南通大学电工电子实验中心
电子系统综合设计实验报告
课题名称：峰值检测系统的设计
姓名：沈益
学号：07
指导教师：陈娟
实验时间：2011年1月3日至14日
峰值检测系统主要由传感器、放大器、采样/保持、采样/保持控制电路、A/D转换电路、数码显示、数字锁存控制电路组成。其关键任务是检测峰值并使之保持稳定，且用数字显示峰值。
一、设计目的
1、掌握峰值检测系统的原理；
2、掌握峰值检测系统的设计方法；
3、掌握峰值检测系统的性能指标和调试方法。
二、设计任务及要求
1、任务：设计一个峰值检测系统；
2、要求：（1）传感器输出0~5mV，对应承受力0~2000kg；
（2）测量值要用数字显示，显示范围是0~1999；
（3）测量的峰值的电压要稳定。
三、设计原理
1、设计总体方案
据分析，可确定需设计系统的电路原理框图如图1所示：
图1 峰值检测系统原理框图
2、各部分功能
传感器：将被测信号量转换成电量；
放大器：将传感器输出的小信号放大，放大器的输出结果满足模
数转换器的转换范围；
采样/保持：对放大后的被测模拟量进行采样，并保持峰值； 采样/保持控制电路：该电路通过控制信号实现对峰值采样，小于峰值时，保持原峰值，大于原峰值时保持新的峰值；
A/D 转换：将模拟量转换成数字量； 译码显示：完成峰值数字量的译码显示；
数字锁存控制电路：对模数转换的峰值数字量进行锁存，小于峰值的数字量不锁存。 三、电路设计
1、传感器：本文不予考虑；
2、放大器：由于输出信号为0~5mV ，1mV 对应400kg ，因此选用电压增益为400的差动放大电路（该电路精度高），如图2所示。
u 1
u 2
u o1
图2 差动放大电路
根据公式 400R )
/R 2R (1R u u A 3
124i o1U =+-==
，分配第一级放大器放大倍数为8/R 2R 112=+，分配第二级放大器放大倍数为
508
400
R R 34==，则选取电阻值分别为 1.6K R 1=， 5.6K R 2=，2K R 3=，K 001R 4=，四只
电阻均选1/8W金属膜电阻，三个放大器可选具有高输入共模电压和
输入差模电压范围，具有失调电压调整能力以及短路保护等特点的μ741型运算放大器。
A
3、采样/保持：选用LF398采样保持集成电路芯片，电路如图3所示。
图3 采样/保持电路
LF398的8脚是采样/保持控制脚，当该脚输入高电平时，LF398
进行采样，输入低电平时保持。采样时输入信号使采样保持电容
C迅
H
速充电到
V。其中H C可选用电阻大、漏电小的聚苯乙烯电容，可取i
=。
uF
C
1.0
H
4、采样/保持控制电路：该电路选用比较电路，如图4所示。
图4 采样/保持控制电路
比较电路将LF398的输入端电压与输出端电压相比较，产生一
个控制信号
V，用K V控制LF398的逻辑控制脚，此外K V还用来控制K
数字锁存控制电路。当O2i V V >时，比较器输出K V 为高电平，使LF398采样；当O2i V V <时，比较器输出K V 为低电平，使LF398保持。图中
4A 选用A μ741型运算放大器，二极管选用普通硅二极管2CK11。C H
5、数字显示表头电路：该电路由A/D 转换和译码显示电路组成，如图5所示。
图5 数字显示表头电路
该电路可采用2
13位数字电压表，元件选择如下：2
1
3位A/D 转换器MC14433，七路达林顿驱动器MC1413，BCD 到七段锁存-译码-驱动器CD4511、基准电源MC1403和四个共阴极数码管。
6、数字锁存控制电路：数字锁存控制电路时保证A/D 转换的峰值数字被锁存在2
1
3位A/D 的输出锁存器里，且当被测信号不在量程内时，超量程或欠量程信号将控制小于峰值的数字量不能锁存。为完成峰值锁存必须掌握MC14433两个管脚的功能，其中一个管脚是数字显示更新输入控制端DU ，另一个管脚是转换周期结束标志输出端EOC 。DU 功能为：当DU 为高电平时，A/D 转换结果被送入输出锁存器内；
当DU 为低电平时，A/D 转换器仍输出锁存器中原来的结果。EOC 的功能是：每一个A/D 转换周期结束时，EOC 端输出一个正脉冲。通常电路利用EOC 端的输出控制DU ，则每次A/D 转换结果都被输出，而峰值检测电路只允许峰值结果输出，小于峰值不输出。所以电路必须设置在峰值时，EOC 的输出才能控制DU 。考虑2
1
3位A/D 转换器转换周期为1/3s ，当峰值信号来到时，应允许EOC 的输出在1/3s 内控制DU 端。由于采样/保持电路能在A/D 转换周期内保持峰值的模拟量，所以在A/D 转换周期间峰值数据不会受影响。经过前面的分析，确定数字锁存控制电路如图6所示。
图6 数字锁存控制电路
该电路由单稳态延时电路、或门GA 和与门GB ，图中输入信号K
V 来自比较器的输出，1V K =表示峰值采样，0V K =表示峰值保持，电路工作情况如下：
（1）当1V K =时，或门GA 输出1，允许eoc V 通过与门GB ，若eoc
V 是高电平，则du V 也是高电平。du V 可以控制DU 端，峰值数据被锁存
在A/D 转换器的输出锁存器中。
（2）当K V 由高电平变成低电平时，单稳态触发器的3端是下降沿触发的脉冲展宽延时电路的输入端，在输入脉冲作用下，o V 在1/3s 内仍然保持高电平。在1/3s 内o V 使或门GA 输出1，此间EOC 的输出电平eoc V 能通过与门GB ，eoc V 是高电平时，du V 也是高电平，du V 又可以控制DU 端，使输出锁存器锁存峰值数据。
（3）当0V K =，V 0V o =时，或门GA 输出为0，封锁与门GB ，
eoc V 不能通过与门GB ，与门GB 的输出du V 为低电平，du V 封锁A/D
转换器的输出锁存器，输出锁存器仍输出原来的峰值数据。
单稳态触发器3脚输入信号K V 由高电平变为低电平时，使输出脉冲o V 延时1/3s 的高电平，数字锁存控制电路就能控制A/D 转换器的输出锁存器锁存峰值数据。输出脉冲的延时时间/3s 1T x =由外接部件T R 和ext C 的数值大小决定。
据公式T ext T ext x R C 7.02ln R C T ==，取F 1C ext μ=，将/3s 1T x =，
F 1C ext μ=代入上式，得Ω=K 476R T ，最终去标称值Ω=K 510R T 。（或门选74LS32，与门选74LS08）。
附录：1、系统电路原理图
2、各芯片引脚排列图以及功能表
3、电路硬件搭试照片
4、总结
附录1：系统电路原理图
