..紅外測(cè)溫儀生產(chǎn)實(shí)習(xí)報(bào)告學(xué)院：光電學(xué)院專業(yè)：測(cè)控技術(shù)與儀器__xxxxxx119__xxg時(shí)間：地點(diǎn)：學(xué)校指導(dǎo)王老師、任老師、杜老師目錄實(shí)習(xí)目的二、相關(guān)芯片的功能三、設(shè)計(jì)要求四、紅外測(cè)溫儀的工作原理五、紅外測(cè)溫儀組成框圖六、紅外測(cè)溫儀的硬件電路設(shè)計(jì)七、紅外測(cè)溫儀硬件電路板焊接和檢驗(yàn)八、總結(jié)九、謝詞一、實(shí)習(xí)目的1、學(xué)習(xí)焊接電路板的有關(guān)知識(shí),熟練焊接的具體操作。熟悉常用電子元器件的識(shí)別,選用原則和測(cè)試方法。2、看懂紅外測(cè)溫原理電路圖,了解紅外測(cè)溫儀的工作原理,會(huì)動(dòng)手連接紅外測(cè)溫儀的電路和焊接紅測(cè)溫儀。3、學(xué)會(huì)調(diào)試測(cè)溫儀,能夠并能顯示溫度值。4、學(xué)習(xí)使用protel電路設(shè)計(jì)軟件,動(dòng)手繪制電路圖,并根據(jù)電路圖,繪制出相應(yīng)的PCB。5、利用單片機(jī)作為控制板,控制紅外測(cè)溫模組實(shí)現(xiàn)溫度測(cè)量,并能實(shí)現(xiàn)溫度的現(xiàn)實(shí),完成一個(gè)完整的智能化紅外溫度計(jì)的設(shè)計(jì)。二、相關(guān)芯片的功能1、DC/DC變換器MC34064：該器件本身包含了DC／DC變換器所需要的主要功能的單片控制電路且價(jià)格便宜。它由具有溫度自動(dòng)補(bǔ)償功能的基準(zhǔn)電壓發(fā)生器、比較器、占空比可控的振蕩器,R—S觸發(fā)器和大電流輸出開關(guān)電路等組成。該器件可用于升壓變換器、降壓變換器、反向器的控制核心,由它構(gòu)成的DC／DC變換器僅用少量的外部元器件。主要應(yīng)用于以微處理器<MPU>或單片機(jī)<MCU>為基礎(chǔ)的系統(tǒng)里。2、低噪聲高精度運(yùn)放OP07：此芯片是一種低噪聲,非斬波穩(wěn)零的雙極性運(yùn)算放大器集成電路。由于OP07具有非常低的輸入失調(diào)電壓〔對(duì)于OP07A最大為25μV,所以O(shè)P07在很多應(yīng)用場(chǎng)合不需要薛額外的調(diào)零措施。OP07同時(shí)具有輸入偏置電流低〔OP07A為±2nA和開環(huán)增益高〔對(duì)于OP07A為300V/mV的特點(diǎn),這種低失調(diào)、高開環(huán)增益的特性使得OP07特別適用于高增益的測(cè)量設(shè)備和放大傳感器的微弱信號(hào)等方面。3、高增益、獨(dú)立、內(nèi)部帶頻率補(bǔ)償?shù)碾p運(yùn)放LM358：內(nèi)部包括有兩個(gè)獨(dú)立的、高增益、內(nèi)部頻率補(bǔ)償?shù)碾p運(yùn)算放大器,適合于電源電壓范圍很寬的單電源使用,也適用于雙電源工作模式,在推薦的工作條件下,電源電流與電源電壓無(wú)關(guān)。它的使用范圍包括傳感放大器、直流增益模塊和其他所有可用單電源供電的使用運(yùn)算放大器的場(chǎng)合。4、8位A/D轉(zhuǎn)換器ADC0804：此芯片內(nèi)有時(shí)鐘電路,只要在外部"CLKIN"和"CLKR"兩端外界一對(duì)電阻電容即可產(chǎn)生所要求的時(shí)鐘。三、設(shè)計(jì)要求1.通過I/O口控制啟動(dòng)測(cè)溫,并能顯示溫度值；2.可以測(cè)量目標(biāo)溫度和環(huán)境溫度；3.測(cè)量結(jié)果表示的精度為個(gè)位十位,測(cè)溫范圍-20——100。測(cè)量結(jié)果表示精度,并非是測(cè)量精度,測(cè)量精度以傳感器的性能決定。4.4位數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示。四、紅外測(cè)溫儀的工作原理紅外測(cè)溫儀的測(cè)溫原理是將物體〔如鋼水發(fā)射的紅外線具有的輻射能轉(zhuǎn)變成電信號(hào),紅外線輻射能的大小與物體〔如鋼水本身的溫度相對(duì)應(yīng),根據(jù)轉(zhuǎn)變成電信號(hào)大小,可以確定物體〔如鋼水的溫小度。