1、毕业实习报告题 目：CK-300M 系列高精度微电脑温度控制仪姓 名： 石瑶专 业： 电子信息工程班级学号： 08041504指导教师： 袁伟勤南昌航空大学科技学院信息工程系2011 年 12 月 28 日目 录前言-1 第一章 微电脑温控仪原理-21.1 工作原理及硬件结构图-21.2 显示板功能电路图及原理分析-31.3 程序标志单元介绍及分析-5第二章 调试和排故- 83.1 调试-83.2 故障的排除-8第三章 毕业实习总结与体会- 9第四章 对实习工作的建议 -9参考文献- 10附录 1 显示板功能图-11附录 1 显示板元件清单-11前言CK300M 系列高精度微电脑程序控制仪，是
2、为纺织、印染行业开发研制的一种新型工业自动化控制仪表。它使印染行业长期存在的色差、色花、缸差及色牢等质量问题得到了满意的解决，并对提高染织物的染色质量、节约能源、提高印染设备自动化程度和减轻工人劳动强度等方面，均取得了良好的效果和明显的经济效益。CK-300M 系列高精度微电脑程序控制仪的控温范围：25150、精度可达0.2、除此之外本仪器从硬件和软件上采用多种干扰技术，因此具有很强的抗干扰能力。这种控温仪采用测温电路、高精度低温漂移放大器、滤波电路、A/D 转换系统、反馈控制，具有开关量和模拟量输出，模拟输出信号电流 420mA。在各种条件下都能正常工作，它现已被广泛应用与实际生产，发挥了巨
3、大的经济效益它是南昌航空工业学院为纺织印染行业开发的，在印染过程中对染缸水温进行测量和控制，最终按照预先输入的工艺曲线完成印染操作。该仪器是高精度微电脑程序控制仪，不仅具有优良的温控功能，还具有多种辅助控制功能如给液控制、排放控制、液面位置检测与控制、染液循环泵的单向循环控制和双向可变参数循环控制、染色过程中的溢流水洗控制。这些辅助控制功能，可用于染色工艺全过程的自动控制，也可只采用部分控制功能。通过测绘 CK-300M微电脑温度控制仪的电路图，组装、排故和调试，以达到对一成功的电子设备的深入了解、剖析、应用的目的。第一章 微电脑温控仪原理1.1 工作原理及硬件结构框图微电脑温控仪由四部分组成
4、：键盘显示板、I/O 控制板、主板、电源板。首先由 pt_100 构成的精密测量电桥获得的微弱模拟量经放大送给 A/D 转换电路，然后 A/D 转换电路就将模拟量转换为数字量送给 AT89C51 单片机进行处理，处理完后之后又要将其转换回模拟量输出用于显示板显示。主板芯片组成有：AT89C51、2764、74LS373、6264、74LS138、DAC0832、74LS244、MC14433、MC1403、ICL7605、CD4060 等芯片。控制系统复位的是看门狗电路，它是在 AT89C51 正常工作时，从 P1.2 脚输出脉冲，该脉冲经过滤波后给 CD4060 复位，使之重新计数；当 AT
5、89C51 程序运行不正常时，P1.2 脚不再输出脉冲，而 CD4060 计数到一定数值就输出一个正脉冲使三极管 Q1（9014）导通，使 74LS14 斯密特触发器的 11 脚为低电平，经74LS14 施密特反相器后成一高电平信号，从而达到系统复位的目的。另外AT89C51 的 P1.0 和 P1.1 脚作为串行通讯口与串行 EEPROM-24C16（存放工艺曲线）连接，对其进行读写操作。该系统用的是外部程序存储器，EPROM-2764 用于存放温控仪的程序，其中也包含了自诊断程序。RAM-6264 与 EPROM-2764 是一一对应连接的，高位地址A8A12 与 8031 的 P2.0P
6、2.4 连接，8031 的高位地址 A13A15 与 74LS138 译码器相连作为各个部分的选通信号。DAC0832 与 UA741 等构成单缓冲式模拟量输出，由外接 24V 电源与控制对象进行控制。硬件结构框图如下：图 1.1 微电脑温控仪原理图微机8051Pt100串行数码显示器键盘指示灯12 路开关量输出8255模拟量输出A/DD/A开关输入量通信 光藕继电器放大1.2 显示板功能电路图及原理分析显示板电路主要由原理图如下图所示：8279740774LS1381387LS138数码管键盘复位电路74LS138138二极管驱动图 1.3 显示板原理1、6264 功能简介6264（如图 2
