基于AT89S51单片机核心的温度控制系统的设计.doc

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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流基于AT89S51单片机核心的温度控制系统的设计.精品文档.基于AT89S51单片机核心的温度控制系统的设计 摘要 本文介绍了以AT89S51单片机为核心的温度控制系统的工作原理和设计方法。温度信号由温度芯片DS18B20采集，并以数字信号的方式传送给单片机。文中介绍了该控制系统的硬件部分，包括：温度检测电路、温度控制电路、PC机与单片机串口通讯电路和一些接口电路 .摘要本文介绍了以AT89S51单片机为核心的温度控制系统的工作原理和设计方法。温度信号由温度芯片DS18B20采集，并以数字信号的方式传送给单片机。文中介绍了该控制系统的硬件部分

2、，包括：温度检测电路、温度控制电路、PC机与单片机串口通讯电路和一些接口电路 。单片机通过对信号进行相应处理，从而实现温度控制的目的。文中还着重介绍了软件设计部分，在这里采用模块化结构，主要模块有：数码管显示程序、键盘扫描及按键处理程序、温度信号处理程序、继电器控制程序、单片机与PC机串口通讯程序。 关键字：单片机 DS18B20温度芯片 温度控制 串口通讯 整个系统的功能是由硬件电路配合软件来实现的，当硬件基本定型后，软件的功能也就基本定下来了从软件的功能不同可分为两大类：一是监控软件（主程序），它是整个控制系统的核心，专门用来协调各执行模块和操作者的关系。二是执行软件（子程序），

3、它是用来完成各种实质性的功能如测量、计算、显示、打印、通讯等。每一个执行软件也就是一个小的功能执行模块。设计者应将各执行模块一一列出，并为每一个执行模块进行功能定义和接口定义。各执行模块规划好后，就可以规划监控程序了。首先要根据系统的总体功能和键盘设置选择一种最合适的监控程序结构，然后根据实时性的要求，合理地安排监控软件和各执行模块之间地调度关系。 目  录摘要   3一、 方案设计与论证 31、 测量部分32、 主控制部分43、 总结4二、 各电路的设计 51、 键盘电路52、 加热器控制电路83、&n

4、bsp;温度测试电路84、 七段数码管显示电路95、  口通讯电路10三、程序设计11 概 述11  1、  程序结构分析11(毕业设计)   2、  主程序12四、测试方法和测试结果12 1、   测试环境12 2、   测试方法12 3、   测试结果134、   测试结果分析13五、总结13七、应用举例14【参考文献】15附：使用说明15    外观图片16 引言投入产出分析，是从以部门为生

5、产单位的生产技术联系角度出发，通过整体技术和数量结构平衡来揭示经济体系循环结构的一种理论体系，或者说是对古典一般均衡理论简化的一种结果或方法。本文企图从分析一般均衡理论的思想和模型入手，着重探讨投入产出分析对一般均衡理论简化的思路及其基本假设等若干方法论问题，并由此初步提出投入产出分析在中国应用存在的若干方法论问题。一、投入产出分析方法是一般均衡理论的一种简化1、一般均衡理论的思想内容及其在西方经济学中的地位与意义一般均衡理论是瓦尔拉斯对西方经济学独特的贡献，是西方经济学的最核心的概念和思想。这一理论的基本思想或要解决的问题是，论证在存在着大量商品种类的市场条件下，根据所有商品之间相互联系的思

6、想，最终确定各种商品均衡价格同时形成的结果或模型。一般均衡理论认为,各种经济现象之间的关系都可以表现为各种商品之间的数量关系，这种数量关系全面地相互依存、影响，并在一定条件下达到均衡。其基本思想是，一种商品的供给、需求和价格都并不是独立，而是相互作用决定的，亦即任何一种商品的需要和供给，不仅是这一商品价格本身的函数，而且也是所有其他商品价格的函数。当所有商品的供求都相等时，整个价格体系就形成一般均衡的状态，而这时的价格就是均衡价格，且瓦尔拉斯认为这种价格就是商品的价值。因此，要确定某些经济变量的值，就不应只采用因果的方法去寻求每个经济变量的唯一决定因素，而必须把这些经济变量间的关系表现为函数关

