硬件系统设计毕业论文

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基于MCS-51单片机温控系统设计的电阻炉论文字数:17255.页数:42 论文编号:JD471 摘 要近年来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。 单片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、功能强、性价比高等特点。把单片机应用于温度控制中，采用单片机做主控单元，无触点控制，可完成对温度的采集和控制的要求。所以广泛应用于电子仪表、家用电器、节能装置、机器人、工业控制等诸多领域，使产品小型化、智能化，既提高了产品的功能和质量，又降低了成本，简化了设计。周期作业式的电阻炉，可供实验室、工矿企业、科研单位作元素分析测定和一般小型钢件淬火、退火、回火等热处理时加热用。原电阻炉需与温度控制器配套使用，由检测端的热电偶信号输送给温度指示调节仪，继而控制接触器对电阻炉供电，实现电阻炉温的测量、指示及自动控制。电阻炉温波动较大，控制精度低。本文主要介绍单片机在电阻炉温控中的应用，对温度控制模块的组成及主要所选器件进行了详细的介绍。并根据具体的要求本文编写了适合本设计的软件程序。关键词：单片机；电阻炉；炉温；控制系统 目 录摘要………………………………………………………………………………… ⅠAbstract…………………………………………………………………………Ⅱ第1章 绪论…………………………………………………………………………11.1 课题背景……………………………………………………………………11.2 MCS-51系列单片机………………………………………………………2第2章 总体设计电路图及工作原理…………………………………………… 52.1 总体方案设计………………………………………………………………52.2 电阻炉的单片机温控原理…………………………………………………7第3章 系统硬件设计…………………………………………………………… 113.1 系统硬件电路设计……………………………………………………… 113.2 硬件设计电路原理图…………………………………………………… 133.3 各元件说明……………………………………………………………… 19第4章 系统软件设计…………………………………………………………… 224.1 编程思路………………………………………………………………… 224.2 编程流程图……………………………………………………………… 23第5章 MCS-51单片机温控电阻炉技术特性…………………………………… 25总结………………………………………………………………………………… 26致谢………………………………………………………………………………… 27参考文献…………………………………………………………………………… 28附录…………………………………………………………………………………29附录1 硬件设计的电路…………………………………………………… 29附录2 程序………………………………………………………………… 30附录3 外文翻译…………………………………………………………… 38以上回答来自:

目 录 引 言 1 1. 概述 2 1.1 国内外自动门发展现状 2 1.2 本课题研究的内容 2 1.3 本课题研究的目的和意义 3 2. 自动门控制系统总体方案设计 4 2.1 自动门的功能需求分析 4 2.2 系统设计的基本步骤 4 2.3 自动门技术参数的确定 6 2.4 自动门的机械传动机构设计 6 3. 自动门硬件系统的设计 8 3.1 控制系统结构设计 8 3.2 可编程控制器(PLC)的选型 8 3.2.1 PLC概述 8 3.2.2可编程控制器（PLC）的选型 9 3.3 驱动装置的选型 11 3.4 变频器的选型 12 3.4.1 变频器原理 12 3.4.2 变频器的选型 12 3.4.3 变频器的参数设定 13 3.5 感应开关的选型 15 3.6 自动门系统I/O分配表 15 3.7 控制系统的电气接线 16 4. 自动门控制系统软件的设计 17 4.1 PLC梯形图概述 17 4.2 梯形图编程环境 17 4.3 程序流程图 19 4.4 梯形图的设计 20 5. 系统调试 21 5.1 梯形图程序的下载 21 5.2 程序调试记录及结果分析 22 结束语 23 参考文献 24 附录Ⅰ 自动门的硬件连接电路 25 附录Ⅱ PLC的I/O地址分布图 26 附录Ⅲ 自动门梯形图程序 27 致 谢 33