7、.6 所示）它有 28 条引脚，A0A12 为地址线，在电路中受控与 CPU 的地址总线。D0-D7 为双向数据线引脚，每条引脚内部都有一个输出三态门和一个输入三态门用于选择该引脚用于输入还是输出，OE 为存储器输出允许。在存储器内部，该信号同时接到数据总线的 8 个输出三态门的控制端，在电路中，OE 引脚受控与 COU 的存储器读信号 RD，当 OE 引脚上为低电平时，8个输出三态门同时打开，存储器内部数据输出到 CPU 数据总线上，当 OE 引脚上为高电平时；8 个输出三态门同时截止。WE 为存储器输入允许端，在存储器内部，该信号同时接到数据总线的 8 个输入三态门控制端，在电路中，WE
8、引脚受控与 COU 的存储器读信号 WR, 当 WE 引脚上为低电平时，8 个输入三态门同时打开，CPU 数据总线上数据输入存储器内部数据总线上，当 WE 引脚上为高电平时，8 个输入三态门同时截止。CS 和 CS1 为存储器的片选信号，CS 为高电平有效，CS1 为低电平有效，只有当 CS 为 1 且 CS1 为 0 时，存储器才能工作，否则，存储器的数据总线和地址总线都处于高阻态。V CC为存储器电源输入端，GND 为电源接地端。图 2.6 6264 引脚图1.3 程序标志单元介绍及分析1、看门狗电路看门狗型复位电路主要利用 CPU 正常工作时,定时复位计数器（CD4060）,使得计数器的
9、值不超过某一值,当 CPU 不能正常工作时,由于计数器不能被复位,因此其计数会超过某一值,从而产生复位脉冲,使得 CPU 恢复正常工作状态。典型应用的看门狗复位电路如图 1.4 所示。看门狗电路的应用,使单片机可以在无人状态下实现连续工作,其工作原理是:看门狗芯片和单片机的一个 I/O 引脚相连,该 I/O 引脚通过程序控制它定时地往看门狗的这个引脚上送入高电平(或低电平),这一程序语句是分散地放在单片机其他控制语句中间的，一旦单片机由于干扰造成程序不能正常运行后而陷入某一程序段不断进入死循环状态时,看门狗引脚的程序便不能被执行,这个时候,看门狗电路就会由于得不到单片机送来的信号,便在它和单片
10、机复位引脚相连的引脚上送出一个复位信号,使单片机发生复位,即程序从程序存储器的起始位置开始执行，这样便实现了单片机的自动复位。看门狗电路图2、复位电路AT89C51 的上电复位电路如下图所示，只要在 RST 复位输入引脚上接一电容至 Vcc 端，下接一个电阻到地即可。对于 CMOS 型单片机，由于在 RST 端内部有一个下拉电阻，故可将外部电阻去掉，而将外接电容减至 1F。上电复位的工作过程是在加电时，复位电路通过电容加给 RST 端一个短暂的高电平信号，此高电平信号随着 Vcc 对电容的充电过程而逐渐回落，即 RST 端的高电平持续时间取决于电容的充电时间。为了保证系统能够可靠地复位，RST
11、 端的高电平信号必须维持足够长的时间。上电时，Vcc 的上升时间约为 10ms，而振荡器的起振时间取决于振荡频率，如晶振频率为 10MHz，起振时间为 1ms；晶振频率为 1MHz，起振时间则为 10ms。在图 1.5 的上电复位电路中，使用的是晶振频率为 6MHZ，起振时间为 6ms 当 Vcc 掉电时，必然会使 RST 端电压迅速下降到 0V 以下，但是，由于内部电路的限制作用，这个负电压将不会对器件产生损害。另外，在复位期间，端口引脚处于随机状态，复位后，系统将端口置为全“l”态。如果系统在上电时得不到有效的复位，则程序计数器 PC 将得不到一个合适的初值，因此，CPU 可能会从一个未被
