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基于51系列單片機(jī)的小型光控焊弧自動(dòng)保護(hù)裝置的設(shè)計(jì)
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資料類(lèi)別
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電子電工畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） |
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課程(專(zhuān)業(yè))
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單片機(jī) |
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關(guān)鍵詞
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單片機(jī)|C8051F330 |
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適用年級(jí)
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大學(xué) |
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身份要求
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普通會(huì)員 |
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金 幣
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100 �。�金幣如何獲得？） |
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文件格式
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word |
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文件大小
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742K |
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發(fā)布時(shí)間
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2010-06-09 09:39:00 |
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畢業(yè)論文 基于51系列單片機(jī)的小型光控焊弧自動(dòng)保護(hù)裝置的設(shè)計(jì)，共63頁(yè)，25393字。
目 錄
畢業(yè)設(shè)計(jì)總說(shuō)明 ……………………………………………………………………………4
畢業(yè)設(shè)計(jì)總說(shuō)明（英文） …………………………………………………………………6
1 緒論 ………………………………………………………………………………………8
1.1選題的意義與背景 ………………………………………………………………10
1.2設(shè)計(jì)流程圖 ……………………………………………………………………8
2單片機(jī)的選型 ……………………………………………………………………………9
2.1單片機(jī)定義 ………………………………………………………………………9
2.2單片機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域 ………………………………………………………………10
2.3單片機(jī)種類(lèi)簡(jiǎn)介 …………………………………………………………………12
2.4本次設(shè)計(jì)中使用的單片機(jī)介紹………………………………………………………14
2.4.1C8051F330主要特征 …………………………………………………………14
2.4.2C8051F330的內(nèi)部結(jié)構(gòu) ………………………………………………………23
2.4.3 C8051F330單片機(jī)的結(jié)構(gòu)圖 …………………………………………………20
3電源電路的設(shè)計(jì) …………………………………………………………………………21
3.1電源電路的簡(jiǎn)介 …………………………………………………………………21
4光電檢測(cè)電路 ……………………………………………………………………………23
4.1光電檢測(cè)電路簡(jiǎn)介 ………………………………………………………………23
4.2.光電檢測(cè)電路的靜態(tài)設(shè)計(jì) …………………………………………………23