随着计算机技术的普及以及大众对计算机进行商务、学习、工作等需求的增长，计算机已经成为人们工作和学习不可缺少的高科技产品之一。现在，计算机已经进入实用阶段，越来越多的人拥有了自己的计算机，同时希望掌握计算机组装和维修技术。《计算机组装与维护》这个课程学了8周了，通过这个学期的学习后，我觉得受益颇多。下面来谈谈我对计算机组装与维护方面的认识。一、多媒体计算机主要有硬件系统和软件系统组成：（一）计算机硬件系统： 硬件系统是指构成计算机系统的实体和装置（即用手能摸得着的计算机实物），如机箱、主板、内存。硬件系统通常由CPU（包括运算器、控制器）、存储器、输入设备、输出设备、接口设备五个部分组成。下面从计算机的主要组成部分入手，简单地谈谈这些硬件的功能及选购。1.CPU:CPU是英语“Central Processing Unit/中央处理器”的缩写，CPU一般由逻辑运算单元、控制单元和存储单元组成。在逻辑运算和控制单元中包括一些寄存器，这些寄存器用于CPU在处理数据过程中数据的暂时保存。CPU (核心部件)主要功能：运算器，控制器。CPU就是通过这些引脚和计算机其他部件进行通信，传递数据，指令。目前主流的CPU供应商有Intel公司和AMD公司的CPU（详细种类及型号请读者自己到网上查询）。相比之下，AMD的CPU在三维制作、游戏应用、视频处理方面比同档次的Intel处理器有优势，而Intel的CPU则在商业应用多媒体应用、平面设计方面有优势；在性价比方面，AMD的处理器略优于Intel的。在选购时，要避免买到假的CPU，要注意看封装线、水印字和激光标签是否正规。对于普通用户而言，购买时最好选择推出一年到半年的CPU产品。2. 主板：主板是安装在机箱内的一块矩形电路板，上面有计算机的主要电路系统，主板上的扩充槽用于插接各种接口卡，扩展计算机的功能，如显卡、网卡等。对于一般用户而言，选购主板时应优先挑名牌大厂或售后服务好的产品。选购时，还要观察主板的包装及板材质量：先观察包装是否正规，是否有防静电袋，然后要仔细观察主板体，主板体的厚度一般在3-4mm左右。在此前提下，选厚着为宜。注意，主板上芯片的生产日期（如9452为94年第52个星期）不宜相差太大（最好不要超过3个月），否则将影响主板的性能。3. 内存条：内存条是用来存放计算机正在使用的（即执行中）数据或程序。我们平常据说的动态内存（即DRAM），指的是当我们将数据写入DRAM后，经过一段时间，数据会丢失，因此需要额外设一个电路进行内存刷新操作。也就是说它只是一个临时储存器，掉电后数据会消失。目前主流内存容量为1-2G,工作频率为800MHZ以上。内存条的印刷电路板（PCB）最好是6层。另外，好的内存条表面有比较强的金属光洁度，部件焊接也比较整齐。选购内存条时也要挑大厂家及售后服务好的产品。 4.硬盘:硬盘是计算机的数据存储中心，我们所使用的应用程序和文档数据几乎都是存储在硬盘上，或从硬盘上读取的。它包括存储盘片及驱动器。特点是储存量大。硬盘是计算机中不可缺少的存储设备。目前硬盘的容量一般为250-320G，缓存一般为2-16M。选购硬盘时，要注意硬盘接口类型应与本人的计算机相匹配（现在市场的主流接口是 SATA接口）。选购时，注意区分“行货”与“水货”。辨认“水货”的方法是：首先看防伪标签是否正规；其次看硬盘体和代理保修单上的编号是否一致。5.光驱、刻录机：此类硬件平时可以插入光盘，用以存放数据。光驱或刻录机对稳定性及缓存的要求较高，因此，选购这类硬件时优先挑选大厂家（如索尼、明基、三星等）的产品。选购时还要注意硬盘的接口类型与自己的计算机是否匹配。6. 显卡：显卡也叫显示卡、图形加速卡等。主要作用是对图形函数进行加速处理。显示卡通过系统总线连接CPU和显示器，是CPU和显示器之间的控制设备。实际上是用来存储要处理的图形的数据信息。目前主流显卡的显存为512MB以上，接口一般为PCI-EX16型。显卡生产厂商主要有华硕、技嘉、昂达等。在选购显卡时，注意显存要与主机性能相匹配（位宽选128 bit以上为宜）。并且要优先选择大厂家生产的或售后服务好的产品。7. 网卡：网卡是将计算机与网络连接在一起的输入输出设备。主要功能是处理计算机上发往网线上的数据，按照特定的网络协议将数据分解成为适当大小的数据包，然后发送到网络上去（目前多是主板集成）。