7、系，并用方程组同时求得它们的解。在一般均衡理论模型中，是由许多方程构成复杂的方程组决定所有商品的价格，整个模型反映了整个经济系统的复杂变化，而同时整个经济系统复杂变化的规律又表现为，所有商品价格之间相互影响和决定可通过方程组求解来完成。一般均衡思想认为，在一般均衡价格的条件下，市场不需要进行调整；而如果在一般均衡状态下，某一个商品（或市场）由于外来需求量（或供给量）的变化而导致了供需不平衡，为了在新的条件下实现平衡，所有商品价格就会发生变动，最终达到新的均衡状态。瓦尔拉斯把他的全部均衡论体系，以代数联立方程式的形式建立了一个一般均衡数学模型。为了更为具体地了解一般均衡理论或思想，下面就一般均衡

8、模型的一种简单形式作一简要介绍 。 字 内容简介本设计的建筑场地位于湖北省武汉市某家属区,东西长45m,南北长14m,总占地面积672m2,其中底层为结构,层高3.6m,为底层商铺使用;2-5层为砖混结构,层高2.8m,为使用.本建筑为底框楼,底层为商铺,二至五层为住宅.承重墙砌体为机制粘土砖,填充墙砌体选用陶粒砌块.总建筑面积3222.275 m2.底层层高3.6m,二至五层层高2.8m,屋顶标高14.8m 本地区抗震设防烈度为8度，设计基本地震加速度为0.20g，设计地震第一组,水平地震影响系数最大值 ,不考虑竖向地震作用,特征周期Tg=0.35s.   文件组成及目录 &nbs

9、p; 正文（共61页）、CAD图纸（共16张）、开题报告第一部分 设计资料 31.1基本资料 31.1.1地质资料 31.1.2气象资料 31.1.3抗震基本资料 31.1.4设计要求 31.2 平面设计 31.2.1 方案选定: 31.2.2 房间尺寸的确定 4第二部分 设计说明 52.1建筑设计总说明 52.1.1工程概况 52.1.2 设计依据 52.1.3工程做法 52.2结构设计总说明 62.2.1一般说明 62.2.2地基基

10、础部分 62.2.3混凝土结构部分 62.2.4填充墙 82.2.5注意 8第三部分 结构计算 93.1工程做法及荷载 93.2 预制板的选用 103.2.1屋面板的选用 103.2.2楼面板的选用 113.3基本结构及构件的设计及计算 113.3.1抗震设计及验算 113.3.2卫生间现浇板的计算 153.3.3 过梁的选用计算 183.3.4 楼梯的计算 203.3.5框架结构的计算 25 3.3.6基础设计 39参考文献 

11、;59致    谢 60 CAD图纸（共17张）建筑说明结构说明顶层结构平面图顶层平面图东西立面图二五层结构平面图二五层平面图基础大样图基础平面图立面图连续配筋图楼梯大样榀二配筋图榀一配筋图屋顶平面图一层结构平面图一层平面图 摘要随着改革开放的大潮的推动，我国人民生活水平得到了很大的提高，物质生活水平也有了质的飞跃。家用电器大到冰箱、彩电小到电饭煲、电水壶都已经很普及了。现代生活越来越追求简单方便，无绳电水壶的使用也成了必然趋势。提高拉生活水平，人们便会更加注重安全，所以对家用电器的安全会更加注重。在这次毕业设计中我对WCB型无绳电水壶的安全使用和使用寿

12、命进行了研究。对其壶体与壶座的耐久实验进行了设计。模仿WCB型无绳电水壶在日常生活中使用时的动作设计拉“WCB型无绳电水壶耐久插拔实验机”。本设计总共包括三大部分：机械结构部分、电气控制与PIC控制部分和气压传动部分。机械结构部分的设计主要包括对壶体夹持部分，使壶体模仿日常使用时上下移动部分和壶底的固定部分。首先，考虑水壶装满水后总重量约为2KG，壶体本身为硬质材料制成。设计中壶体的夹持部分应该提供一个相应大小的力，即能夹持壶体，带动它一起动作，又不能对壶体表面进行破坏。设计中选用膜片式夹紧气缸来对壶体进行夹紧，由于该夹紧装置在与虎体接触处使用橡胶材料制造，所以对壶体本

13、身就有一定的保护作用。其次，模仿水壶日常使用时的上下移动，假使水壶夹紧后从原位向上提升180mm后开始下降2/3的距离然后放开水壶，让其自由下落与壶底接触。这样就完成了一次模仿水壶日常使用时的动作。让壶体夹紧部分再回到原位后就可以进行下一次的动作。最后是对壶底的固定部分的设计，这一部分的设计主要目的就是固定壶底，使其在壶体的 动作过程中不会移动。壶底一般为圆盘状，所以我着机了Y型夹紧方式，在机器底部设置了三个夹紧用的压板来固定壶底。 电气控制与PLC控制部分的设计只要是针对使壶体模仿日常动作上下移动时的动作流程进行的。夹紧壶体部分通过通过两个电磁阀控制（夹紧电磁阀YV1和松开电磁阀YV2），夹

