其，程晓宇编著.电路分析基础与电子线路.四川：电子科技大学出版社，199811张毅刚，彭喜元，姜守达，乔立岩编著.新编MCS-51单片机应用设计.哈尔滨.哈尔滨工业大学出版社.2003.7