附录2：各芯片引脚排列图以及功能表1、μA741
引脚图
1、5号脚：偏置（调零端）
2号脚：正相输入端
3号脚：反向输入端
4号脚：负电源
6号脚：输出
7号脚：正电源
8号脚：空脚
2、74LS08
引脚图
功能表
3、74LS32引脚图
功能表
4、74LS121
引脚图
引脚符号说明：
Cext：外接电容端
Q：正脉冲输出端
Q---：负脉冲输出端
Rext/Cext：外接电阻/电容端Rint：内电阻端
B：正触发输入端
A1、A2：负触发输入端
功能表
5、CD4511
引脚图
功能表
输??????? 入输??????? 出
LE BI LI D C B A a b c d e f g显示X X0X X X X11111118 X01X X X X0000000消隐011000011111100 011000101100001 011001011011012
011001111110013 011010001100114 011010110110115 011011000111116 011011111100007 011100011111118 011100111100119 01110100000000消隐01110110000000消隐01111000000000消隐01111010000000消隐01111100000000消隐0111111000000消隐111X X X X锁?????? 存锁存6、LF398
引脚图
引脚符号说明：
V+:正电源电压输入引脚
调零：偏置调零引脚
IN：输入引脚
V-：负电源电压输入引脚
OUT：输出引脚
CH：保持电容引脚
REF：参考电压输入引脚
CON：控制逻辑IN（+）
7、MC14433
引脚图和内部结构图
引脚符号说明：
V AG：被测电压V1和基准电压V REF的地电位V REF：外接基准电压输入端
V1：被测电压输入端
R1、R1/C1、C1：外接积分阻容元件端
C01、C02：外接失调补偿电容端
DU：实时显示控制端，DU端输入一正脉冲，输出端就输出A/D转换结果。若和本电路的EOC端连接，则每次A/D转换结果均输出。CP1、CP0：时钟振荡器外接电阻端，外接电阻R C为300kΩ时，振荡频率为66kHZ。其中CP0为时钟信号输出端，CP1为时钟信号输入端，使用外部时钟信号时由此输入。
V EE：电路的电源最负端，V AG-V EE≥
V SS：除CP0外所有输出端的低电平基准，V DD-V SS≥5V
E OC：转换周期结果标志输出，每一A/D转换周期结束，EOC输出一个正脉冲，宽度为时钟周期的1/2
OR----：过量程标志输出。当|V1|>V REF时，OR----输出为低电平
功能表
8、MC1413
引脚图
MC1413是是高耐压、大电流达林顿陈列反相驱动器，由七个硅NPN 达林顿管组成。MC1413的每一对达林顿都串联一个的基极电阻,在5V 的工作电压下它能与TTL 和CMOS 电路直接相连，可以直接处理原先需要标准逻辑缓冲器来处理的数据。MC1413工作电压高，工作电流大，灌电流可达500mA，并且能够在关态时承受50V 的电压，输出还可以在高负载电流并行运行。
9、MC1403
引脚图
MC1403是低压基准芯片。一般用作8～12bit的D/A芯片的基准电压
等一些需要基本精准的基准电压的场合。
输出电压: V ＋/- 25 mV
输入电压范围: V to 40 V
输出电流: 10 mA
因为输出是固定的，所以电路很简单。就是Vin接电源输入，GND接底，Vout加一个的电容就可以了。 Vout一般用作8～12bit的D/A 芯片的基准电压。
MC1403是美国摩托罗拉公司生产的高准确度、低温漂、采用激光修正的带隙基准电压源，国产型号为5G1403和CH1403。它采用DIP－8封装，引脚排列如图7-1-2所示。UI＝＋～＋15V，UO＝（典型值），αT可达10×10－6/℃。为了配8P插座，还专门设置了5个空脚。其输出电压UO＝Ug0(R3＋R4)/R4＝×＝＋。
MC1403的输入-输出特性
输入电压Ui／V 输出电压Uo／V
10
9
8
7
6
5
当Ui从10V降至时，Uo只变化，变化率仅为－％。
10、数码管
引脚图
附录3：电路硬件搭试照片
附录4：总结
电子系统综合设计不仅是对理论知识的巩固，同时也是动手实践
能力的培养。设计环节是将我们所学理论知识运用到实际中，所需要的理论知识不是单一的，而是电路、数字电子技术、模拟电子技术等的综合，有助于我们学会将理论知识灵活应用到实践中，进一步提高理论水平；硬件实现环节，需要我们有实践经验，例如元器件的布局以及布线等，同时也需要我们有很好的动手能力和耐心。
我认为电子系统综合设计的关键之处主要在于以下几方面：
1、设计方案要合理可行。如果设计方案存在错误或者在硬件实现方面存在问题等，这都将影响整个设计的结果，因此在设计时应注意每一个细节，务必要细心谨慎。
2、器件布局要合理。器件布局直接影响后续的布线，布局不合理，会导致布线复杂，布线难度加大。
3、布线要细心美观。由于所采用的导线比较细，容易出现断裂，在布线时应务必细心，同时应充分利用面包板，尽可能使布线美观。
4、应调试每一个功能模块后在进入下一个功能模块的布线。每一个功能没款都影响着整个系统的功能实现，只有确保每一个功能模块都正确才能保证系统的正确性。
5、熟知系统的功能以及每个模块的功能和调试方法。
经过本次设计环节，我深刻体会到：在实践过程中，我们需要细心耐心，有钻研精神。耐心细心是确保我们实践顺利进行的前提条件，这样才能保证我们在实践过程中不出错误，才能顺利完成实践环节的任务。在实践过程中碰到一些问题，就需要我们有钻研精神，不能因为有问题而放弃，应该耐心细致的排查。
