自动检测课程设计报告
测控技术课程设计报告要求
北京邮电大学课程设计报告
关于撰写课程设计报告的相关要求：
1．一个小组提交一份报告，但每位同学都需填写第一页（带有课程设计成绩评定《北京邮电大学课程设计报告》）并作为报告的首页提交。
注意：请不要出现“课程设计指导书”这样的页眉。
2．请将第一页填写完成后的电子文档，以附件形式发到bittrinity@ 邮箱。
邮件主题为：测控课程设计+班级+姓名+学号方式。
3．设计报告内容需至少包含：设计任务、小组分工、设计内容、实验效果和收获体会五部分。
4．小组分工部分需列出组员各自完成的工作，并对组内成员进行贡献率分配。
5．设计内容需包含程序设计思路及程序设计流程图。
6．实验效果至少需包含程序主界面截图，9张波形截图（方波、三角波、正弦波每种波形的高、中、低频效果图，高、中、低频可自己定义，只要在效果图上能看出疏密度即可）。
注意：高、中、低频效果图是输入信号频率分别为高、中、低频时，个别同学由于横坐标的采样点数是动态坐标，通过调节采样点数来更改波形的疏密，与设计报告要求不符。
此外，对于自己觉得有特色的一些界面，也可截图附在报告中。
7．收获体会部分小组成员分别撰写各自的心得体会，主要介绍设计中遇到的问题和解决方法，并对设计工作的总结与展望。
自动检测技术 课程设计大纲
自动检测技术课程设计大纲自动检测技术设计是《自动检测技术》这门课程的实践性教学环节。
1、本设计的教学目的：通过本次设计使学生熟悉电路设计的思维方式和步骤。
同时掌握综合和分析的设计思想，并了解如何进一步根据确定的设计方案选择元器件，使设计的方案在功能上和经济上均可行。
对于部分成绩优异的学生，可以提高他们使用电子CAD及EDA软件的能力。
本设计的总时间为2周。
2、主要设计内容：设计一个温度检测电路。
具体要求如下：(1)设计电路供电电源；(2)设计温度检测部分的电路；(3) 设计信号放大电路及温度补偿电路；(4) 设计液晶数码显示电路，能够显示当前温度；(5) 设计液晶驱动电路，将检测的温度信号转化为液晶显示信号；(6)温度报警电路，要求当温度超过预定值时，能够启动报警。
(7)对于部分成绩优异的学生，可以使用Protel软件设计电路原理图并设计印刷电路板。
3、课程设计进度：本设计进程是根据教学计划安排，课程设计时间为两周（10天）而编定课程设计进度安排表1、理解课程设计任务要求；半天课室2、学习课程设计指导书；3、复习《自动检测技术》教材4、收集有关设计资料一天图书馆和机房5、学习电子CAD软件Protel的使用一天机房6、电源部分电路的设计一天课室7、测量部分电路的设计半天课室8、驱动及显示部分电路设计一天课室9、放大电路部分的设计与计算半天课室10、补偿电路部分的设计与计算11、报警电路的设计一天课室12、使用Protel设计电路原理图一天机房13、编写设计说明书两天课室14、修定、完善全套设计半天课室课余时间和休息天应酌情妥善运用，针对自己的薄弱环节适当充实。
4、考核标准5、参考书目1、《自动检测技术》马西秦机械工业出版社2、《Protel99SE电路设计与仿真》机械工业出版社3、《集成化智能传感器原理与应用》沙占友电子工业出版社4、《传感器及其应用电路》何希才编著电子工业出版社5、《现代传感器集成电路》赵负图主编人民邮电出版社。
《自动检测技术实训》课程标准
《自动检测技术实训》课程标准一、课程名称：自动检测技术实训二、内容简介《自动检测技术实训》课程是应用电子技术专业的一门单开实践课程。
本课程通过完成智能家居安防产品项目的制作，使学生了解检测与转换技术在科学各领域的应用，掌握检测与转换技术的理论基础、各种常用传感器的工作原理、技术性能、特点、测量电路以及应用范围，了解智能化技术，了解自动检测系统设计，达到技术要求，培养学生能够对选择传感器的能力，为深入学习和研究自动检测系统。
三、课程定位本课程与先修课程《自动检测技术》的专业核心课程知识相衔接，先行课程为《模拟电子技术实训》、《数字电子技术》、《单片机技术》。
以典型项目实例分解模块，并将该实例分解得到相应的知识点，将分解出来的知识点按照循序渐进。
让学生在学习过程中得到反复性的思维训练，加深对教学内容的理解和运用，增强学生对各种传感器应用的熟悉和理解。
四、课程设计指导思想及原则本课程根据应用电子技术专业的培养目标，按照基于工作过程导向的课程建设要求，结合人才培养模式，以提高学生的职业行动能力和职业素养为中心，坚持以学生为本位的教育理念，通过对本专业工作岗位分析，确定了本课程的设计思路为：以职业能力培养为重点，与企业合作进行基于工作过程的课程开发与设计，充分体现职业性、实践性和开放性的要求。
培养学生具有良好的职业道德和社会责任感以及良好的行为习惯和个人品质。
本课程需要在理实一体化教室进行教学。
五、课程目标（一）总体目标该课程《自动检测技术实训》的任务是介绍传感器与检测技术综合应用，培养学生的综合技术应用能力，使学生掌握检测系统的设计和分析方法，能够根据工程需要选用合适的传感器，使学生走上工作岗位后能更好地提高研发、系统组成等方面的能力。
（二）具体目标根据对教材内容、教学大纲及学生自身认知水平的分析，教学目标从知识目标、能力目标和素质目标三个方面来分析。
1、知识目标（1）掌握各种传感器的功能、性能等；（2）了解传感器并编程读取传感器信息，处理并控制相应的被控对象；（3）学会传感器的应用，控制程序编写，系统联调及常见故障的排除方法。