51單片機(jī)作為整個(gè)系統(tǒng)的控制中心,負(fù)責(zé)控制啟動(dòng)溫度的測(cè)量,接受測(cè)量的數(shù)據(jù),計(jì)算溫度值,并根據(jù)取得的鍵值控制播報(bào)顯示過程；紅外測(cè)溫模塊負(fù)責(zé)溫度的測(cè)量,采集,并將采集數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)端口傳送到51單片機(jī)；通過啟動(dòng)紅外測(cè)溫模塊,測(cè)量結(jié)束返回測(cè)量結(jié)果,待MCU運(yùn)算處理得出目標(biāo)溫度和環(huán)境溫度后將結(jié)果進(jìn)行顯示?；跓犭姸褌鞲衅鞯募t外測(cè)溫儀采用紅外熱電堆傳感器器實(shí)現(xiàn)把紅外輻射轉(zhuǎn)變成電信號(hào)。五、紅外測(cè)溫儀組成框圖光學(xué)系統(tǒng)光學(xué)系統(tǒng)熱電堆探測(cè)器放大電路冷端溫度誤差補(bǔ)償電路模數(shù)轉(zhuǎn)換電路四臂電橋電路信號(hào)調(diào)理電路濾波電路單片機(jī)系統(tǒng)顯示電路報(bào)警電路振蕩電路復(fù)位電路電源電路按鍵電路熱敏電阻六、紅外測(cè)溫儀的硬件電路設(shè)計(jì)剛利用PT100阻值隨溫度變化的特點(diǎn),將其和其他三個(gè)電阻構(gòu)成非平衡電橋,因而溫度的變化可轉(zhuǎn)化成電橋輸出微弱電壓信號(hào)的變化,電壓信號(hào)經(jīng)集成運(yùn)放電路放大后送到A/D轉(zhuǎn)換器,將模擬信號(hào)變換成效字信號(hào),單片機(jī)根據(jù)輸入量和設(shè)定量進(jìn)行運(yùn)算,將結(jié)果送到數(shù)碼管顯示,完成對(duì)溫度的測(cè)量。1、電源電路連接這部分電路時(shí)應(yīng)理解自鎖開關(guān)的工作原理,以便正確連接。接通電源后,不按下自鎖開關(guān)時(shí)LED燈不亮,按下后燈亮,此時(shí)VEE為-5V。2、信號(hào)調(diào)理電路對(duì)于這一部分最關(guān)鍵的就是仔細(xì)連接,看清楚連接腳和元件。將R17、R39、R40改為串聯(lián),運(yùn)放OP07的7腳既和調(diào)零電阻中間腳連接又和VCC連接,1、8腳接調(diào)零端,傳感器的4腳不接地。傳感器和這些運(yùn)放在焊接時(shí)要有底座,以免被燒壞,反復(fù)檢查線路,最后調(diào)零。3、補(bǔ)償電路及濾波電路這部分電路連接好后檢測(cè)電路,不插傳感器使得VOUT為-5800mv左右。5、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路6、單片機(jī)、振蕩電路及復(fù)位電路7、報(bào)警電路、按鍵電路及顯示電路這部分電路也應(yīng)該理解按鍵開關(guān)的工作原理,接通電源后,開關(guān)按下。去LED燈亮,松手后彈起燈滅。檢測(cè)排阻的公共端則接VCC,將圖中的三極管接為NPN。七、紅外測(cè)溫儀硬件電路板焊接和檢驗(yàn)1、〔1合理布局〔必須將元器件在電路板上布局好,然后再布線,最后焊接。合理的布局不僅使電路連接方便而且美觀。這期間很容易落線,使電路不完整,不能夠正常工作。所以在電路板的布局和布線時(shí)要格外小心,盡量遵循這幾個(gè)原則：元件集中原則,導(dǎo)線橫、豎走原則,元件排列容易分析電路原則等。；〔2焊接順序：電源電路,信號(hào)調(diào)理電路,數(shù)字電路；〔在焊接過程中要注意能一次焊好就一次焊好,盡量不要重復(fù)焊接,以免焊盤脫離使電路不導(dǎo)通。焊接PCB板時(shí)要注意從低的元件依次到高的元件,焊接時(shí)一定要注意不要有虛焊點(diǎn),焊完后用萬(wàn)用表逐個(gè)檢查是否有虛焊點(diǎn)。 〔3準(zhǔn)備電子元件〔連接并焊接元件是認(rèn)清選擇的元件是否正確,間接地是否正確再焊接；〔4模塊化焊接和無(wú)電檢驗(yàn)〔短路或者斷路,沒有問題進(jìn)行下一步〔先插上電源后,摸摸各個(gè)元件有沒有發(fā)燙,若發(fā)燙則電路焊接有問題,應(yīng)逐個(gè)排查焊接點(diǎn)。若無(wú)發(fā)燙現(xiàn)象,再測(cè)量靜態(tài)工作點(diǎn),若與理論值相差甚遠(yuǎn),則說明電路焊接有問題,若與理論值接近,則電路應(yīng)無(wú)太大問題。接著再接入輸入與輸出,查看電路是否正常工作,若正常則說明該電路制作成功,反之,則要繼續(xù)檢查電路。