光学系统设计(五) 一、单项选择题（本大题共 20小题。每小题 1 分，共 20 分） 在每小题列出的四个备选项中只有一个是正确的，请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或未选均无分。 1．对于密接双薄透镜系统，要消除二级光谱，两透镜介质应满足 ( )。 A.相对色散相同，阿贝常数相差较小 B.相对色散相同，阿贝常数相差较大 C.相对色散相差较大，阿贝常数相同 D.相对色散相差较小，阿贝常数相同 2．对于球面反射镜，其初级球差表达公式为 ( )。 A.?δ2h 81L =' B. ?δ2h 81L -=' C. ?δ2h 41 L =' D. ?δ2 h 41 L -=' 3．下列光学系统中属于大视场大孔径的光学系统是 ( )。 A.显微物镜 B.望远物镜 C.目镜 D. 照相物镜 4．场曲之差称为 ( )。 A.球差 B. 彗差 C. 像散 D. 色差 5．初级球差与视场无关，与孔径的平方成 ( )。 A.正比关系 B.反比关系 C.倒数关系 D.相反数关系 6．下面各像差中能在像面上产生彩色弥散斑的像差有( )。 A.球差 B.场曲 C.畸变 D.倍率色差 7．不会影响成像清晰度的像差是 ( )。 A.二级光谱 B.彗差 C.畸变 D.像散 8．下列光学系统中属于大视场小孔径的光学系统是 ( )。 A.显微物镜 B.望远物镜 C.目镜 D. 照相物镜 9．正弦差属于小视场的 ( )。 A.球差 B. 彗差 C. 畸变 D. 色差 10．初级子午彗差和初级弧矢彗差之间的比值为 ( )。 ：1 ：1 C.5：1 ：1 11．光阑与相接触的薄透镜重合时，能够自动校正 ( )。 A.畸变 B.场曲 C.球差 D.二级光谱 12．在子午像差特性曲线中，坐标中心为z B '，如0B '位于该点左侧，则畸变值为 ( )。 A.正值 B.负值 C.零 D.无法判断 13．厚透镜之所以在校正场曲方面有着较为重要的应用，是因为 ( )。 A.通过改变厚度保持场曲为零 B.通过两面曲率调节保持光焦度不变 C.通过改变厚度保持光焦度不变 D.通过两面曲率调节保持场曲为0 14．正畸变又称 ( )。 A.桶形畸变 B.锥形畸变 C.枕形畸变 D.梯形畸变 15．按照瑞利判断，显微镜的分辨率公式为 ( )。 A.NA 5.0λσ= B. NA 61 .0λ σ= C.D 014' '=? D. D 012' '=? 16．与弧矢平面相互垂直的平面叫作 ( )。 A.子午平面 B.高斯像面 C.离焦平面 D.主平面 17．下列软件中，如今较为常用的光学设计软件是 ( )。 软件 软件 软件 软件 18．光学传递函数的横坐标是 ( )。 A.波长数 B.线对数/毫米 C.传递函数值 D.长度单位 19．星点法检验光学系统成像质量的缺陷是 ( )。
10KV 母线回路故障检测控制器软硬件设计方案 徐源 南阳理工学院电子与电气工程系 一、系统功能架构设计 根据附件一的要求,设计故障检测与控制系统架构如下: 高压支线电压送入电压互感器后获得合适的 AC 电压, 经感应电压调整器调整成两路电压,一路作为电压采集信号,一路为驱动电路和执行电路供电,为保证系统整体的稳定性和可靠性,在电压调整器上增加一个抑制峰值电压和反向电涌的抗干扰模块,采集到的电平信号经 A/D数模转换以后,送入 CPU 进行处理,当检测到电平信号的异常后,触发 CPU 的中断系统,在小于 0.1us 时间里对事件反应,先由 CPU 软件进行去抖动处理,滤除干扰信号, 然后判断出故障类型, 由 CPU 发出指令, 由调节执行电路完成高压线回路继电器的通断闭合,从而排除或正确判断故障类型。
系统信息适时通过 LED 屏幕或者 LCD 屏幕进行指示,并且延时参数等信息都可以通过面板的控制键盘进行设置,必要时可以用红外遥控器进行设置。 为保障系统的稳定运行,防止 CPU 死机,采用“看门狗”来防止软件意外的发生;为获得系统的适时故障检测信息, 采用 RTC 时钟并对系统进行适时监控, 并把故障信息存储在 8K 的 EERPOM 中去,防止掉电信息丢失,并可以适时对系统历史信息进行查询;数据通信采用 485总线和综自计算机进行通信。 此系统的自动化程度相对来说很高,功能更强大,稳定性也比较高,可以实现时时故 障显示和判断,甚至是简单故障的排除,人员的劳动强度和安全性得到有效保障,因为系统在很短时间内就可以排除故障或显示故障类型,对电力设备的安全有更大的保障。 二、故障检测控制器走线图
本技术公开了一种用于检测化学和生物分析物的高灵敏度光学系统，其包括容器、光导、分析物、激发光源、检测器、激发和发射滤光片以及导光组件。新颖的光学系统被固定在外壳中，并以外部连接或内部连接方式连接到设备，以进行数据输入、处理、显示、存储和通信。该光学系统可以以廉价的移动即时医疗方式对多种疾病进行临床水平的诊断。它可以是具有单个或一组光学结构的独立单元，也可以与其他检测系统例如移动显微镜结合使用成为定性和定量检测设备。它也可以在某些商业仪器中实施以提高灵敏度。此外，光学系统的尺寸可以大大减小，以形成高度集成的芯片实验室解决方案。 权利要求书 1.一种用于检测化学和生物分析物的光学系统，其包括容器、与容器分离的光导、在容器近端和/或在容器侧面的激发光源、在容器远端的检测器、激发和发射滤光片、透镜和沿激发与发射光路的其他光学组件。 2.根据权利要求1所述的光学系统，其中，所述光源是水银或氙弧灯、激光、LED和OLED 等，所述光源以单个光源或多个光源形式存在。 3.根据权利要求1所述的光学系统，其中，所述光导和容器：
由玻璃、石英、其他无机材料、聚合材料、金属或它们的组合材料制成；并且 是透明的、或部分不透明的、或部分被不透明材料覆盖；并且 是圆柱形、矩形或其他形状；并且 是实心的或空心的，或者全部或部分是其他结构。 4.根据权利要求1所述的光学系统，其中，所述分析物： 是容器与光导之间和/或在容器和光导表面上的吸收性或发射性材料；并且 是自吸收性的或发射性的，或者是有吸收性或发射性材料标记物的。 5.根据权利要求1所述的光学系统，其中，所述滤光片： 是吸收滤光片、干涉滤光片或衍射滤光片、或它们的组合；并且 是单个、数列或以多种形式存在。 6.根据权利要求1所述的光学系统，其中，所述检测器是光电二极管、CMOS、CCD、PMT 等。 7.根据权利要求1所述的光学系统，其中，所述光学系统包括分立的、部分集成的或高度集成的光学组件，所述光学组件是单个、数列或以多种形式存在。 8.根据权利要求1所述的光学系统，其中，所述光学系统： 通过连接器或无线通信被外部连接至设备，例如(移动)电话、平板电脑、计算机等，用于数据输入、处理、显示、存储和通信；或者
智能环境监测系统的设计 Design on the intelligent system of monitoring environment