检测技术与自动化仪表课程设计指导书
《传感器与检测技术》课程设计一．课程设计目的课程设计的目的是使学生能够将《传感器与检测技术》课程的内容有机的联系起来，形成系统的概念，培养学生综合应用知识的能力，掌握智能检测（或仪表）系统设计的基本思想和方法。
二．设计方法（一）智能化测量控制仪表的总体设计在设计一台智能化测量控制仪表时，首先要进行仪表的总体设计。
在课程设计中要考虑以下两点。
1．从整体到局部(自顶向下)的设计原则开始时，根据仪表功能和设计要求提出仪表设计的总任务，分别并绘制硬件和软件总框图，然后将总任务分解成一批可以独立表征的子任务，这些子任务再向下分，直到每个低级的子任务足够的简单，可以直接而且容易实现为止。
这些低级子任务可用模块化的方法来实现，有些子任务可以采用某些通用化的模块（模件）实现。
2．经济性要求为了获得较高的性能价格比，设计仪表时不应盲目地追求复杂高级的方案。
在满足性能指标的前提下，应尽可能采用简单的方案，因为方案简单意味着元器件少，可靠性高，从而也比较经济。
在进行实际的产品设计时，还应考虑仪表的可靠性要求、操作和维护的要求等。
（二）智能化测量控制仪表的硬件电路设计1．单片机芯片的选择课题中指定在MCS-51系列单片机中选择机种。
选择时，应考虑单片机的时钟频率、内部程序存储器和数据存储器容量、片内功能部件，以及相关的技术支持等因素。
2．存储器设计如果仪表中所涉及的程序或者数据量使单片机内部存储器难以满足要求时，应设计片外存储器。
3．输入/输出接口的设计单片机从测量环节或者说前向通道（包括A/D转换器和输入电路）输入测量信息、从键盘输入仪表需要的各种数据和信息（如功能选择，量程范围、阈值等）以及向显示器输出测量结果、仪表的工作状态（如报警信息）都需要通过接口电路实现，因此要设计相应的接口电路。
4．测量部分的设计测量部分通常由两大部分组成，即模拟测量部分和A/D转换器。
模拟测量部分如传感器、传感器测量电路、信号放大电路、滤波电路以及其它的信号调理电路都是一些独立的模块或组件，如果已有相应的模块芯片出售，设计时只要选用合适（符合技术要求）的芯片即可；如果没有相应的模块供应，则在设计时要根据仪表的技术指标，自行设计这些组件。
自动检测与转换技术课程教学设计
自动检测与转换技术课程教学设计1 《自动检测与转换技术》课程整体教学设计一、管理信息课程名称：自动检测与转换技术开课部门：电气工程系课程编号：40330805 制定人：略修订日期：略二、基本信息课程总学时：56课程总学分：3.5授课对象：电气自动化专业学生和应用电子技术专业学生课程性质和任务：自动检测与转换技术是自动控制、自动计量、遥感技术、人工智能、电控技术等领域的基础性学科，是自动监测控制系统信息获取、信息转换、信号处理的主要途径，是一门实验性学科, 是电气技术及自动化、自动控制等专业学生的必修专业基础课。
本课程开设一学期，教学时数为40学时，2.5学分。
本课程的任务是：使学生了解工业中常用的传感器的工作原理及适用的场合，使学生能够利用所学知识，正确选用传感器；加强动手能力的培养，结合实验环境理解教材的内容，培养学生分析问题、解决问题的能力，提高学生的专业素质。
先修课程：电工基础、电子技术、单片机原理与应用、电气控制与PLC技术等。
后续课程：自动控制原理与系统、变频技术、智能技术、计算机控制技术等。
三、课程设计1．课程目标设计（1）能力目标1）能对一般检测系统中的理论及技术问题进行分析和判断。
2）能够选择和使用传感器，并利用各种传感器组建检测系统。
3）能够查阅相关资料，对一般检测系统进行析的能力。
4）能够对检测系统进行组建、故障诊断和维修（2）知识目标1）了解检测技术的基础概念2）掌握电阻传感器、电感传感器、电容传感器、热电偶传感器、超声波传感器、光电传感器常用传感器、压电传感器、霍尔传感器等的工作原理、基本结构、测量电路和各种应用。
3）掌握测量的基本知识和各种数据处理方法，了解检测技术的综合应用，了解自动检测技术的发展趋势（3）素质目标1）通过本课程的讲授扩展学生本专业的知识面，提供专业素质。
2）通过实验来领会所学知识，培养了学生独立思考能力，动手能力和创新能力起到了十分重要的作用3）通过知识教学的过程培养学生爱岗敬业与团队合作的基本素质。
光照强度自动检测显示报警控制系统设计
传感器原理及应用课程设计说明书设计题目：光照强度自动检测显示报警控制系统设计学号：姓名：完成时间：2010、12、13至2010、12、19总评成绩：指导教师签章：设计题目：光照强度自动检测显示系统设计一、题目的认识理解本次设计题目是光照强度自动检测显示报警控制系统设计，完成光照强度自动检测、显示、报警、控制系统。
采用电路、数电、模电知识柔和一块设计电路，将系统分为四个模块设计电路：检测、显示、报警、控制，把复杂问题简单化。
数据采集模块，可用光敏电阻将光照强度信号转换为电阻信号从而进行测量计算。
测量电路模块，设置分压电路和比较电路，将电阻信号转换为电压信号分档输出，用于显示和报警。
显示报警模块，用发光二极管进行显示，同时设置光照过强时蜂鸣器报警。
自动控制模块，用或非门实现暗光控制，同时继电器闭合，打开日光灯，当在外界中、强光条件下继电器掉电日光灯熄灭。