； 〔5上電檢驗(yàn),觀察結(jié)果,分析現(xiàn)象,有問題,返回到〔3步,沒有問題,焊接下一個(gè)模塊； 2、在布局時(shí)我們應(yīng)該要考慮全局性,不然很容易讓電路相交在一起,甚至導(dǎo)致短路。在焊接完一個(gè)元器件后,先用萬(wàn)用表進(jìn)行檢測(cè),看看有沒有短路或虛焊,當(dāng)焊接完全部的元器件后,用穩(wěn)壓電源+5v檢測(cè)燈是否會(huì)亮,蜂鳴器是否會(huì)響,以及數(shù)碼管會(huì)不會(huì)亮,顯示為多少。2.1硬件電路靜態(tài)調(diào)試硬件靜態(tài)的調(diào)試:1、排除邏輯故障。這類故障往往由于連接錯(cuò)誤所造成的。主要包括錯(cuò)線、開路、短路。排除元器件失效造成這類錯(cuò)誤的原因有兩個(gè)：一個(gè)是元器件買來時(shí)就已壞了；另一個(gè)是由于安裝錯(cuò)誤造成。2.2硬件電路調(diào)試的一般順序是：1對(duì)接地和接電源進(jìn)行檢查,看是否接通；2插上單片機(jī)芯片和接上電源看復(fù)位開關(guān)是否正常使用；3數(shù)碼管未插上芯片檢查管各段LED燈是否按要求接入;4>特別檢查芯片20#管腳是否接地,40#管腳是否接電源;八、總結(jié)時(shí)間飛逝,兩周的單片機(jī)課程設(shè)計(jì)在不知不覺中結(jié)束了。在這兩個(gè)星期的時(shí)間里,不僅加深了我們對(duì)知識(shí)的理解以及對(duì)以前學(xué)習(xí)過的知識(shí)的溫習(xí)與鞏固,更重要的是提高了我們的動(dòng)手能力,大大增加了學(xué)習(xí)的動(dòng)力和提高了對(duì)單片機(jī)的興趣。但在實(shí)習(xí)過程中,我們還是遇到了很多問題,同時(shí)在設(shè)計(jì)的過程中也發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處,并且認(rèn)識(shí)到對(duì)以前所學(xué)過的知識(shí)理解甚至了解得不夠深刻,掌握得不夠牢固。通過這次課程設(shè)計(jì)使我懂得了理論與實(shí)際相結(jié)合是非常重要的,只有理論知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的,只有把所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合起來,從理論中得出結(jié)論,才能真正的掌握,從而提高自己的實(shí)際動(dòng)手能力和獨(dú)立思考的能力。從中增強(qiáng)了我們的團(tuán)隊(duì)合作精神,以及無(wú)論做什么事都需要有耐心,腳踏實(shí)地,更需要有團(tuán)體合作精神,也讓我們認(rèn)識(shí)到把理論應(yīng)用到實(shí)踐中去是多么重要。這無(wú)論是以后的學(xué)習(xí)和還是生活中也是受益匪淺的。也讓我更加清楚的掌握了單片機(jī)的有關(guān)知識(shí),認(rèn)識(shí)了其強(qiáng)大的功能,其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及其相關(guān)的一些開發(fā)平臺(tái)為本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提供了便利的條件：32個(gè)可編程的I/O口使得在設(shè)計(jì)中擴(kuò)展紅外測(cè)溫模組和鍵盤顯示模塊非常的靈活；而且具有豐富的中斷源,使得系統(tǒng)在數(shù)據(jù)顯示,報(bào)警等方面游刃有余,擴(kuò)展性強(qiáng)。對(duì)硬件的處理,以51單片機(jī)作為本次設(shè)計(jì)的主控機(jī),使得紅外測(cè)溫儀具有以下功能:非接觸測(cè)量溫度；快速測(cè)量環(huán)境溫度和目標(biāo)溫度,而且測(cè)量以后可以直觀的顯示,當(dāng)溫度達(dá)到一定數(shù)值時(shí),可進(jìn)行報(bào)警?？傊ㄟ^學(xué)習(xí)這兩周的課程設(shè)計(jì),增強(qiáng)了我們的動(dòng)手能力,提高和鞏固了單片機(jī)方面的知識(shí),特別是電路的檢測(cè)。在很大程度上開闊了我的視野,拓展了我的知識(shí)面,也認(rèn)識(shí)到了自己的不足,在剩下的一年時(shí)間里,我決心重點(diǎn)發(fā)展自己的專業(yè)知識(shí)及深造確定一兩個(gè)適應(yīng)時(shí)代和自身興趣的專業(yè)方向,做