由于不同类型网卡的实用环境可能不一样，在选购时应明确网卡使用的网络及传输介质类型、与之相连接的网络设备带宽等情况。优质的网卡均采用喷锡板制作，其裸露部分为白色；而劣质的画金板网卡的裸露部分为黄色。另外，对网卡的MAC地址（即ID编号）的辨别是了解网卡优劣的最好方式。正规厂家生产的网卡的MAC地址一般为一组12位的16进制数（前6位为厂商ID，后六位是厂商分配给网卡的唯一ID）。购买时，如发现商家所给网卡上标注的MAC地址相同，那么，肯定是劣质产品。最后，还要看产品的做工工艺。做工工艺的优劣体现在网卡的焊点、金手指及挡板等上：优质网卡的电路板焊点均匀干净，金手指及挡板规则且有光泽,各元件分布合理且紧凑。8. 声卡： 声卡的主要功能是处理声音信号并把信号传输给音箱或耳机，使后者发出声音来的硬件。声卡的选购同网卡、显卡的选购有些相似，都要选大厂家及售后服务好的产品，还要注意接口类型是否与自己的主板相匹配。显卡的音质是判定一块显卡好坏的标准，其中包括信噪比、采样位数、采样频率、总谐波失真等指标。目前声卡的信噪比大多达到了96db，采样位数为16bit以上，采样频率为44.1kHZ以上（值越高越好）。理论上44.1kHZ就可达到CD音质。此外，选购者如果只是普通应用，如看看CD、玩一些简单的游戏等，选购一般廉价的声卡就足够了；如果是用来玩大型的3D游戏，就一定要选购带3D功能的声卡，因为3D音效已经成为游戏发展的潮流，现在所有的游戏都开始支持它了。9. 电源：电源是对电脑供电的主要配件，是将AC交流电流转换成直流电压的设备。电源关系到整个计算机的稳定运行，其输出功率不应小于250W。电源的选购要注意品牌、电源的输出功率、认证、包装等。（二）计算机软件系统计算机软件系统计算机系统所使用的各种程序的总体。软件系统和硬件系统共同构成实用的计算机系统，两者相辅相成。软件系统一般分为操作系统软件、程序设计软件和应用软件三类。1、操作系统：计算机能完成许多非常复杂的工作，但是他却“听不懂”人类的语言，要想让计算机完成相关的工作，必须有一个翻译官把人类的语言翻译给计算机。操作系统软件就是这里的翻译官。常用的操作系统有微软公司的Windows XP/Vista操作系统，以及Linux操作系统、Unix操作系统（服务器操作系统）等。2、程序设计软件：程序设计软件是由专门的软件公司编制，用来进行编程的计算机语言。程序设计语言主要包括机器语言、汇编语言和编程语言（C++、Java等）。3、应用软件：应用软件是用于解决各种实际问题以及实现特定功能的程序。为了普通人能使用计算机，计算机专业人员会根据人们的工作、学习、生活需要提前编写好人们常用的工作程序，在用户使用时，只需单击相应的功能按钮即可（如复制、拖动等任务）。常用的应用软件有MS Office办公软件、WPS办公软件、图像处理软件、网页制作软件、游戏软件和杀毒软件等。有了良好的配置当然就少不了安装了。下面以兼容机为例，简述下多媒体计算机的组装。二、多媒体计算机的组装：1安装机箱:主要是如何拆开机箱.在机箱的背后拧下右面边上的两颗螺丝(有大有小两种螺丝)就可找开机箱。2. 安装电源：先将电源装在机箱的固定位置上，注意电源的风扇要对朝机箱的后面,这样才能正确的散热。之后就用螺丝将电源固定起来。等安装了主板后把电源线连接到主板上。 3. 安装CPU：将主板上的CPU插槽旁边的把手轻轻向外拨再向上拉起把手到垂直位置，然后对准插入CPU。注意要很小心的对准后再插入，不然损坏了CPU，之后再把把手压回，把把手固定到原来的位置。并在CPU上涂上散热硅胶,这是为了与风扇上的散热片更好的贴在一起。 4. 安装风扇：要将风扇安装到主板的CPU上，先把风扇上的挂钩挂在主板CPU插座两端的固定位置上,再将风扇的三孔电源插头插在主板的风扇电源插座上（一般都是在CPU附近）。 5. 安装主板：先把定位螺丝依照主板的螺丝孔固定在机箱，之后把主板的I/O端口对准机箱的后部。主板上面的定位孔要对准机箱上的主板定们螺丝孔，用螺丝把主板固定在机箱上,注意上螺丝的时候拧到合适的程度就可以了,以防止主板变形。 6.安装内存:先掰开主板上内存插槽两边的把手,把内存条上的缺口对齐主板内存插槽缺口,垂直压下内存,插槽两侧的固定夹自动跳起夹紧内存并发出“咔”的一声,此时内存已被锁紧。 7. 安装硬盘：首先把硬盘用螺丝固定在机箱上。接下来插上电源线,并在硬盘上联上IDE数据线,再把数据线的另一端和主板的IDE接口连接，注意:不要把数据线接反了。 8. 安装软驱：安装的方法和硬盘差不多。 9.安装显卡：将显卡对准主板上的PCI插槽插下,用螺丝把显卡固定在机箱上。 