一、设计任务要求：设计一个光照强度自动检测、显示、报警、控制系统，实现对外界三种不同条件下光强的分档指示和报警（弱、适宜、强）1、方案的设计根据题目选定光照强度自动检测所用的光电传感器类型；1）自己设计至少三种以上不同光照条件，测定不同光照条件下光电传感器的输出；2）传感器测量电路采用集成运算放大器构成的比较器完成，完成至少三种以上不同光照条件下显示报警系统方案的论证和设计；3）完成自然光光照强度自动检测显示报警系统电路方框图、电路原理图的设计；4）完成自然光光照强度自动检测显示报警系统中核心芯片的选型、系统中各个参数的计算（备注：1. 含各种元件参数的计算过程或依据2. 选定最接近计算结果的元件规格）；5）设计结束后，进行仿真调试。
2、仿真调试方案利用：Multisim等软件仿真，得出主要信号输入输出点的波形，根据仿真结果验证设计功能的可行性、参数设计的合理性；给出系统整机电路图（利用PROTEL软件做出原理图SCH文件和PCB文件）。
3、完成课程设计报告。
传感器与自动检测技术课程设计
传感器与自动检测技术课程设计一、课程设计目的本课程设计着眼于培养学生的传感器技术及自动检测技术的应用能力，通过课程设计，学生将学会传感器的基本原理及其在自动检测领域中的应用，同时能运用相应的软件和硬件开发平台进行课程设计。
二、课程设计基础在本课程设计中，学生需要掌握基本的模拟电路、数字电路、C语言编程及微机原理等方面的知识。
通过前置课程学习，学生具有一定的电路分析及硬件调试经验，能够独立完成简单电路的设计和搭建。
三、课程设计内容3.1 传感器及自动检测技术介绍通过本章学习，学生能具有一定的传感器概念并能了解传感器的基本构造、原理、种类等相关内容，同时对自动检测技术有一定的认识，并且对自动检测技术中的传感器应用进行了解。
3.2 基本电路构建与仿真该章的学习目的是让学生掌握如何进行基本电路的构建及仿真，包括单一电阻、二极管、晶体管、运算放大器等常用的电路，同时了解不同电路之间的联系和构建方法。
3.3 信号处理在学习完基本的电路构建和仿真之后，本章让学生掌握如何对传感器采集的数据进行信号处理，包括滤波、放大、数字化等处理方法。
学习过程中需要学生掌握不同的信号处理方法的原理以及相应的应用场景。
3.4 传感器应用与实践学习完基本的传感器构造、原理、信号处理后，学生需要对传感器的应用进行实践，主要包括对温度、湿度、光强度等一些常见的参数进行采集、处理、显示等操作。
3.5 课程设计总结在课程结束时，学生需要撰写一篇技术报告来总结本次课程设计的学习成果，报告需要包括本次课程设计的目的、内容、难点、解决方案等相关内容。
学生需要运用Markdown文本格式来撰写技术报告。
四、课程设计考核本次课程设计考核主要包括两个部分：4.1 设计方案及过程报告学生需要提交本次课程设计的设计方案及过程报告，包括选题背景、设计目的、方案设计、实验结果及分析、成果验证、实验参数及数据记录，以及对实验结果的分析与总结等内容。
4.2 课程设计评分针对本次课程设计，考核分为实验报告及现场答辩两个环节，实验报告占60分，现场答辩占40分。
自动检测技术及仪表控制系统课程设计
摘要本课程设计实验采用的是计算机和三菱Q系列PLC和三菱FR-F740系列变频器来实现控制，实验的目标是通过控泵的出油量来把油罐中的液位控制在设定的高度。
本课程设计实验报告首先对此次试验的主要任务和实现方式做了简要的阐述，之后针对实验要求提出了可行的设计方案并进行了讨论和比较。
我们利用PLC，变频器和电机在实验室构成了单回路的闭环控制系统，并采用了PI算法对PLC编程。
经过了一段时间的学习，通过多次校正和对参数的修改调试，最终实现了稳定运行和液位（转速）控制的在设定值的实验目标。
并将整个过程反映在了本次试验报告中。
程设计是以我们自己的专业课程（过程控制系统）为依托，针对一个特定的设计内容对我们进行完整的控制系统设计训练的教学环节。
使我们通过整个课程设计的过程了解和掌握过程控制系统设计的内容、步骤、规范和方法等。
为将教材中的理论和上课时学习的知识与实际自动化工程提供结合的机会，加深我们对过程控制系统这门课程的理论知识和应用实践的认识。
我们的设计内容包括：控制系统可行性分析，控制原理分析与设计，控制设备选型、系统接线图纸设计，控制系统编程实现以及实验验证等。
我们可以根据个人情况进行各自特色的控制系统设计。
关键词：PLC，变频器，自动化，液位控制目录摘要 (Ⅰ)1. 概述 (1)2. 课程设计任务及要求 (2)2.1 设计任务 (2)2.2 设计要求 (2)3. 理论设计 (3)3.1 方案论证 (3)3.2 系统设计 (7)3.2.1 结构框图及说明 (7)3.2.2 系统原理图及工作原理 (10)3.3 单元电路设计 (10)3.3.1 单元电路工作原理 (10)3.3.2 PID参数选择 (13)4. 系统设计 (15)4.1 软件设计 (15)4.2 编程过程 (17)4.3 编程结果 (18)5. 安装调试 (22)5.1安装调试过程 (22)5.2 故障分析 (23)6. 结论 (27)7. 使用仪器设备清单 (28)8. 收获、体会和建议 (29)9. 参考文献 (30)1概述○1过程控制系统过程控制系统是以表征生产过程的参量为被控制量使之接近给定值或保持在给定范围内的自动控制系统。
自动检测技术课程设计