摘要 系统主要由数据采集端和移动监控终端两部分组成。采用16位单片机SPCE061A为处理核心，在数据采集端，利用两片CD4067BE分别挂接16只DHT11温湿度传感器和16只光照强度传感器；采用10位ADC实现对环境声音的实时录制，加入OV7670摄像头进行实时拍照监控，最后把所采集到的数据帧通过NRF905无线传输模块传送到移动监控终端。在移动监控终端，通过NRF905接收数据，将处理后的环境参数数据进行显示，接收到的语音压缩编码通过10位DAC进行解码播放，通过按键切换进入全屏环境参数显示模式或全屏监控照片显示模式，并将接受到的环境参数、声音、照片存储到SD卡中。本文以SPCE061A超低功耗单片机为核心，设计了通用智能终端和智能温湿度传感器，重点介绍了该终端和传感器的任务、硬件、软件以及控制算法的设计与实现。硬件方面，介绍了系统各个部分的设计思想、原理电路以及，并给出了系统总硬件原理图；另外，为了实现系统的低成本和低功耗，在满足设计要求的前提下，尽可能选用了价格低廉和低功耗的元器件。软件方面，采用了时间触发的混合调度器模式设计，对系统各个任务进行了设计，并给出了系统软件低功耗设计方法。 关键词：SPCE061A；多节点；无线传输；HMI Abstract The system is designed for two parts of data acquisition terminal and mobile monitoring terminal. Its processing core is SPCE061A which is a 16 bits mcu. In the data acquisition terminal, 16 DHT11 of single bus temperature, humidity sensor and 16 light intensity sensor are hung on two CD4067BE. The environmental sound is recorded to coding and compression with 10 bits ADC which is built in the mcu at any time. Add OV7670 which is a camera module to monitor at anytime. ALL collected data is transmitted to the mobile monitoring terminal through NRF905 of wireless transmission module. In the mobile monitoring terminal, the data is received through NRF905.The environmental parameter data is displayed after dealing with and the compression coding of speech is decoded to play with 10 bits DAC.We can switch to full-screen environment parameter display mode or full-screen picture display mode with the keys. At last, the environmental parameter, sound and photos are stored to the SD card.Based on the SPCE061A ultra low power microcontroller as the core, a general intelligent terminal and intelligent temperature and
2012年TI杯四川省大学生电子设计竞赛 微弱信号检测装置（A题） 【本科组】
微弱信号检测装置（A题） 【本科组】 摘要：本设计是在强噪声背景下已知频率的微弱正弦波信号的幅度值，采用TI公司提供的LaunchPad MSP430G2553作为系统的数据采集芯片，实现微弱信号的检测并显示正弦信号的幅度值的功能。电路分为加法器、纯电阻分压网络、微弱信号检测电路、以及数码管显示电路组成。当所要检测到的微弱信号在强噪音环境下，系统同时接收到函数信号发生器产生的正弦信号模拟微弱信号和PC机音频播放器模拟的强噪声，送到音频放大器INA2134，让两个信号相加。再通过由电位器与固定电阻构成的纯电阻分压网络使其衰减系数可调（100倍以上），将衰减后的微弱信号通过微弱信号检测电路，检测电路能实现高输入阻抗、放大、带通滤波以及小信号峰值检测，检测到的电压峰值模拟信号送到MSP430G2553内部的10位AD 转换处理后在数码管上显示出来。本设计的优点在于超低功耗 关键词：微弱信号MSP430G2553 INA2134 一系统方案设计、比较与论证 根据本设计的要求，要完成微弱正弦信号的检测并显示幅度值，输入阻抗达到1MΩ以上，通频带在500Hz~2KHz。为实现此功能，本设计提出的方案如下图所示。其中图1是系统设计总流程图，图2是微弱信号检测电路子流程图。 图1系统设计总流程图 图2微弱信号检测电路子流程图
1 加法器设计的选择 方案一：采用通用的同相/反相加法器。通用的加法器外接较多的电阻，运算繁琐复杂，并且不一定能达到带宽大于1MHz，所以放弃此种方案。 方案二：采用TI公司的提供的INA2134音频放大器。音频放大器内部集成有电阻，可以直接利用，非常方便，并且带宽能够达到本设计要求，因此采用此方案。 2 纯电阻分压网络的方案论证 方案一：由两个固定阻值的电阻按100:1的比例实现分压，通过仿真效果非常好，理论上可以实现，但是用于实际电路中不能达到预想的衰减系数。分析：电阻的标称值与实际值有一定的误差，因此考虑其他的方案。 方案二：由一个电位器和一个固定的电阻组成的分压网络，通过改变电位器的阻值就可以改变其衰减系数。这样就可以避免衰减系数达不到或者更换元器件的情况，因此采用此方案。 3 微弱信号检测电路的方案论证 方案一：将纯电阻分压网络输出的电压通过反相比例放大电路。放大后的信号通过中心频率为1kHz的带通滤波器滤除噪声。再经过小信号峰值电路，检测出正弦信号的峰值。将输出的电压信号送给单片机进行A/D转换。此方案的电路结构相对简单。但是，输入阻抗不能满足大于等于1MΩ的条件，并且被测信号的频率只能限定在1kHz，不能实现500Hz~2KHz 可变的被测信号的检测。故根据题目的要求不采用此方案。 方案二：检测电路可以由电压跟随器、同相比例放大器、带通滤波电路以及小信号峰值检测电路组成。电压跟随器可以提高输入阻抗，输入电阻可以达到1MΩ以上，满足设计所需；采用同相比例放大器是为了放大在分压网络所衰减的放大倍数；带通滤波器为了选择500Hz～2KHz的微弱信号；最后通过小信号峰值检测电路把正弦信号的幅度值检测出来。这种方案满足本设计的要求切实可行，故采用此方案。 4 峰值数据采集芯片的方案论证 方案一：选用宏晶公司的STC89C52单片机作为。优点在于价格便宜，但是对于本设计而言，必须外接AD才能实现，电路复杂。