12、定义的位置开始执行程序。上电复位图3、AT89C51 芯片的简介AT89C51 是 一 种 带 4K 字 节 闪 存 可 编 程 可 擦 除 只 读 存 储 器 （ FPEROMFlash Programmable and Erasable Read Only Memory） 的 低 电 压 、 高 性 能CMOS8 位 微 处 理 器 ， 俗 称 单 片 机 。 AT89C2051 是 一 种 带 2K 字 节 闪 存 可 编 程 可擦 除 只 读 存 储 器 的 单 片 机 。 单 片 机 的 可 擦 除 只 读 存 储 器 可 以 反 复 擦 除 1000次 。 该 器 件 采 用 AT
13、MEL 高 密 度 非 易 失 存 储 器 制 造 技 术 制 造 ， 与 工 业 标 准 的MCS-51 指 令 集 和 输 出 管 脚 相 兼 容 。 由 于 将 多 功 能 8 位 CPU 和 闪 烁 存 储 器 组合 在 单 个 芯 片 中 ， ATMEL 的 AT89C51 是 一 种 高 效 微 控 制 器 ， AT89C2051 是 它的 一 种 精 简 版 本 。 AT89C 单 片 机 为 很 多 嵌 入 式 控 制 系 统 提 供 了 一 种 灵 活 性 高且 价 廉 的 方 案 。 外 形 及 引 脚 排 列 如 下 图 所 示图 1.7 AT89C51 引脚图4、 A/
14、D 与 D/A 电 路MC14433 是国产的 3 位半 A/D 转换器，是目前市场上广为流行的最典型的双积分 A/D 转换器。MC14433 具有抗干扰性好，转换精度高，自动校零，自动极性输出，自动量程控制信号输出，动态字位扫描 BCD 码输出，单基准电压，外接元件少，价格低廉等特点。但是其转换速度慢，约 110 次每秒。在不要求高速转换的场合，被广泛采用。图 2.1 A/D 电路图图 2.2 D/A 电路电路图如图 2.2 DAC0832 待转换的 8 位数字量由芯片的 8 位数据输入线 D0D7 输入，经 DAC0832 转换后，通过 2 个电流输出端 11 和 12 输出，11 是逻辑
15、电平为“1“的各位输出电流之和，12 是逻辑电平为“0“的各位输出电流之和。DAC0832 由 8位输入寄存器、8 位 DAC 寄存器和 8 位 D/A 转换电路组成。输入寄存器和 DAC寄存器作为双缓冲，因为在 CPU 数据线直接接到 DAC0832 的输入端时，数据在输入端保持的时间仅仅是在 CPU 执行输出指令的瞬间内，输入寄存器可用于保存此瞬间出现的数据。5、放大电路ICL7650 利用动态校零技术消除了 CMOS 器件固有的失调和漂移（如图 2.3） ，从而摆脱了传统斩波稳零电路的束缚，克服了传统斩波稳零放大器的这些缺点ICL7650 除了具有普通运算放大器的特点和应用范围外，还具有
16、高增益、高共模抑制比、失调小和漂移低等特点，所以常常被用在热电偶、电阻应变电桥、电荷传感器等测量微弱信号的前置放大器中。图 2.3 放大电路电路图第二章 调试和排故一、调试（1） 检测电源板各路电源电压是否与实际电压相同，若不同就要进行电源板排故。（2） 若电源板正常后接下来就是检测主板，对主板进行排故。（3） 检测 I/O 板，检测显示板是否正常。（4） 通电，看能否正常显示 P-GOOD（5） 调零，要配合调试主板上的精密电阻 P1 和 PT-100（6） 调试，分别使 PT-100 的阻值为 111.67、123.24、138.50，看温度显示是否分别为 30、60、100。调试的过程中
17、，调零十分关键，要配合调试主板上的精密电阻 P1 和 PT-100，使得 PT-100 阻值为 109.73，调节 P1 ，使温度显示为 25。然后进行满度调试，配合调节主板上 P2 和 PT-100，使得 PT-100 的阻值为 157.31，而显示温度为 150。然后，分别使 PT-100 的阻值为111.67、123.24、138.50，看温度显示是否分别为 30、60、100，如有较大偏差重新调试零度和满度，直到偏差非常小为止。二、 故障的排除1、根据电路原理图检查底板线，通过各块芯片的原理检查每个连接点是否在理论上相连。2、对于键盘无效的情况可以查找是否是因为数据线的损坏而导致。3、