自动检测技术课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握自动检测技术的基本概念，理解其工作原理及分类。
2. 使学生了解自动检测技术在工业、医疗、环保等领域的应用。
3. 引导学生掌握自动检测设备的安装、调试与维护方法。
技能目标：1. 培养学生运用自动检测技术解决实际问题的能力。
2. 提高学生进行自动检测设备操作、调试和故障排除的技能。
3. 培养学生运用相关软件对检测数据进行处理、分析的能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生热爱科学，关注自动化技术发展的情感态度。
2. 增强学生的团队合作意识，提高沟通协调能力。
3. 培养学生严谨、求实的科学态度，注重实践与创新。
课程性质：本课程为理论与实践相结合的课程，旨在培养学生的实际操作能力和解决实际问题的能力。
学生特点：学生具备一定的物理、数学基础知识，对自动化技术有一定了解，但缺乏实际操作经验。
教学要求：教师应注重理论与实践相结合，充分调动学生的积极性，引导学生主动参与教学活动，培养其创新精神和实践能力。
通过课程学习，使学生达到课程目标所要求的知识、技能和情感态度价值观方面的具体学习成果。
二、教学内容1. 自动检测技术基本概念：包括传感器、执行器、控制器等组成部分，及其在自动检测系统中的作用。
相关教材章节：第一章 自动检测技术概述2. 自动检测技术分类及原理：介绍各类传感器的工作原理，如电阻式、电容式、电感式、光电式等。
相关教材章节：第二章 传感器原理与应用3. 自动检测技术在各领域的应用：分析工业、医疗、环保等领域中的应用案例。
相关教材章节：第三章 自动检测技术的应用4. 自动检测设备安装与调试：讲解设备安装、接线、调试的基本方法及注意事项。
相关教材章节：第四章 自动检测设备的安装与调试5. 自动检测设备维护与故障排除：介绍设备维护保养方法，分析常见故障及其排除方法。
相关教材章节：第五章 自动检测设备的维护与故障排除6. 检测数据处理与分析：教授使用相关软件处理检测数据，进行数据分析和图形展示。
智能化液位测量仪课程设计报告
东北大学分校自动化工程系《过程控制系统》课程设计设计题目：智能化液位测量仪设计一．《过程控制系统》课程设计要求1. 设计题目：智能化液位测量仪设计2. 设计任务：利用压力传感器和可编程控制器设计智能液位测量仪1)采用压力传感器，硬件控制采用西门子300PLC2)写出压力测量过程，绘制压力测量仪组成框图3)设计系统硬件电路4)编制液位测量程序二．前言1.液位传感器的类型：1）静压式液位计：当变送器投入到被测液体中某一深度时，迎液面受到的压力P=，。
采用扩散硅或瓷敏感元件的压阻效应，将静压转成电信号。
转换成4-20mADC标准电流信号输出。
2）硅压阻式液位变送器：把与液位深度成正比的液体静压力测量出来，经过放大电路转换成标准电流电压信号输出，建立起输出电信号与液位深度的线性对比关系，实现对液体深度的测量。
3）磁致伸缩液位计：电子仓产生起始脉冲，在波导丝中传输时，同时产生一沿波导丝方向前进的旋转磁场，当磁场与磁环或浮球中的永久磁场相遇时，产生磁致伸缩效应，使波导丝发生扭动，扭动被安装在电子仓的拾能机构所感知并转换成相应的电流脉冲，通过电子电路计算出两个脉冲之间的时间差，即可精确测出被测的位移和液位。
4）超声波液位计：探头向被测介质表面发射超声波脉冲信号，超声波在传输过程中遇到被测介质（障碍物）后反射，反射回来的超声波信号通过电子模块检测，通过专用软件加以处理，分析发射超声波和回波的时间差，结合超声波的传播速度，可以精确计算出超声波传播的路程，进而反映出液位。
5）电容式液位传感器：把一根涂有绝缘层的金属棒，插入装有导电介质的金属容器中，在金属棒和容器壁间形成电容，当被测介质物位变化时，传感器电容量发生相应变化，电容量的变体△Cx 转换成与物位成比例的直流标准信号。
6）浮球式液位传感器：当浮子随着液位（界面）上下浮动，浮子永磁体的磁力作用于导管的干簧管，使相应高度的干簧管闭合，得到正比于液位的电压信号，经转换器转换成4~20mA.DC的标准信号。
《传感器与检测技术》课程设计报告
《传感器与检测技术》课程设计报告设计目的温度是工业控制中主要的被控参数之一，特别是在建材、食品、机械、冶金、化工、石油等工业中，具有举足重轻的作用。
随着电子技术和微型计算机的迅速发展，微机测量和控制技术得到了迅速的发展和广泛的应用。
单片机具有运行速度快、处理能强、功耗低等优点，应用在温度测量与控制方面，控制简单方便，测量范围广，精度较高。
随着计算机在社会领域的渗透, 单片机的应用正在不断地走向深入，同时带动传统控制检测日新月益更新。
在实时检测和自动控制的单片机应用系统中，单片机往往是作为一个核心部件来使用，仅单片机方面知识是不够的，还应根据具体硬件结构，以及具体应用对象特点的软件结合，以作完善。
随着现代测量、控制和自动化技术的发展，传感器门的重视。
技术越来越受到特别是近年来，由于科学技术，经济发展及生态平衡的需要、传感器在各个领域中的作用也日益显著。
在工业控制、机电一体化、智能仪表、通信、家用电器、能源、交通、灾害预测、安全保护、医疗卫生等方面所开发的各种传感器，不仅能代替人的感官功能，并且在检测人的感官所不能感受的参数方面创造了十分有利的条件。