14、紧壶体上升和下降动作由电动机正反转控制。每分钟循环动作10次，记数1000次。则需要加时间继电器，通过时间继电器延时闭合和延时断开开控制每一循环周期所用的时间；加数字显示器来记数并显示循环次数。本次设计中，机器的动作比较固定，没什么灵活性的动作，是进行比较固定的路线进行工作，由此特性可选用由PLC的步进指令来控制它的动作循序。步进指令又称STL指令，在PLC中还有一条使ST L指令复位的RET指令，利用这两条指令就可以方便的达到对顺序工作的系统控制的功能。由于本设计系统的输入和输出点较少，要求控制的部分体积小，并能够使用计算机对PLC进行监控和管理，故选用日本三菱公司生产的多功能小型FZX-4

15、8MR主机，该主机足以满足本次设计中的机器的动作要求。气压传动部分的设计，在本设计中主要是用于对壶体的夹紧部分。在设计中运用了4个EV-15/40-4型膜片式夹紧气缸对壶体进行夹紧。在这个气动系统中气源装置选用了常见的气源三连件398，213，在线路中加上带压力表的调压阀来调节气缸输出压力的大小。用二位五通电磁阀3K25D-L4AC220V来控制气缸的动作顺序。同时，在本设计中夹紧壶体后的上下移动也可以由气压传动来实现该动作。用带磁性限位开关的短形成气缸QGD-C-32-50来支撑起夹持壶体部分，在气缸的进气口和拍气口加上单向节流阀配合一个 二位五通电磁阀一齐就可以实现夹紧壶体部分的上升和下降

16、动作。 这次设计是机电一体化中典型的“可编程序控制器PLC+气动元件”组成的控制系统，再加上简单的机械类设计。最终达到的目的是模仿WCB型无绳电水壶在日常生活中使用时的动作对其耐久插拔方面进行检验。每分钟动作10次，动作周期：夹紧——上升——下降2/3——松开——下降。记数1000次，最终能检验电水壶在耐久插拔 而在电气控制与PLC控制设计中，首先通过利用各种电气元件相互连接组成电气控制原理图，通过电气控制来控制机器设备所需要的各种动作。用PLC来控制各个动作的先后顺序和单周

17、期动作与自动循环的转换和执行。在气压传动设计中，主要是对4个膜片式夹紧气缸的设计。设计气缸的内径和外径的大小、设计了气缸进气和排气口的直径大小。而在这个设计中对壶体夹持部分的上下移动部分的设计有两中方式可以达到同一种效果：一种是通过电气控制中的，夹持支架上下移动由一个正反转电动机对其实现上下移动的拖动；另一种是利用气压传动中的由一个气缸的进气口和排气口加上节流阀再配上一个二位五通的电磁阀来控制夹持支架的上下移动。 摘  要在全球能源紧张、注重环境保护的今天，提高能源利用效率和发展可再生能源已成为无可争议的可持续发展能源的两个重要方面。风能作为一种无污染和可再生的新能源有着巨大的发展潜

18、力。随着风能的开发和利用技术的发展,风力发电技术取得了显著的进步,并逐渐成为能源技术中的一个分支。风力发电机的叶片在风中的转速每分钟只有二十转左右，但发电机发电需要每分钟上千转的转速，因此需要通过增速箱增速来达到发电机发电所需要的转速。增速箱是保证风力发电机具有先进性、高可靠性、易维护性及经济性的重要部件。因此这就要求增速箱的能够实现高传动比，重量轻，体积小，效率高等特点。而行星齿轮传动是目前所有传动方案中最能实现这些要求的传动技术。因此风力发电增速箱常采用行星齿轮传动。常见的有两级2K-H (NGW)型行星传动加一级定轴传动组合，一级2K-H (NGW)型行星传动加两级定轴传动组合，一级双联