10. 连接控制线：首先找到机箱面板上的指示灯和按键在主板上的连接位置(依照主板上的英文来连接),然后区分开正负极连接.将机箱面板上的HDD LED（硬盘灯）、PWR SW（开关电源）、Reset（复位）、Speaker（主板喇叭）、Keylock（键盘锁接口）和PowerLED（主板电源灯）等连接在主板上的金属引脚。 11．完成机箱内部的连接后就可以合上机箱盖连接外面的设备了.在机箱后面的主板I/O端口上找到绿色的圆形接口接上鼠标(USB鼠标接在USB口上),同样找到蓝色的圆形接口接上键盘。接下来在显卡上接上显示器数据线。12．完成以上项目后就可以接通电源了，观察计算机是否运行正常。 13．接下来做CMOS设置（根据选项用的主板的BIOS而定）。安装操作系统(以Win XP为例): 1.从光盘安装，要把BIOS进行设置，使系统能够从光盘启动。方法如下： (1)启动计算机，按下键盘上的Del （有的是按F2）键，进入到主板BIOS设置的主界面。 (2)选择 Advanced BIOS Features 选项，回车进入设置程序。选择First Boot Device 选项，然后按键盘上的方向键将该项设置为CD-ROM（光驱启动），这样就把系统改为光盘启动了。 (3)按F10保存以后的提示是（Y）与否（N）选项，选Y退出设置。(4)然后将光盘放入光驱里，重启电脑，电脑就会自动从光盘运行，并显示安装界面，根据提示一步步进行安装。 注意：在Windows XP拷贝完文件到硬盘，第一次重新启动计算机前，必须把光盘从光驱中取出，否则系统仍会从光盘启动并会循环执行安装程序。(5)接下来基本上点着下一步就可以往下走了！一直到正常进入XP系统界面为止！ 2 .安装硬件驱动程序将主板厂商提供的光盘放入光驱内读碟，让其自动运行：(1) 安装主板驱动程序，选中主板芯片组驱动进行安装。(2) 安装声卡驱动程序，选中声卡驱动进行安装。 (3) 安装网卡驱动程序，选中网卡驱动解压到指定文件夹，并在设备管理器里面进行安装。 (4) 安装显卡驱动程序，放入显卡厂商提供的显卡驱动光盘点击进行安装。 3 .安装应用软件 常用的应用软件有办公软件（如OFFICE2003）、解压缩软件（如WinRAR）、汉字输入软件（如搜狗输入法）、杀毒软件（如诺顿杀毒软件系列）、下载软件（如迅雷）等，只有安装了这一些应用软件才能算是完成了电脑的组装。安装好一台电脑后，难免会出现这样或那样的故障，这些故障可能是硬件的故障，也可是软件的故障。一般情况下，刚刚安装的机器出现硬件故障的可能性较大，机器运行一段时间后，其故障率相对降低。对于硬件故障，我们只要了解各种配件的特性及常见故障的发生，就能逐个排除各个故障。 三、硬件故障维修： 1. 接触不良的故障 接触不良一般反映在各种插卡、内存、CPU等与主板的接触不良，或电源线、数据线、音频线等的连接不良。其中各种接口卡、内存与主板接触不良的现像较为常见，通常只要更换相应的插槽位置或用像皮擦一擦金手指，就可排除故障。 2.未正确设置参数 CMOS参数的设置主要有硬盘、软驱、内存的类型，以及口令、机器启动顺序、病毒警告开关等等。由于参数没有设置或没有正确设置，系统都会提示出错。如病毒警告开关打开，则有可能无法成功安装Windows XP。 3.硬件本身故障 硬件出现故障，除了本身的质量问题外，也可能是负荷太大或其它原因引起的，如电源的功率不足或CPU超频使用等，都有可能引起机器的故障。 4、软件故障 通常是由硬件驱动程序安装不当或是病毒破坏引起的。 驱动程序或驱动程序之间产生冲突，则在Windows XP下的资源管理中可以发现一些标记，其中“？”表示未知设备，通常是设备没有正确安装，“！”表示设备间有冲突，“×”表示所安装的设备驱动程序不正确。 病毒对电脑的危害是众所周知的，轻则影响机器速度，重则破坏文件或造成死机。为方便随时对电脑进行保养和维护，必须准备工具如干净的DOS启动盘或WindowsXP启动盘，以及杀毒软件和磁盘工具软件等，以应付系统感染病毒或硬盘不能启动等情况。此外还应准备各种配件的驱动程序，如光驱、声卡、显示卡、MODEM等。软驱和光驱的清洗盘及其清洗液等也应常备。相对于其它电器产品来说，电脑是一个容易出这样那样故障的东西。电脑出故障了，是许多电脑爱好者头痛的事情，该如何来应对及解决我们所遇到的电脑故障呢？一、先调查，后熟悉。二、先机外，后机内。三、先机械，后电气。四、先软件，后硬件。五、先清洁，后检修。六、先电源，后机器。七、先通病，后特殊。八、先外围，后内部。