温度是表征物体冷热程度的物理量，温度的测量对于人们日常的生活有很重要的意义。
温度对于农业生产，工业生产的数量以及质量都有很大的影响。
如果能很有效的控制温度掌握温度农业生产、工业生产的数量以及质量都将大幅度增加。
所以。
能有效的掌握并控制温度都大有好处。
温度传感器在测量方面都有着诸多的优点。
随着科技的进步，生产力的加强，温度传感器得到更好的发展。
种类越来越多，应用越来越普遍。
来满足生活生产的需求。
设计要求本课题研究的主要内容是单片机温度检测系统设计。
主要为了实现温度检测显示本设计采用了 STC89C52单片机、DS18B20 温度传感器以及数码显示管 LED 等硬件。
用单片机实现其具体控制功能如下： 1、能够连续测量室内的温度值，用十进制数码管来显示室内的实际温度。
自动检测系统设计
《传感器与自动检测》
（4）采样保持器 采样就是在控制信号的作用下，将时间上连续
变化的模拟量转换为时间上断续的模拟量。由于A/D 电路对模拟量进行量化的过程需要一定时间，在这 个转换时间内应保持取样点的函数值不变才能保持 转换的精度。这种暂时保持模拟信号取样值不变的 电路，叫做采样保持器。
《传感器与自动检测》
项目10 自动检测系统设计
学
技能目标
能运用所学知识对简单的微机化自动检测系统进
习 行设计
目
能按教学要求进行课程设计并完成设计报告
知识目标
标
了解微机化自动检测系统的基本构成和功能
了解微机化自动检测系统设计的一般原
10.1.1 系统的基本构成与功能 1．系统的基本构成
备配套使用，需要使用规范化的总线标准。
（10）微处理器（CPU） 微处理器是微机系统的核心，可实现对整个系统的
《传感器与自动检测》
长期趋势的分析方法——数学模型法
数学模型法就是根据时间数列发展形态的特点，选择一种合适的数学 方程式，进而以自变量x代表时间，y代表实际观测值，然后依据此方 程式来分析长期趋势的方法
数学模型有直线型和曲线型两种类型，而每一种类型又有很多种具体 形式。因此，在建立模型之前首先要判断趋势的形态
➢ 第三，计算季节比率
季节指数(S
)
同月(或季)平均数 总月(或季)平均数
100%
《传感器与自动检测》
季节周期性数据的分析——同期平均法
同期平均法计算简单，易于理解 但实际上，许多时间序列所包含的长期趋势和循环波动，很少能够通
过平均予以消除 只有当序列的长期趋势和循环波动不明显或影响不重要，可忽略不计
基于51单片机的DS18B20温度检测_设计报告
课程名称：微机原理课程设计题目：温度检测课程设计随着时代的进步和发展，单片机技术已经普及到我们生活，工作，科研，各个领域，已经成为一种比较成熟的技术,本文将介绍一种基于单片机控制的温度检测仪。
本设计使用简便，功能丰富。
可以实现温度采集，温度报警，重设上下限温度值等功能。
在现代化的工业生产中，需要对周围环境的温度进行检测和控制。
本设计对温控报警问题展开思考，设计一个能根据需求设置低温到高温进行报警并通过数码管显示的系统。
该系统使用STC89C51单片机，同时运用单线数字温度传感器DS18B20，四位共阴数码管显示，按键控制等模块可实现温度的检测与设置。
课题经过实验验证达到设计要求，具有一定的使用价值和推广价值。
本作品使用四位共阴数码管显示，可以清晰地显示当前的报警温度，一定程度避免使用者使用时出错，安全可靠，可使用于各种食品储存室，植物养殖所等地方，实用性很高。
关键字：温度报警器 STC89C51单片机数码管 DS18B20一、课程设计目的和要求 (1)1.1 设计目的 (1)1.2 设计要求 (1)二、总体设计方案 (1)三、硬件设计 (2)3.1 DS18B20传感器 (2)3.2 STC89C51功能介绍 (6)3.3 时钟电路 (8)3.4 复位电路 (8)3.5 LED显示系统电路 (9)3.6 按键控制电路 (11)3.7 蜂鸣器电路 (11)3.8 总体电路设计 (12)四、软件设计 (14)4.1 keil软件 (14)4.2 系统主程序设计 (14)4.3 系统子程序设计 (15)五、仿真与实现 (18)5.1 PROTEUS仿真软件 (18)5.2 STC-ISP程序烧录软件 (19)5.3 使用说明 (20)六、总结 (21)一、课程设计目的和要求1.1 设计目的熟悉典型51单片机，加深对51单片机课程的全面认识和掌握，对51单片机及其接口的应用作进一步的了解，掌握基于51单片机的系统设计的一般流程、方法和技巧，为我们解决工程实际问题打下坚实的基础。
课程设计——酒精检测仪设计
重庆三峡学院专业综合课程设计报告题目51单片机酒精浓度测试仪设计系别电子与信息工程学院专业电子信息工程班级****级*班姓名XXX学号************2014年12 月12 日酒精浓度检测仪的设计一、设计目的近年来，我国越来越多的人有了自己的私家车，而酒后驾车造成的交通事故也频繁发生。
为此，我国将酒驾列入刑法范围内，所以需要设计一智能仪器能够检测驾驶员体内酒精含量。
本课程设计研究的是一种以气敏传感器和单片机A/D转换器为主，检测驾驶员呼出气体的酒精浓度，并具有声光报警功能的空气酒精浓度监测仪。
其可检测出空气环境中酒精浓度值，并可根据不同的环境设定不同的阈值，对超过的阈值进行声光报警来提示危害。
本课题分为两部分：硬件设计部分和软件设计部分。