4.2.1．光電檢測(cè)器件的選擇 ………………………………………………23
4.2.2 幾種典型光電檢測(cè)器件特性參數(shù)的定較 ………………………………26
4.2.3．焊弧光和硅光二極管的特性介紹 …………………………………27
4.3光電器件輸入電路的靜態(tài)計(jì)算 ……………………………………………28
4.3.1．圖解計(jì)算法 …………………………………………………………28
4.3.2.光電二極管輸入電路的靜態(tài)計(jì)算 …………………………………30
4.4實(shí)際光電檢測(cè)電路分析 ………………………………………………………35
4.4.1實(shí)際的光電檢測(cè)的靜態(tài)電路分析 ……………………………………35
4.4.2實(shí)際的光電檢測(cè)的動(dòng)態(tài)電路分析 ……………………………………36
4.4.3光電檢測(cè)電路原理圖 …………………………………………………36
4.5光電的強(qiáng)弱檢測(cè) ………………………………………………………………38
4.5．1光電強(qiáng)弱的檢測(cè)靜態(tài)分析 …………………………………………38
4.5.2光電強(qiáng)弱的檢測(cè)動(dòng)態(tài)分析 ……………………………………………38
4.5.3光電強(qiáng)弱檢測(cè)電路原理圖 ……………………………………………40
5 升壓電路的設(shè)計(jì) …………………………………………………………………………40
5.1升壓電路的功能簡(jiǎn)介………………………………………………………………40
5.2升壓電路設(shè)計(jì)原理圖………………………………………………………………41
6．加速電路的設(shè)計(jì)…………………………………………………………………………41
6.1加速電路的功能簡(jiǎn)介………………………………………………………………41
6.2加速電路原理圖的設(shè)計(jì) …………………………………………………………42
7輸出電路 …………………………………………………………………………………42
7.1輸出電路的功能簡(jiǎn)介 ……………………………………………………………42
7.2輸出電路原理圖 …………………………………………………………………43
8．LCD驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì) …………………………………………………………………44
8.1 LCD驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介 ………………………………………………………44
8.1.1 LCD的基本結(jié)構(gòu)和靜態(tài)驅(qū)動(dòng)原理 ………………………………………45
8.1.2 驅(qū)動(dòng)波形……………………………………………………………………46
8.2 LCD控制電路的電路原理 ………………………………………………………49
8.3 LCD控制電路的電路設(shè)計(jì) ………………………………………………………51
8.4 軟件設(shè)計(jì) ………………………………………………………………………51
8.4.1 軟件設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介 …………………………………………………………51
8.4.2LCM的驅(qū)動(dòng)程序 ………………………………………………………54
9結(jié)論與展望 ………………………………………………………………………………58
9.1主要工作與結(jié)論 …………………………………………………………………58
9.2有待進(jìn)一步研究的問(wèn)題 …………………………………………………………59
附錄A ………………………………………………………………………………………61
參考文獻(xiàn)……………………………………………………………………………………62
致謝…………………………………………………………………………………………63
設(shè)計(jì)總說(shuō)明
焊接作業(yè)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生對(duì)人體有害的電焊弧光。電焊弧光主要包括紅外線、可見(jiàn)光線和紫外線。這些都屬于熱線譜。焊接電弧溫度在3000℃時(shí)，其輻射波長(zhǎng)小于290mμm；溫度在3200℃時(shí)，其輻射波長(zhǎng)小于230mμm。當(dāng)光輻射作用在人體上，機(jī)體內(nèi)組織便會(huì)吸收，引起組織熱作用、光化學(xué)作用或電離作用，致使人體組織發(fā)生急性或慢性的損傷。
紅外線對(duì)人體的危害主要是引起組織的熱作用。在焊接過(guò)程中，眼部受到強(qiáng)烈的紅外線輻射，會(huì)立即感到強(qiáng)烈的灼傷和灼痛，發(fā)生閃光幻覺(jué)。長(zhǎng)期接觸可能造成紅外線白內(nèi)障、視力減退，嚴(yán)重時(shí)可導(dǎo)致失明。