19、(NW)型行星传动加一级定轴传动组合。本文就是采用一级双联行星传动加一级定轴传动组合，它的径向和轴向尺寸都较小。本设计以1.5MW风力发电机增速箱为对象，分析其传动方案包括结构形式、进行传动比的优化分配以及关键零部件的详细设计，并应用AutoCAD软件绘制传动升速箱的装配图，写出升速箱的设计说明书。 关键词: 风能风力发电增速箱  行星齿轮传动  优化ABSTRACTNowadays，the worldwide energy resources are intension and many countries focus on environmental protectio

20、n.So improving the energy utilization efficiency and developing the renewable energy are two important parts.Wind energy is one of the new and renewable resources that have the good favorable development prospect. With the development of the exploitation and utilization of wind energy，the wind power

21、 generation technology also has the marked progress and becomes an embranchment of energy technology. The rotation speed of wind turbines leaf blade is only about twenty rpm，but the electric generator needs thousands of rounds per minute.Therefore it needs a speed-increase gearbox. The speed-increas

22、e gearbox is the important part of the wind power generation ,which makes the wind power generation advanced, high reliability,easy maintainability and economy. Accordingly,it demands that the speed-increase gearbox can implementation high gear ratio, light weight, small size and high reliability. A

23、t present the planetary gear transmission is the best choice.So the planetary gear transmission is usually adopted at the speed-increase gearbox of wind power generator. The representative transmission schemes are two 2K-H (NGW type)planetary gear transmission combining with a fixed axis gear transm

24、ission，a 2K-H (NGW type )planetary gear transmission combining with two fixed axis gear transmission and a duplex planetary gear(NW type)transmission combining with a fixed axis gear transmission. This article adopts the duplex planetary gear transmission combining with a fixed axis gear transmissio

25、n. Both the radial and the axial sizes of it are small. This article researches the speed-increase gearbox of 1.5MW wind power generator. In this article, we analyze the transmission scheme including structural style , optimize the transmission ratio and design the key parts in detail. The assembly

26、diagram of the speed-increase gearbox and the design specifications of the transmission system are provided. Key words: wind energy, the speed-increase gearbox of the wind turbine generator, the planetary gear transmission,optimization本文研究的主要内容：、根据兆瓦级风力发电机叶片主轴和发电机的工作转速及额定功率，设计增速传动齿轮箱的总传动比和功率；、根据风力发电

27、机增速传动齿轮箱体积小重量轻和便于高空维护的要求，选择合理的齿轮传动形式和结构，确定传动级数，进行传动比的分配设计；、根据兆瓦级风力发电机的功率，使用载荷谱和寿命的要求，对增速传动齿轮箱（含各级齿轮、轴、轴承等）进行强度和寿命设计；、根据增速传动齿轮箱零部件等强度等寿命的设计原则和增速传动齿轮箱轻量化的要求，在保证强度和寿命的条件下，对增速传动齿轮箱进行传动比优化分配和参数优化设计；、画出增速传动齿轮箱的总装图。本次设计主要要考虑到风力发电机增速传动齿轮箱体积小重量轻的要求，目前在机械传动装置中，能减小装置的外廓尺寸和重量，达到体积小重量轻以及实现高的传动比所采用的最主要的传动型式就是行星传动

28、。并且在设计中要考虑到传动齿轮箱各个零部件的等强度等寿命的设计原则，在保证强度和寿命的条件下要对传动齿轮箱进行传动比优化分配和参数优化设计。 目   录    字中文摘要    ABSTRACT    1绪论    1  1.1 本文研究的背景和意义    1  1.2 国内外的研究和发展现状    2   1.3 风力发电机的原理   

29、 31.4 行星齿轮传动的特点    41.5 本文研究的内容    6    2 传动方案的选型    72.1 已知条件    72.2 选取传动类型和传动简图    72.3由已知条件推导得出的确定条件    8    3 传动比的优化设计    93.1 优化设计方法概述    93.2 优

30、化设计目标函数的建立    9    3.3 优化设计约束条件的建立    10    3.3.1 传动比条件    10    3.3.2 邻接条件    11    3.3.3 同心条件    11    3.3.4 安装条件    11  &n

31、bsp; 3.3.5 齿轮不发生根切的条件    11    3.3.6 模数约束    12    3.3.7 齿轮接触强度条件    12     3.3.8 齿轮弯曲强度条件    20    3.4 建立传动齿轮箱的数学模型    25    3.5 利用Matlab求解最优值 &

32、nbsp;  27    3.5.1 Matlab软件的介绍    28    3.5.2 本次设计所调用的优化函数的介绍    28    3.5.3 建立目标函数的M文件    28    3.5.4 建立约束函数的M文件    28    3.5.5 求解并对结果圆整    29&n