硬件部分为利用MQ3气敏传感器测量空气中酒精浓度，并转换为电压信号，经A/D转换器转换成数字信号后传给单片机系统，由单片机及其相应外围电路进行信号的处理，显示酒精浓度值以及超阈值声光报警。
程序采用模块化设计思想，各个子程序的功能相对独立，便于调试和修改。
而硬件电路又大体可分为单片机小系统电路、A/D转换电路、声光报警电路、LED显示电路，按键电路，各部分电路的设计及原理将会在硬件电路设计部分详细介绍。
二、设计方案1、酒精浓度检测仪总设计方案设计时，考虑酒精浓度是由传感器把非电量转换为电量，传感器输出的是0-5伏的电压值且电压值稳定，外部干扰小等。
因此，可以直接把传感器输出电压值经过A/D转换器转换得到数据送入单片机进行处理。
此外，还需接人LED数码管显示，键盘设定，报警电路等。
其总体框图如图1所示。
图1 基本工作原理图三、设计内容1、酒精浓度检测仪设计要求分析设计的酒精浓度测试仪应具有如下特点：（1）数据采集系统以单片机为控制核心，外围电路带有LED显示以及键盘响应电路，无需要其他计算机，用户就可以与之进行交互工作，完成数据的采集、存储、计算、分析等过程。
《自动检测技术及应用》教案
《自动检测技术及应用》教案一、课程简介1. 课程名称：自动检测技术及应用2. 课程性质：专业核心课3. 先修课程：电路分析、模拟电子技术、数字电子技术4. 教学目标：使学生了解自动检测技术的基本原理、方法和应用，培养学生的实际操作能力和创新能力。
二、教学内容1. 自动检测技术的基本概念及原理1.1 自动检测技术的定义1.2 自动检测技术的作用1.3 自动检测技术的分类2. 传感器的基本原理与应用2.1 传感器的定义及分类2.2 常用传感器的原理与应用2.3 传感器选型及安装调试3. 信号处理与分析3.1 信号的分类与描述3.2 信号处理与分析方法3.3 信号处理与分析在自动检测中的应用4. 自动检测系统的设计与实现4.1 自动检测系统的设计流程4.2 自动检测系统的硬件选型与配置4.3 自动检测系统的软件设计与开发5. 自动检测技术的应用案例分析5.1 工业生产过程中的自动检测5.2 生物医学领域的自动检测5.3 环境监测与保护的自动检测三、教学方法与手段1. 教学方法：采用讲授、实验、案例分析相结合的教学方法。
2. 教学手段：多媒体课件、实验设备、网络资源等。
四、教学评价1. 平时成绩：包括课堂表现、作业完成情况、实验报告等，占总评的40%。
2. 考试成绩：包括期末考试和课程设计，占总评的60%。
五、教学计划1. 课时安排：共计48课时，其中理论教学32课时，实验教学16课时。
2. 教学进度安排：第一周：自动检测技术的基本概念及原理第二周：传感器的基本原理与应用第三周：信号处理与分析第四周：自动检测系统的设计与实现第五周：自动检测技术的应用案例分析六、教学资源1. 教材：《自动检测技术及应用》，作者：，出版社：机械工业出版社，出版日期：2024年。
2. 实验设备：传感器实验箱、信号发生器、示波器、数据采集器等。
3. 网络资源：相关学术论文、技术博客、行业动态等。
七、教学活动1. 课堂讲授：通过PPT等多媒体课件，生动形象地展示自动检测技术的基本概念、原理和应用。
数学建模—车辆类型与数量的自动检测
数学建模一周论文课程设计题目：车辆类型与数量的自动检测姓名:齐宠学号: ２０１420３５0１25专业：城乡规划班级: 1４2３5０1指导教师:杨志辉2０16年06月0９日题目为考察高速公路的车辆通行情况，试图利用安装在路侧的传感装置获取的数据来对通过的车辆类型及数量进行计量。
具体原理如下:(1）首先将激光传感器安装在路侧一定高度的立杆上，安装在激光传感器上的激光头以25HZ的频率旋转,旋转轴与道路方向平行。
如下图:图1:激光扫描所有车道的车辆(２）设置激光传感器的参数,指定要测量的角度范围和步进角度,例如９0－１80度,步进角度为0.5度，那么就可以获取到１81个点的测量数据。
激光头的旋转角度为面向激光头圆形部分，自左向右逆时针旋转。
(3)这些测量点的数据为直线传播距离的数值,也就是说是激光头发射点到障碍物之间的距离。
利用这些数值加上时间轴，就可以在一个三维空间中建立道路车辆运行情况的信息。
(4）这些三维信息是通过一个激光头进行侧面扫描获得的信息，而且激光头扫描的信息受到车辆的颜色和车窗以及车辆形状的影响。
通常会产生一些异常数据。
试解决以下问题：1.根据传感器装置的数据特征建立数学模型,描述通过车辆的几何特征;2.对异常数据进行判别并给出处理方法；3.利用附件2中的四组数据，给出相应数据对应的车辆形状、所在车道等信息;4.试设计车辆分类标准,对附件３中两组数据给出分类结果（包括种类及数量),进一步讨论算法效率；5.为获取更多分类条件可对此类装置增加速度检测。
如果增加有何进一步建议，请描述增加何种设备,以何种方式准确测速，如何调整安装方式等。
车辆类型与数量的自动检测摘要随着我国社会经济的迅猛发展，人们对汽车的需求量也在不断增加，导致近年来汽车大面积普及,所以车辆类型与数量的自动检测，对高速公路上监测车辆行驶情况越来越有着极为重要的作用。
基于以上背景，本文通过安装在路一侧的激光传感器装置获取数据,来对所通过车辆的类型及数量进行计算,以达到车辆自动检测的目的。