一、光学元件检测系统描述 本系统用于光学元件外观缺陷识别以及产品位置获取，系统采用进口高分辨率工业相机，可 以快速获取产品图像，通过图像识别、分析和计算，给出产品外观缺陷，给出产品坐标，并 输出相应检测结果信号，以便于设备对不合格产品的处理。 二、光学元件检测系统设计方案 台州振皓自动化科技有限公司基于机器视觉图像处理技术研发的光学元件外观缺陷检测系统，具有高精度、高速、多样品化的特点。系统主要模块有：触发模块、图像处理模块。根据用 户需求，样品移动到检测位，触发相机并及时由视觉系统输出检测信号，从而完成检测功能。为了达到高精度的检测要求，首先要产品来料的位置一致，达到的效果是位置准、稳定。 三、系统主要功能 1．高速识别检测功能2/s； 2．检测精度±0.08mm； 3．自动完成被检产品与相机获取图像同步； 4．自动完成光学元件的外观缺陷检测； 5．还可根据需要对不同颜色产品类型学习并检测； 6．对产品图像进行自动存储，可进行历史查询； 7．自动统计（良品、不良品、总数等）； 8．异常时可提供声、光报警、并可控制设备停机； 9．系统有自学习功能，且学习过程操作简单。 四、项目系统检测界面 五、系统主要技术特点 1.操作界面清晰明了，简单易行，只需简单设定即可自动执行检测； 2.检测软件及算法完全自主开发，系统针对性强； 3.可灵活设置检测模板、检测范围； 4.可选择局部检测功能，提高检测速度； 5.专业化光源设计，成像清晰均匀，确保测量任务完成； 6.支持多种型号产品的检测、具备产品在线自动检测等功能； 7.安装简单、结果紧凑，易于操作、维护和扩充； 8.可靠性高，运行稳定，适合各种现场运行条件。
信号检测综合训练 说明书 题目：振动信号检测系统设计 学院：电气工程与信息工程学院 班级：电子（2）班 姓名: 钱鹏鹏 学号：11260224 指导老师：缑新科 2014.12.07
摘要 机械在运动时，由于旋转体的不平衡、负载的不均匀、结构刚度的各向异性、间隙、润滑不良、支撑松动等因素，总是伴随着各种振动。机械振动在大多情况下是有害的，振动往往会降低机器性能，破坏其正常工作，缩短使用寿命，甚至导致事故。机械振动还伴随着同频率的噪声，恶化环境，危害健康。另一方面，振动也被利用来完成有用工作，如运输、夯实、清洗、粉碎、脱水等。这时必须正确选择振动参数，充分发挥振动机械的性能。在现代企业管理制度中，除了对各种机械设备提出低振动和低噪声要求外，还需随时对机器的运行状况进行监测、分析、诊断，对工作环境进行控制。为了提高机械结构的抗振性能，有必要进行机械机构振动分析和振动设计，这些都离不开振动测试。 本文在此基础上设计了一种专用的振动信号检测系统，具有功耗低、体积小、精度高等优点。 信号检测的内容要求： 通过MCS-51系列单片机设计振动信号检测系统。要求如下： 1 振动信号的特点，选择合适的传感器，并设计相应的检测电路； 2 将设计完成的检测电路，通过软件防真验证； 3 主要设计指标：可测最大加速度：-5m/s~+5m/s;可测最大速度：-0.16m/s~+0.16m/s；可测最大位移：-5mm~+5mm；通频带：0.05Hz~35Hz；转换精度：8bit；采样频率：128Hz 4 利用LCD显示振动信号，有必要的键盘控制。
总体设计方案介绍： 本系统由发射电路和接收电路组成。发射电路主要由加速度传感器构成。接收电路由单片机最小系统和外部串口以及显示部分模块三部分组成。。 硬件电路设计： （1）使用MMA8452加速度传感器和STC89C52单片机来实现。 一.设计目的:了解加速度传感器的工作机理，以及单片机的各种性能； 二.设计器材:电源、proteus7.7软件、89C52，MMA8452加速度传感器，导线若干。 三．设计方案介：该系统目的是便于对一些物理量进行监视、控制。本设计以加速度传感器显示出加速度信号即振动信号，再通过单片机将信号从串口接入电脑显示出来，即完成振动信号的检测功能。 （2）振动传感器的分类 1、相对式电动传感器 电动式传感器基于电磁感应原理，即当运动的导体在固定的磁场里切割磁力线时，导体两端就感生出电动势，因此利用这一原理而生产的传感器称为电动式传感器。 相对式电动传感器从机械接收原理来说，是一个位移传感器，由于在机电变换原理中应用的是电磁感应电律，其产生的电动势同被测振动速度成正比，所以它实际上是一个速度传感器。 2、电涡流式传感器 电涡流传感器是一种相对式非接触式传感器，它是通过传感器端部与被测物体之间的距离变化来测量物体的振动位移或幅值的。电涡流传感器具有频率范围宽（0～10 kHZ），线性工作范围大、灵敏度高以及非接触式测量等优点，主要应用于静位移的测量、振动位移的测量、旋转机械中监测转轴的振动测量。 3、电感式传感器 依据传感器的相对式机械接收原理，电感式传感器能把被测的机械振动参数的变化转换成为电参量信号的变化。因此，电感传感器有二种形式，一是可变间隙，二是可变导磁面积。 4、电容式传感器 电容式传感器一般分为两种类型。即可变间隙式和可变公共面积式。可变间隙式可以测量直线振动的位移。可变面积式可以测量扭转振动的角位移。 5、惯性式电动传感器 惯性式电动传感器由固定部分、可动部分以及支承弹簧部分所组成。为了使传感器工作在位移传感器状态，其可动部分的质量应该足够的大，而支承弹簧的刚度应该足够的小，也就是让传感器具有足够低的固有频率。根据电磁感应定律，感应电动势为：u=Blx&r 。式中B为磁通密度，l为线圈在磁场内的有效长度，r x&为线圈在磁场中的相对速度。 从传感器的结构上来说，惯性式电动传感器是一个位移传感器。然而由于其输出的电信号是由电磁感应产生，根据电磁感应电律，当线圈在磁场中作相对运动
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系统设计，既然是系统设计，我们可以将其分解为模块，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。 二、设计任务要求： 设计一个光照强度自动检测、显示、（报警）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。 三、设计所需基础知识及工具 1、基础知识 电路理论中电阻电路的分析、模拟电子线路中运算放大器、 比较器、功率放大器等知识，数字电子线路中开关特性及数 字信号等知识，传感器技术中的光电传感器原理及应用、测 量电路等部分知识。 2、设计工具 电子电路EDA仿真软件：Multisim 电子线路设计软件：Protel99SE。