可見(jiàn)光線的光度比肉眼正常承受的光度大約大到一萬(wàn)倍左右，當(dāng)可見(jiàn)光線輻射人的眼睛時(shí)，會(huì)產(chǎn)生疼痛感，看不清東西，通常叫“晃眼”，在短時(shí)間內(nèi)失去勞動(dòng)能力。
紫外線對(duì)人體的危害主要是光化學(xué)作用，對(duì)人體皮膚和眼睛造成損害。皮膚受到強(qiáng)烈的紫外線輻射后，可引起皮炎，彌漫性紅斑，有時(shí)出現(xiàn)小水泡、滲出液，有燒灼感，發(fā)癢；作用強(qiáng)烈時(shí)伴有全身癥狀：頭痛、頭暈、易疲勞、神經(jīng)興奮、發(fā)燒、失眠等。紫外線過(guò)度照射人的眼睛，可引起眼睛急性角膜和結(jié)膜炎，即電光眼炎。多數(shù)被照射后4-12天發(fā)病，其癥狀是出現(xiàn)兩眼高度羞明、流淚、異物感、刺痛、眼瞼紅腫、痙攣、并伴有頭痛和視物模糊。
為了預(yù)防電焊弧光對(duì)人體的危害，焊接工作在焊接時(shí)必須穿好表面平整、反射系數(shù)大的工作服，戴好手套、鞋蓋，不允許焊工卷起袖口或穿短袖衣、敞開(kāi)衣領(lǐng)從事焊接工作。工作褲穿上后要保證在蹲下時(shí)的足夠長(zhǎng)度，避免腳腕處裸露而被弧光灼傷。必須使用鑲有特制濾光鏡片的面罩，濾光鏡片必須是國(guó)家定點(diǎn)廠生產(chǎn)的合格產(chǎn)品，不可隨意使用一般的墨光鏡。為了保護(hù)焊接區(qū)域其他工作人員的眼睛不受傷害，應(yīng)在焊接現(xiàn)場(chǎng)設(shè)屏障圍住，其屏障的區(qū)域，焊接工人應(yīng)經(jīng)常提醒其他工作人員注意避開(kāi)，有條件的單位可給焊接區(qū)域的其他工作人員配備防護(hù)眼鏡，以免弧光傷眼。
本產(chǎn)品是一種能自動(dòng)變色的焊工護(hù)目鏡，其特點(diǎn)是該護(hù)目鏡的鏡片是多層結(jié)構(gòu)，主要包括液晶盒，液晶盒中有液晶和正、負(fù)電極，兩電極與電容、二極管和電流互感器電連接。電流互感器的原線圈由交流弧焊機(jī)輸出線路電纜直接繞在鐵芯而成。焊接回路有電流通過(guò)時(shí)護(hù)目鏡鏡片受電場(chǎng)影響隨著變黑。吸收大部分的弧光。反之鏡片恢復(fù)透明。焊工工作時(shí)戴上這種鏡既方便又可完全避免弧光對(duì)眼睛的傷害。該產(chǎn)品具有可調(diào)節(jié)按鈕，可以根據(jù)自身需要調(diào)節(jié)護(hù)目鏡的靈敏度，更加方便焊工的使用同時(shí)可完全避免弧光對(duì)眼睛的傷害。
目前國(guó)內(nèi)外護(hù)目鏡產(chǎn)品有兩種:一種為通常用的光控型。即是在焊接過(guò)程中起弧瞬間產(chǎn)生的光，通過(guò)光敏器件的光電轉(zhuǎn)換，控制液晶光閥的工作電壓，改變通過(guò)鏡片的光通量(或是透過(guò)率)，以此達(dá)到減少焊接弧光強(qiáng)度的目的。另一種為光、電、磁結(jié)合為一體的原理，即電磁感應(yīng)加液晶光閥顯示。當(dāng)接通電源時(shí)，鏡片呈現(xiàn)明亮狀態(tài)。在引弧及焊接時(shí)，電焊機(jī)及焊把引線產(chǎn)生電磁波，護(hù)目鏡2電磁接受器接收微弱的電信號(hào)，再經(jīng)過(guò)電子線路放大，推動(dòng)液晶光閥工作，使護(hù)目鏡由明亮狀態(tài)變成暗狀態(tài)，這就切斷或減少?gòu)?qiáng)烈焊接弧光紅外線、紫外線及耀眼可見(jiàn)光的透過(guò)，使焊接操作人員免受焊接弧光的傷害。
本產(chǎn)品采用的芯片為C8051F330單片機(jī)，其中硬件電路部分主要包括電源模塊接口，光電檢測(cè)電路及其接口電路，光電強(qiáng)弱的檢測(cè)電路和接口，LCD驅(qū)動(dòng)電路及其接口電路，升壓電路及其接口，加速電路及其接口電路，按鍵接口。
光電檢測(cè)電路中，光敏元件檢測(cè)到弧光信號(hào)，通過(guò)中斷接口傳送給CPU，CPU檢測(cè)到光信號(hào)發(fā)出指令，檢測(cè)電路采用中斷方式與CPU通信，同時(shí)保證實(shí)時(shí)性，同時(shí)檢測(cè)到光信號(hào)的強(qiáng)弱通過(guò)放大，濾波等得到一個(gè)高電平給A/D轉(zhuǎn)換接口傳給CPU；加速電路采用負(fù)壓電路，升至-12V以上，用以對(duì)LCD偏轉(zhuǎn)時(shí)的加速脈沖；CPU控制LCD驅(qū)動(dòng)的模擬電壓幅度，在一定的電壓幅度下，采用一個(gè)方波發(fā)生電路，頻率固定，符合70~120Hz范圍；溫度傳感器設(shè)計(jì)由CPU設(shè)定溫度能夠輸出0~5V范圍的溫度信號(hào)。
在軟件設(shè)計(jì)方面，單片機(jī)對(duì)LCM12232的初始化，驅(qū)動(dòng)，控制；光電檢測(cè)，溫度傳感器的溫度設(shè)定程序，按鍵去抖等，本論文只給出驅(qū)動(dòng)程序。
關(guān)鍵字：?jiǎn)纹瑱C(jī)；C8051F330；焊弧光
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