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课程设计报告湿度传感器及应用摘要在现代社会信息科技的不断迅速发展中，计算机技术、网络技术和传感器技术的高速更新，使得湿度的测量正朝着自动化、智能化、网络化发展。
随着2011年物联网作为新兴产业列入国家发展战略，传感器技术作为物联网的最前端—感知层，在其发展中占了举足轻重的地位。
而湿度作为日常生产、生活中最重要的参数之一，它的检测在各种环境，各个领域都对起了重要作用。
湿度是表示空气中水蒸气含量的物理量，湿度传感器是指检测外界环境湿度的传感器，它将所测环境湿度转换为便于处理、显示、记录的电(频率)信号等。
它与人们的生产、生活密切相关。
湿度的检测广泛应用于工业、农业、国防、科技、生活等各个领域。
例如，集成电路的生产车间相对湿度低于30%时，容易产生静电感应而影响生产；粉尘大的车间由于湿度小产生静电易发生爆炸；纺织厂的湿度低于65～70%RH时会断线。
它是一类重要的化学传感器，在仓贮、工业生产、过程控制、环境监测、家用电器、气象等方面有着广泛的应用。
测量电路由湿度传感器，差动放大器，同相加法放大器等主电路组成；为了实现温度补偿功能，选择铂电阻温度传感器采集环境温度，通过转换电桥和差动放大，输入同相加法器实现加法运算，补偿环境温度对湿度传感器的影响，其中转换电桥工作电压由差动放大器输出电压通过电压跟随器提供。
应用IH3605型温度传感器与集成运放设计测量湿度的电路，测量相对湿度(RH)的范围为0%~l00%，电路输出电压为0~10V。
要求测量电路具有调零功能和温度补偿功能。
使用环境温度为0℃~85℃。
本次设计的是湿度传感器，主要对湿度传感器的工作原理、组成结构加以论述，并对其测量原理图进行分析，进而使我们能够更深层的对湿度传感器进行理解；除此之外，在本次设计中也简要介绍了湿度传感器的相关特性以及参数如何选择，以便于用户能够正确选用相应的种类和型号。
另外，我又结合了实际案例对湿度传感器的应用技术和应用领域加以分析，并概括了其日后的发展趋势。
关键词：工作原理；组成结构；测量原理图；特性及参数选择；应用；发展趋势目录第一章引言1.1 背景介绍1.2 目的和意义第二章湿度传感器的概述2.1 湿度及其表示方法2.1.1 绝对湿度2.1.2 相对湿度2.1.3 含湿量2.2 湿度传感器及其特性参数2.3 湿度传感器的分类第三章、湿度传感器的原理及框图3.1、湿度传感器的原理3.2 电路设计原理框图3.3各组成部分的工作原理第四章、湿度传感器的选用及应用4.1、如何选用湿度传感器4.1.2、湿度传感器的分类及特点4.2、对湿度传感器性能作初步判断的方法4.2.1测量范围4.2.2测量精度4.3、湿度传感器的应用4.3.1、在湿度测量系统中的应用4.3.2、在工业过程自动控制中的应用第一章引言1.1 背景介绍湿度是表示空气中水蒸气含量的物理量，它与人们的生产、生活密切相关。
湿度的检测广泛应用于工业、农业、国防、科技、生活等各个领域。
例如，集成电路的生产车间相对湿度低于30%时，容易产生静电感应而影响生产；粉尘大的车间由于湿度小产生静电易发生爆炸；纺织厂的湿度低于65～70%RH时会断线。
可见，湿度测量在各个行业都是至关重要的。
湿度是控制人类生活条件基本因素之一。
最早是气象部门需要对人类生存环境中的湿度进行观测和测量。
随着信息产业的发展及工业化的进步,湿度不仅仅直接或间接影响着人类的基本生活条件,还表现在对工农业、生物制品、医药卫生、科学研究、国防建设等方面的影响。
所以，在这些领域内，越来越需要采用湿度传感器，对产品质量的要求越来越高，对环境温湿度的控制以及对工业材料水份值的监测与分析都已成为比较普遍的技术条件之一。
湿度传感器是现代传感技术发展方向之一。
世界各国对湿度传感器的研究非常活跃，研究重点之一是开发新型湿度敏感元件，因为新型高灵敏度和适用范围广的湿度敏感元件是实现湿度传感器技术新突破的前提。
而敏感元件的性能主要取决于两个重要因素，即构成元件的材料和制备元件的加工技术，因此应用新技术、新材料是研究开发新型湿度敏感元件的重要手段，也是设立本课题的着眼点所在。
湿度敏感元件的性能除了由其功能材料决定以外，还与其加工工艺有关。
将现代先进制造技术引入传感器技术，例如水热腐蚀制备纳米薄膜技术、钝化技术等，能制作出质地均匀、性能稳定、可靠性高、体积小、重量轻的敏感元件。
近几年，以纳米多孔硅为感湿材料的湿度传感器开始在国际上受到关注，这是因为它初步显示出了一些优异的性能。
1.2 目的和意义课程设计是专业课《自动检测技术及仪表》课程教学中的重要组成环节，其目的是通过课程设计的教学实践，使学生对所学的基础理论和专业知识得到巩固，并使学生得到运用所学理论知识解决实际问题的初步认识和锻炼。
掌握相关课题的资料收集、整理；方案的设计和对比；提高学生的分析、综合能力以及工程设计中计算和绘图的基本能力，为后续的毕业设计和工程实践作必要2的准备。
课程设计的主要任务是使学生掌握相关传感器或检测仪表的原理、结构及在工程中的实际应用。
同时，在课程设计的过程中，能够锻炼同学们解决问题和分析问题的能力。
在此基础上，能够对所设计的传感器或仪表得到更进一步地认识和了解，为以后学习更深的知识打下扎实的基础。
第二章、湿度传感器的概述2.1 湿度及其表示方法在自然界中，凡是有水和生物的地方，在其周围的大气里总是含有或多或少的水汽。