沈阳航空航天大学 课程设计 （说明书） 峰值检测系统的设计 班级24060403 学号2012040604107 学生姓名郭宁 指导教师于春和
沈阳航空航天大学 课程设计任务书 课程名称模拟与数字电子技术课程设计 课程设计题目峰值检测系统的设计 课程设计的内容及要求： 一、设计说明与技术指标 在科研、生产各个领域都会用到峰值检测设备：例如检测建筑物的最大承受力、检测钢丝绳允许的最大拉力等。本设计的任务是设计一个峰值检测系统，其关键任务是检测峰值并保持稳定。系统可采用如图1所示框图结构：它由传感器、放大器、采样/保持、采样/保持控制电路、A/D(模数转换)、译码显示、数字锁存控制电路组成。各部分的作用如下：传感器：把被测信号量转换成电压量；放大器：将传感器输出的小信号放大，放大器的输出结果满足模数转换器的转换范围；采样/保持：对放大后的被测模拟量进行采样，并保持峰值；采样/保持控制电路：该电路通过控制信号实现对峰值采样，小于原峰值时，保持原峰值，大于原峰值时保持新的峰值；A/D转换：将模拟量转换成数字量；译码显示：完成峰值数字量的译码显示；数字锁存控制电路：对模数转换的峰值数字量进行锁存，小于峰值的数字量不锁存。 图1 峰值检测系统示例方案原理框图 技术指标 1. 放大器输入阻抗：R i>1MΩ；频带宽度：0Hz～1kHz；共模抑制比：K CMRR>70dB。 2. 测量值用数字显示，显示范围为：0 000~1 999；
二、设计要求 1. 传感器输出信号为0～5mV，1mV等效于400kg； 2. 根据技术指标通过分析计算确定电路形式和元器件参数； 3. 画出电路原理图（元器件标准化，电路图规范化）。 三、实验要求 1．根据技术指标制定实验方案；验证所设计的电路，用软件仿真。 2．进行实验数据处理和分析。 四、推荐参考资料 1. 童诗白，华成英主编．模拟电子技术基础．[M]北京：高等教育出版社，2006年 2. 李万臣，谢红编著. 模拟电子技术基础实验与课程设计.哈尔滨：哈尔滨工程大学出 版社，2001 3. 张福学编著. 传感器应用及其电路精选. 北京：电子工业出版社，1992. 五、按照要求撰写课程设计报告 成绩评定表： 指导教师签字： 2014 年12 月26日
液晶显示屏背光源模组表面缺陷自动光学检测系统设计 发表时间：2019-06-17T08:46:59.063Z 来源：《建筑模拟》2019年第16期作者：范明生 [导读] 在当今的科学技术不断发展以及社会经济水平不断提升的时代之中，液晶显示器已经在电视、电脑以及手机等的众多电子产品之中得到了广泛的应用和全面的普及。所以，光学检测技术也得到了进一步的发展。 范明生 深圳秋田微电子股份有限公司深圳龙岗 518000 摘要：在当今的科学技术不断发展以及社会经济水平不断提升的时代之中，液晶显示器已经在电视、电脑以及手机等的众多电子产品之中得到了广泛的应用和全面的普及。所以，光学检测技术也得到了进一步的发展。本文研究了一种自动的光学检测系统的设计，这种光学系统可以对液晶显示品的背光源模组表面存在的缺陷进行自动的检测。 关键词：液晶显示屏；背光源模组；表面缺陷；自动光学检测 引言：在液晶显示屏的生产过程中，原料方面的原因或者是技术方面的原因都有可能导致其背光源模组的表面产生缺陷，由于这些缺陷的存在，液晶显示屏的使用性能将会受到十分严重的不利影响。因此，为了让生产的成本得到有效降低，让液晶显示屏的生产成品率得到有效的提升，就应该在生产的过程之中，从宏观方面以及微观方面对液晶显示屏的背光源模组之中的各个光学膜片进行自动的检测。因此，自动光学检测系统对于液晶显示屏质量的保障有着至关重要的作用。下图就是液晶显示屏背光源模组的自动光学检测系统的设计简图： 一、表面缺陷的自动光学检测技术简介 在对液晶显示屏背光源模组表面的缺陷进行检测之中，自动光学检测技术发挥着十分显著的作用，在这一技术之中，不仅将光学的传感技术加以合理应用，同时也将信号的处理技术以及运动的控制技术等实现了有效的集成与应用，在工业生产之中可以实现识别、检测、测量以及引导等的诸多任务。就当今的工业生产而言，光学自动检测技术已经得到了相当广泛的应用，通过分辨率很高、灵敏度很强的成相技术，对检测的目标图形进行有效获取，然后通过快速的图形识别以及图像处理等的算法，在图像之中实现对目标方向、位置、尺寸以及所存在的缺陷等这些信息的获取，这样就实现了对目标产品的有效检测，对装配线上的目标进行有效的识别以及两阿红的鉴定，对目标进行准确的定位，对装配机制起到良好的引导作用。 二、对自动上料机构的设计 1、将一个负责监视的相机放在传输带（1）工位上，在完成了对模组的组装之后，就会将已经组装好的模组传输到（1）工位上，然后，负责监视的相机就可以对这个有待检测的模组图片进行拾取，然后就可以对其在（1）工位上的位置及其姿态方面的信息来实现有效的计算，同时会给后续的上料以及检测的系统发送工作同步的指令。 2、当负责监视的相机将同步指令发给检测系统之后，这个用电动缸以及气动缸所组成的专门负责送料的系统就会把正处在（1）工位上的模组给吸起来，然后，气动滑台会带着模组向（2）工位进行运送。在这一动作发生以前，首先应该计算出负责监视的相机在（1）工位上面所获取到图片之中的位置信息以及姿态信息，用对角度的位置负责校正的气缸来初步校正模组的空间角度。当把模组送到了（2）工位以后，四个气动的滑缸将会在四个不同的方向一起移动到中间来，进而有效校正模组的位置，这时候，模组的下面也会有一个相机，对模组进行及时的成相，通过这种方法就可以识别出将要进行测量的模组的编码序号，以便进行返修信息的获取。 3、当（1）工位上的吸盘对模组进行抓取的时候，右面吸盘就会在（2）工位上吸起校正完的模组，经过气滑台的作用，把模组送到（3）工位进行检测。 在这三步完成之后，一道上料的工序就已经完成。 三、对检测机构的设计 在这一系统的检测机构之中，主要的工位有探测上料位置的工位、检测模组画面的工位、进行间隙性转动的转盘、检测模组异常情况的工位以及检测模组外观情况的工位。以下是其工作的原理： 自动送料的机构会将模组传到转轮的（3）工位上，然后，转盘会受到系统的控制，并且把模组传送到转轮的（4）工位上。在转轮的（4）工位上也进行了相机的设置，通过这个相机可以确定模组的位置，还可以检测LED等的工作状况，同时负责向主控计算机传递检测的信息。如果检测发现所有元件都是正常的，就会按照之前预定的检测方案对进行后续的检测，如果检测过程中发现存在异常，那么在后续的检测过程中，就不要再花费时间来检测这个模组，可以直接把这个模组传输给（9）工位，这时候，分选机构就会按照不良品来抓取这个模组，把这个模组传送到不良品的传输带上。 2、在被检测的模组传送到了转轮的（5）到（8）工位之后，缺陷扫描以及成相系统就会扫描和检测缺陷的画面。在对模组的缺陷进行