33、bsp;   3.5.6 优化结果与原设计的对比    31    3.6 利用最优解计算齿轮的基本参数    31    3.6.1 传动比的计算    31    3.6.2 行星齿轮的基本参数    32    3.6.3 斜齿轮的基本参数    33    4 结构设计&

34、nbsp;   344.1 齿轮结构设计    34 4.2 机体结构设计    344.3 行星齿轮传动的均载机构    354.4 轴的结构    35    4.4.1 输出轴的结构设计    36    4.4.2 中心轴结构设计    37    4.4.3 行星轮心轴结构设计  

35、;  38    5 关键零件校核    405.1 行星轮心轴强度校核    40    5.1.1 轴的受力分析    40    5.1.2 求支反力    40    5.1.3 求合成弯矩    42    5.1.4 求危险截面的当量弯矩    4

36、2    5.1.5 按弯扭合成强度校核    43    5.1.6 校核轴承    435.2 输出轴的校核    44    5.2.1 轴的受力分析    44    5.2.2 求支反力    44     5.2.3 求合成弯矩    45 &nb

37、sp;  5.2.4 求危险截面的当量弯矩    45    5.2.5 按弯扭合成强度校核    46    5.2.6 校核轴承    465.3 中心轴的校核    486 齿轮的润滑    496.1 齿轮润滑的意义    496.2 润滑方式的选择    496.3 润滑装置   

38、; 497 结论    50致 谢    51参考文献    52   摘 要随着汽车工业的蓬勃发展，对汽车及其零部件的安全可靠性要求也就不断发展提高，作为汽车发动机的心脏部件油泵，一旦.出现故障，轻则造成汽车抛锚，重则造成车毁人亡，给人类的生命财产带来严重的危害。而齿轮油泵轴的断裂又是油泵最容易失效的方式之一。近几年来，随着油泵凸端喷射压力不断提高，轴断裂现象更为频繁发生，占不仅给油泵生产厂商带来巨大的经济损失，还严重地损害了油泵生产厂商的社会信誉。因此尽快找出轴断裂的原因并提出相应的改进措施

39、迫在眉睫，具有重要的经济效益及社会效应。本课题就是分析研究齿轮油泵轴断裂失效的原因并提出了对策。本文运用失效分析程序图及失效分析鱼骨图的方法，从原材料、加工工艺过程和设计强度等角度出发，对齿轮油泵轴的疲劳断裂失效原因首次进行了详细地剖析并提出了一些相应的改进措施。通过宏观和微观断口分析，确定凸轮轴的断裂性质为旋转弯曲扭转复合疲劳断裂。冷加工过程中键槽部位的加工尖角和热处理过程中在键槽表面渗层中产生的网状碳化物直接导致了疲劳裂纹的萌生;由于锥体部位的加工精度太差致使凸轮轴与提前器两锥面贴合面积小于技术要求，导致由锥面贴合产生的摩擦力不能满足传递扭矩的要求，使两锥面产生相对运动，致使键槽受力，从而

40、加剧了己在键槽尖角处萌生的微裂纹扩展。应力计算表明，轴锥体键槽上方处所受的应力较大，再加上冷热加工缺陷在键槽处引起的应力集中，所以锥体键槽上方处最容易萌生疲劳裂纹并快速扩展。这也就是疲劳断裂主要发生于该部位的原因。热处理淬火工艺不当，心部组织中出现大量的未溶铁素体，羽毛状上贝氏体和魏氏组织等异常组织，也会使凸轮轴的疲劳强度及心部韧性急剧下降，促使疲劳裂纹快速扩展，最终导致凸轮轴两种类型的断裂。针对上述失效原因，提出了以下改进措施:(1)在结构允许的条件下，尽可能加大键槽底部的圆角过渡(2)提高冷加工质量，增加锥面贴合面积及表面光洁度(3)改进热处理工艺，提高热处理质量。通过理论分析及反复试验采用锥体表面涂防渗碳剂新工艺代替原有工艺即锥体高频退火，取得了令人满意的效果，轴采用新工艺热处理半年多来，至今未发现轴断裂现象的发生。 目 录第1章 绪论-111.1油泵的发展历史及国内外现状-121.2油泵系统-121.2.1油泵的作用-121.2.2油泵的组成及工作原理-121.3机械失效模式及分析-141.3.1机械失效模式-141.3.