大气中含有水汽的多少，表示大气的干、湿程度，用湿度来表示，也就是说，湿度是表示大气干湿程度的物理量。
大气湿度有三种常用的表示方法，即绝对湿度、相对湿度和含湿量。
2.1.1 绝对湿度每m3湿空气在标况下（0℃，1大气压）所含湿空气的重量，即水蒸气密度，单位为g/m3。
由气体状态方程：式（2.1.1）式（2.1.2）所以测得被测空气的水蒸气分压力，及干球温度即可求得绝对湿度。
绝对湿度只能说明湿空气中实际所含水蒸汽的质量，而不能说明湿空气干燥或潮湿的程度及吸湿能力的大小。
2.1.2 相对湿度空气中水蒸气分压力Pn Pb 的比值。
式（2.1.3）式T R V P n n n =B A P P s w s b n )(.θθ--=（2.1.4） 式（2.1.5）其中：Pb.s —相应于湿球温度的饱和水蒸气压力；Pb —干球温度对应的饱和水蒸气压力；B —大气压力；A —与风速有关的系数。
相对湿度表征湿空气中水蒸气接近饱和含量的程度。
φ值小，说明湿空气饱和程度小，吸收水蒸气的能力强；φ值大则说明湿空气饱和程度大，吸收水蒸气的能力弱。
2.1.3 含湿量空气由干空气和湿空气组成，每kg 干空气所含水蒸气的量，称为含湿量。
符号d ，单位g/kg 。
式）应用理想气体状态方程水蒸气： 式（2.1.7）干空气： 式（2.1.8）因为水蒸气与干空气均匀混合，故Vn=Vw ，Tn=Tw ，又：Rn=461，Rw=287式（2.1.9）所以，当大气压力为定值，含湿量是水蒸气分压力的函数。
),,,(B v f s w θθϕ=nn s n n T R m V P =w w w w w T R m V P =b b n n w n w n w w w w n n n n w S P B P P B P P P P P V P T R T R V P m m d ϕϕ-=-===⋅==622622622461287100010001000b b n n w n w n w w w w n n n n w S P B P P B P P P P P V P T R T R V P m m ϕϕ-=-==⋅=622622622461287100010001000b b n n w n w w w w n n n n w S P B P P B P P P V P T R T R V P m m d ϕϕ-=-===⋅==622622622100010001000b b w n w w w w n n n n P B P P P V P T R T R V P ϕϕ-=⋅62228710002.2 湿度传感器及其特性参数湿度传感器是指能将湿度转换为与其成一定比例关系的电量输出的器件式装置。
湿度传感器的特性参数如下：一、湿度量程保证一个湿敏期间能够正常工作所允许环境相对湿度可以变化的最大范围，称为这个湿敏器件的湿度量程。
湿度量程越大，其实际使用价值越大。
理想的湿敏元件的使用范围应当是0-100%RH的全量程。
二、感湿特征量----相对湿度特性曲线每一种湿敏元件都有其感湿特征量，如电阻、电容、电压、频率等。
湿敏元件的感湿特征量随环境相对湿度变化的关系曲线，称为该元件的感湿特征量——相对湿度特性曲线，简称感湿特性曲线。
人们希望特性曲线应当在全量程上是连续的，曲线各处斜率相等，即特性曲线呈直线。
斜率应适当，因为斜率过小，灵敏度降低；斜率过大，稳定性降低，这些都会给测量带来困难。
三、灵敏度湿敏元件的灵敏度，就其物理含义而言，应当反映相对于环境湿度的变化、元件感湿特征量的变化程度。
因此，它应当是湿敏元件的感湿特性曲线斜率。
在感湿特性曲线是直线的情况下，用直线的斜率来表示湿敏元件的灵敏度是恰当而可行的。
然而，大多数湿敏元件的感湿特性曲线是非线性的，在不同的相对湿度范围内曲线具有不同的斜率。
因此，这就造成用湿敏元件感湿特性曲线的斜率来表示灵敏度的困难。
目前，虽然关于湿敏元件灵敏度的表示方法尚未得到统一，但较为普遍采样的方法使用元件在不同环境湿度下的感湿特征量之比来表示灵敏度。
四、湿度温度系数湿敏元件的湿度温度系数是表示感湿特性曲线随环境温度而变化的特性参数，在不同的环境温度下，湿敏元件的感湿特性曲线是不相同的，它直接给测量带来误差。
湿敏元件的湿度温度系数定义为：在湿敏元件感湿特征量恒定的条件下，该感湿特征量值所表示的环境相对湿度随环境温度的变化率。
综上所述，作为理想的湿度传感器希望能满足下列要求：（1）在各种气体环境下特性稳定，不受尘埃附着的影响，使用寿命长；（2）受温度的影响小；（3）线性重复性好，灵敏度高，迟滞回差小，响应速度快；（4）小型，易于制作和安装，且互换性好。
2.3 湿度传感器的分类湿度传感器的种类很多，据不完全统计，湿度传感器系列、类型分为物性型、结构型和其他形式，而物性型有分为电解质系、半导体及陶瓷系和有机高分子聚合物系。
所以，其种类繁多可见一斑。
在此处，仅将部分列举如下：（1）电解质型：以氯化锂为例，它在绝缘基板上制作一对电极，涂上氯化锂盐胶膜。
氯化锂极易潮解，并产生离子导电，随湿度升高而电阻减小。
（2）陶瓷型：一般以金属氧化物为原料，通过陶瓷工艺，制成一种多孔陶瓷。
利用多孔陶瓷的阻值对空气中水蒸气的敏感特性而制成。
（3）高分子型：先在玻璃等绝缘基板上蒸发梳状电极,通过浸渍或涂覆,使其在基板上附着一层有机高分子感湿膜。