沈阳航空航天大学北方科技学院 课程设计说明书 课设题目基于单片机的振动信号峰值参数检测器的设计 专业测控技术与仪器 班级 学号 学生姓名 指导教师 日期 2015年1月16日
沈阳航空航天大学北方科技学院 课程设计任务书 课程设计题目基于单片机的振动信号峰值参数检测器的设计 教研室工学一部专业测控技术与仪器 班级 课程设计时间: 2014 年12 月29 日至2015 年 1 月16 日 课程设计的内容及要求： 1. 内容 采用单片机系统设计振动传感器输出波动电压强度——峰值参数检测器，利用振动传感器、单片机设计一个能用LED实时显示振动信号峰值参数的测量系统。 2. 要求 （1）制定设计方案，并绘制出系统工作框图。 （2）绘制电路原理图，设计振动传感器输出信号模拟调理电路，实现交流信号的峰值检测，设计模数转换电路、LED显示电路及单片机系统电路。 （3）绘制软件流程图，软件编程实现单片机数据采集和北被测峰值的LED 显示。 （4）用单片机实验箱进行程序设计与调试。 （5）振幅显示为X.Xmm。 （6）撰写一篇6000字到8000字的课程设计报告。 指导教师刘利秋2014 年12 月28 日
目录 0 前言 (1) 1 总体方案设计 (1) 2 硬件电路设计. (2) 2.1振动传感器 (3) 2.2 控制信号放大电路 (3) 2.3 TLC549A/D转换 (4) 2.3.1 TLC549 引脚图及各引脚功能 (4) 2.3.2 TLC549 器件工作时 (4) 2.4 单片机系统 (5) 2.5 LED显示 (5) 3 软件设计 (6) 3.1显示程序设计 (8) 3.2峰值测量........................................... 错误！未定义书签。 4 调试分析 (9) 5 结论及进一步设想 (9) 参考文献 (9) 课设体会 (11) 附录1 电路原理图 (12) 附录2 程序清单 (13)
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。
南通大学电工电子实验中心 电子系统综合设计实验报告 课题名称：峰值检测系统的设计 姓名：沈益 学号：07 指导教师：陈娟 实验时间：2011年1月3日至14日
峰值检测系统主要由传感器、放大器、采样/保持、采样/保持控制电路、A/D转换电路、数码显示、数字锁存控制电路组成。其关键任务是检测峰值并使之保持稳定，且用数字显示峰值。 一、设计目的 1、掌握峰值检测系统的原理； 2、掌握峰值检测系统的设计方法； 3、掌握峰值检测系统的性能指标和调试方法。 二、设计任务及要求 1、任务：设计一个峰值检测系统； 2、要求：（1）传感器输出0~5mV，对应承受力0~2000kg； （2）测量值要用数字显示，显示范围是0~1999； （3）测量的峰值的电压要稳定。 三、设计原理 1、设计总体方案 据分析，可确定需设计系统的电路原理框图如图1所示： 图1 峰值检测系统原理框图 2、各部分功能 传感器：将被测信号量转换成电量； 放大器：将传感器输出的小信号放大，放大器的输出结果满足模
数转换器的转换范围； 采样/保持：对放大后的被测模拟量进行采样，并保持峰值； 采样/保持控制电路：该电路通过控制信号实现对峰值采样，小于峰值时，保持原峰值，大于原峰值时保持新的峰值； A/D 转换：将模拟量转换成数字量； 译码显示：完成峰值数字量的译码显示； 数字锁存控制电路：对模数转换的峰值数字量进行锁存，小于峰值的数字量不锁存。 三、电路设计 1、传感器：本文不予考虑； 2、放大器：由于输出信号为0~5mV ，1mV 对应400kg ，因此选用电压增益为400的差动放大电路（该电路精度高），如图2所示。 u 1 u 2 u o1 图2 差动放大电路 根据公式 400R ) /R 2R (1R u u A 3 124i o1U =+-== ，分配第一级放大器放大倍数为8/R 2R 112=+，分配第二级放大器放大倍数为 508 400 R R 34==，则选取电阻值分别为 1.6K R 1=， 5.6K R 2=，2K R 3=，K 001R 4=，四只
基于DSP的微弱信号检测采集系统设计 通常所用的数据采集系统，其采样对象都为大信号，即有用信号幅值大于噪声信号。但在一些特殊的场合，采集的信号很微弱，其幅值只有几个μV，并且淹没在大量的随机噪声中。此种情况下，一般的采集系统和测量方法无法检测该信号。本采集系统硬件电路针对微弱小信号，优化设计前端调理电路，利用测量放大器有效抑制共模信号（包括直流信号和交流信号），保证采集数据的精度要求。针对被背景噪声覆盖的微弱小信号特性，采用简单的时域信号的取样积累平均方法，有利于减少算法实现难度。 DSP芯片因其具有哈佛结构、流水线操作、专用的硬件乘法器、特殊的DSP指令、快速的指令周期等特点，使其适合复杂的数字信号处理算法。本系统采用TI公司的TMS320C542作为处理器，通过外部中断读取ADC数据，并实现取样累加平均算法。 1. 取样积累平均理论 微弱信号检测（Weak Signal Detection）是研究从微弱信号中提取有用信息的方法。通过分析噪声产生的原因和规律，利用被测信号的特点和相干性，检测被背景噪声覆盖的有用信号。常用的微弱信号检测方法有频域信号的相干检测、时域信号的积累平均、离散信号的计数技术、并行检测方法。其中时域信号积累平均是常用的一种小信号检测方法。 取样是一种频率压缩技术，将一个高重复频率信号通过逐点取样将随时间变化的模拟量，转变成对时间变化的离散量的集合，从而可以测量低频信号的幅值、相位或波形。时域信号的取样积累方法是在信号周期内将时间分成若干间隔，在这些时间间隔内对信号进行多次测量累加。时间间隔的大小取决于要求恢复信号的精度。某一点的取样值都是信号和噪声
2014 ~ 2015学年第1 学期 《专业综合课程设计》 课程设计报告 题目：压力检测系统的设计 专业：电子信息工程 班级：11电信一班 姓名： 指导教师：
电气工程学院2014 年11月23日