18、接通电源后，显示板上能正常显示 P-GOOD，但就是键盘有几个按键无法正常工作，之后就重新制作了一个键盘。第三章 毕业实习总结和体会本次实习让我印象颇深的地方是，首先实习科目贴近生活符合实际。其次，团队精神不容忽视，在这次毕业设计中也同学关系更进一步了，同学之间互相帮助，有什么不懂的大家在一起商量，听听不同的看法，对知识更好的理解，所以在这里非常感谢同学的帮助，再次电子课程设计是使我们将学习和实践相结合，丰富自己的知识，提高独立设计与创新能力的一个环节。专业课程设计要求我们应用学科专业基础知识，进行一些简单的设计，它对我们巩固基础知识，培养独立设计和编程能力有很大的帮助。在此更要感谢老师，是你
19、们的细心指导和关怀，能够顺利的完成毕业实习。在排错和调试中无不倾注着老师们辛勤的汗水和心血。从中看到了老师的严谨治学态度、渊博的知识、无私的奉献精神。从尊敬的老师身上，不仅学到了扎实、宽广的专业知识，也学到了做人的道理。在此要向老师致以最衷心的感谢和深深的敬意。本次毕业实习是在校内进行的，研究温控仪的工作原理。CK-300 型温控仪就是各类智能产品中涉及到温度控制的一类，它可以它可分为几个模块：主板，控制板，显示板，电源板和底板。本人主要负责对显示板的测绘和排故，经过同学之间的讨论和老师们认真的讲解，对整个装置有了进一步的了解。在接受了一次系统而深刻的专业思想教育后，使自己增强了从事与本专业相
20、关工作的责任心和光荣感，同时也提高了与他人和谐相处和协同合作的能力，提高自身的综合。从资料的收集中，掌握了很多单片机、LED 显示屏的知识，让所学过的知识有所巩固和提高，并且让对当今单片机、LED 显示屏的最新发展技术有所了解。在整个过程当中，学到了新知识，增长了见识。在今后的日子里，仍然要不断地充实自己，争取在所学领域有所作为。第四章 对实习工作的建议脚踏实地，认真严谨，实事求是的学习态度，不怕困难、坚持不懈、吃苦耐劳的精神是在这次设计中最大的收益。这是一次意志的磨练，是对实际能力的一次提升，也会对未来的学习和工作有很大的帮助。在实习期间本人不早退不旷课，严肃地对待每一个实习环节和项目，为后
21、续毕业设计的顺利进行增加感性认识，为即将走上工作岗位积累感性认识和初步的实践经验。 实习是一个学生从学生的身份向一个职业者转变的一个过渡过程，是一个人迈向社会的很重要一步。每个人都应该认真对待，从中有所收获有所体会。在实习期间我遇到一系列的问题，首先就是本人和同学以及指导老师之前的沟通，在这之前本人是个比较内向的女生，本人试图以这次毕业实习来锻炼自己，虽然沟通还不是那么顺畅，但是总体还是比较有进步，我希望自己在今后的人生道路在沟通语言方面有更大的突破，其次就是本人觉得实验室有些仪器设备需要更新，在实习期间本人发现实验室能够让我们顺利运行程序的电脑非常有限，因此我希望学校在仪器设备管理和更新方面
22、有一定的改善，最后就是觉得校内实习的内容不够丰富和创新，缺乏一定的活力，没有怎么调动学生们的积极性，期待学校在安排实习的方法上和教育上有一定的创新和突破，能够让学生在掌握知识的同时，获得一定的乐趣和启发。参考文献1陆子明.单品级设计与应用基础M.北京国防科技出版社. 20052杨志忠. 数字电子技术基础M.北京高等教育出版社. 20063赵德安. 单片机原理与应用M北京. 机械工业出版社.20064黄继昌. 传感器工作原理及应用实例M北京.人民邮电出版社.19985张友德.单片微型机原理、应用与实验M. 上海.复旦大学出版社.20006陈杰. 传感器与检测技术M.高等教育出版社.2000附录一 显示板元器件清单类型 芯片 个数8279 17407 274LS164 274LS138 275451 8集成电路共阴数码管 16发光二极管 11电阻 各种 22