压力检测系统的设计 摘要 压力参数指标在工业化生产中有着广泛的应用，诸类仪表中，变送器的应用最为广泛、普遍，变送器大体分为压力变送器和差压变送器。压力测量对于保障正常的工业化生产有着重要的意义，对于本测控电路的设计，通过智能微压力（差压）变送器将物理型号变成电信号后，在经过模数转换芯片0809输送到单片机中所进行的硬件电路设计。通过80C51单片机的编程设计，完成对硬件电路的控制作用。0809是美国国家半导体公司生产的工艺8通道，8位逐次逼近式模数转换器。然后连接显示器，显示测量时的动态数据。本次课题设计最终结果是对输入信号进行显示与对比，而后输出最终结果，并且在上显示最终结果。 关键词：微压力（差压）变送器、0809转换器、压力传感器、转换器、显示器
目录 第一章设计背景 (1) 一设计任务及内容 (1) 二压力检测系统的设计的目的及意义 (1) 第二章压力检测系统的整体设计 (2) 一压力检测系统的原理 (2) 二模块的划分 (2) 2.1模块划分：............................... 错误!未指定书签。 2.2 各模块的具体参数 (3) 2.3 显示方式 (7) 第三章程序的设计 (8) 一程序的流程图 (8) 二程序代码 (9) 第四章仿真原理图 (13) 一仿真图 (13) 总结 (14) 参考文献 (14) 答辩记录及评分表 (14)
时，传感器就会对控制芯片发出高电频信号。 光电传感器一般由光源、光学通路和光电元件三部分组成。光电传感器是通过把光强度的变化转换成电信号的变化来实现控制的。一般情况下，由三部分构成，它们分为：发送器、接收器和检测电路。发送器对准目标发射光束，接收器有光电二极管、光电三极管、光电池组成。在接收器的前面，装有光学元件如透镜和光圈等。在其后面是检测电路，它能滤出有效信号和应用该信号。[2]在本设计中，两个光电传感器分别安装在油烟机内壁上和储油槽中。 震动传感器的运作原理是当它感觉到一个物体在震荡时，它会给控制芯片输入一个电压信号。[3]在本设计中，当蜂鸣器报警，显示是时候清理油烟机，而人们可能暂时不想清理油烟机时，他们会按下按钮开关来停止蜂鸣器。而震动传感器的作用就是感应人们第二次开启油烟机，而油烟机依然没有被清洗（光电传感器检测到油渍量超标），这时震动传感器会因为油烟机运作时的震动给控制芯片发送一个高电频信号，让蜂鸣器再次响起来。 发光二极管，是一种能够将电能转化为可见光的固态的半导体器件，它可以直接把电转化为光。LED 的心脏是一个半导体的晶片，晶片的一端附在一个支架上，一端是负极，另一端连接电源的正极，使整个晶片被环氧树脂封装起来。[4] 在本设计中，控制芯片的引脚9，10，11分别连着三个发光二极管，颜色分别是红绿黄，并同时与三个阻值为220Ω的电阻串联。为了节省电源，这三个LED 是要手动开关才会亮起来，并在三秒后熄灭。内壁传感器发出的信号控制黄灯，油 0 引言 本设计可以通过简单的方式告诉人们储油槽的油渍量何时达到溢出标准，油烟机内壁上的油渍何时超过油烟机负荷，使得人们能够知道油烟机的具体情况并及时清理油烟机。这样可以防止油渍滴出来，减少油污对家庭环境的污染，大大的提高人们生活上的便利。 1 项目设计思路 1.1 系统设计 本设计主要由两个光电传感器，一个蜂鸣器，三个发光二极管，和一个ArduinoUNO 控制芯片组成。它简单的工作原理是：当两个光电传感器检测到油污过多的时候，它们会向控制芯片发出信号，控制芯片接受到信号后会分别控制三个LED 灯和蜂鸣器。 在本设计中，控制芯片的主要作用是接受两个光电传感器和一个振动传感器发出的信号。对这些输入信号分别进行处理，从而产生输出信号来控制三个LED 灯和有源蜂鸣器。 [1] 引脚7和9是两个光电传感器信号的输入端口，引脚3是 开关信号的输入端口。引脚11到13分别是三个LED 灯信号的输出端口，引脚5是蜂鸣器信号的输出端口，引脚8是震动传感器的输入端口。两个光电传感器分别安装在油烟机内壁上和储油槽中。两个传感器分别装载在一个密封的玻璃块里。当内壁上的传感器玻璃外壳上附着的油污积累到一定厚度时，光电传感器就会探测到强烈的信号反射并对控制芯片发出高电频信号。当储油槽中的传感器玻璃外壳完全被覆盖 Key words :lampblack machine; Arduino UNO control board; lampblack intelligent detection; alarm system
南通大学电工电子实验中心电子系统综合设计实验报告 课题名称：峰值检测系统的设计 姓名：沈益 学号： 指导教师：陈娟 实验时间：2011年1月3日至14日 峰值检测系统主要由传感器、放大器、采样/保持、采样/保持控制电路、A/D转换电路、数码显示、数字锁存控制电路组成。其关键任务是检测峰值并使之保持稳定，且用数字显示峰值。 一、设计目的 1、掌握峰值检测系统的原理； 2、掌握峰值检测系统的设计方法； 3、掌握峰值检测系统的性能指标和调试方法。 二、设计任务及要求 1、任务：设计一个峰值检测系统； 2、要求：（1）传感器输出0~5mV，对应承受力0~2000kg； （2）测量值要用数字显示，显示范围是0~1999； （3）测量的峰值的电压要稳定。 三、设计原理 1、设计总体方案
据分析，可确定需设计系统的电路原理框图如图1所示： 图1 峰值检测系统原理框图 2、各部分功能 传感器：将被测信号量转换成电量； 放大器：将传感器输出的小信号放大，放大器的输出结果满足模数转换器的转换范围； 采样/保持：对放大后的被测模拟量进行采样，并保持峰值； 采样/保持控制电路：该电路通过控制信号实现对峰值采样，小于峰值时，保持原峰值，大于原峰值时保持新的峰值； A/D 转换：将模拟量转换成数字量； 译码显示：完成峰值数字量的译码显示； 数字锁存控制电路：对模数转换的峰值数字量进行锁存，小于峰值的数字量不锁存。 三、电路设计 1、传感器：本文不予考虑； 2、放大器：由于输出信号为0~5mV ，1mV 对应400kg ，因此选用电压增益为400的差动放大电路（该电路精度高），如图2所示。 图2 差动放大电路 根据公式 400R ) /R 2R (1R u u A 3 124i o1U =+-== ，分配第一级放大器放大倍数为8/R 2R 112=+，分配第二级放大器放大倍数为 508 400 R R 34==，则选取电阻值分别为 1.6K R 1=， 5.6K R 2=，2K R 3=，K 001R 4=，四只电阻均选1/8W 金属膜电阻，三个放大器可选具有高输入共模电压和输入差模电压范围，具有失调电压调整能力以及短路保护等特点的A μ741型运算放大器。