基于红外对管传感器检测的生产流水线-电源设计.docx

SANY三一工业职业技术学院2012年上学期课程设计报告设计题目 基于红外对管传感器检测的生产流水线-电源设计专业班级 10级电气1-2班 姓 名 熊世杰 目录1. 前言 31.1设计背景 31.2设计内容 31.3设计目的 32. 系统硬件设计 42. 1 L298 芯片 42. 2 整流电路 72.3 MCS-52芯片 83. 程序流程图及模型图设计 94. 运行结果描述 105. 心得体会 10附：参考文献 10课程设计任务书1一、课程设计简述:设计时间：2周设计流程：布置题目一查资料-一制作设计作品一-完成设计报告一-答辩 设计完成后需要提交的材料：1、 设计的原理图（包含在设计报告中）；2、 程序源代码（包含在设计报告中）；3、 课程设计报告；4、 课程设计作品二、课程设计题目：1、基于红外传感检测的智能生产流水线三、课程设计要求:说明：本课题完成的能生产流水线模型的制作利用红外传感器采集外界信息，将采集信息传 送给AT89S52单片机进行数据处理，当工件到达工位时，单片机执行中断延时，流水线停止，在一 定时间后，流水线继续运行到下一工位四、进度安排:进 度 安 排起止时间完成内容备注第1〜2天收集材料，方案论证。

第3〜5天电气原理图的设计第6〜8天接线调试第9〜11天完善设计，说明书编写第12天答辩五、总评成绩:评定项目评分成绩1.设计方案正确，具有可行性、创新性（10分）2.设计结果（仿真模型与结果；硬件/软件程序设计）（40分）3.平时考勤，学习认真，遵守纪律（20分）4.设计报告的规范化、参考文献充分（10分）5.答辩（20分）总分备注：成绩等级：优（90分一100分）、良（80分一89分）、中（70分一79分）、及格（60 分一69分）、60分以下为不及格六、指导老师评语:1.刖吞1.1设计背景：红外传感检测技术目前的红外传感器主要结合外围设备来使用, 而智能传感器内置微处理器，能够实现传感器与控制单元的双向通信，具有小型化，数字通信, 维护简单等优点，能够单独作为一个模块独立工作.犹豫红外传感器的优越性能，人们越来越 多的应用这种探测器，而且对它的要求也越来越高红外传感器会随着微电子技术的发展和 传感器的应用领域的不断扩大，从单一元件，单一功能向集成化，多功能化方向发展通 过现代先进的传感检测技术，应用到工厂的生产中，使其更具智能化，大力的提 高了生产力红外传感检测和单片机的结合应用为我们提供了基础，利用红外传 感检测技术，检测外源信号，红外传感器将外源信号转换成普通的电平信号，直 接传送给单片机，单片机检测到信号后，输出一个信号给外部电路，让流水线动 作。

此次设计利用各种电子元件以及自制电源电路，选择最简单的设计方案，实 现流水线的整体功能制作简单，测量精准，操作容易，反应快，实现了全智能 化生产1.2设计内容：红外对管传感器检测的生产流水线的电源：首先需要把220V交流电降压为12V 的直流电，然后通过2个整流电路分别转化为12V和5V的直流电源分别为单片 机，L298芯片，电机以及红外传感器供电1.3设计目的：⑴使用掌握L298芯片的基本知识⑵试用L298芯片控制电动机⑶进一步撑握整流电路的知识和应用2. 系统硬件设计2.1使用芯片说明2.1.1 L298 芯片L298有 Mutiwatt15和 PowerSO20两种封装MW.15的1、15和PowersO的2、19用法一样，SEN1、SEN2分别为两个H桥的电流 反馈脚，不用时可以直接接地(MW.15) 2、3=(PowerSO)4、5,1Y1、1Y2输出端，与对 k 淙攵耍匸？A1 与 1Y1)同逻辑4=6, VS驱动电压，最小值须比输入的低电平电压高2.5v5、 7=7、9, 1A1、1A2输入端，TTL电平兼容6、 11=8、14, 1EN、2EN使能端，低电平禁止输出8=1、10、11、20, GND 地9=12, Vss 逻辑电源，4.5--7V10、12=13、15, 2A1、2A2 输入端，TTL 电平兼容13、14=16、17, 2Y1、2Y2 输出端——=3、NC,无连接电机驱动采用SGS公司生产的的L298N芯片。

本芯片内部包含4通道逻辑驱动电 路，是一种二相和四相电机的专用驱动器，即内含二个H桥的高电压大电流双全 桥式驱动器，接收标准TTL逻辑电平信号，可驱动46V、2A以下的电机其引脚排 列如图1中U4所示，1脚和15脚可单独引出连接电流采样电阻器，形成电流传感 信号L298可驱动2个电机，0UT1、0UT2和0UT3、0UT4之间分别接2个电动机5、 7、10、12脚接输入控制电平，控制电机的正反转，ENA, ENB接控制使能端，控 制电机的停转1298的逻辑功能如表2所列整个系统采用整流电路给整个系统 供5v, 12v电源，如下图示L298管脚图D95SN240ACURRENT SENSING BOUTPUT 4OUTPUT 3INPUT 4ENABLEBINPUT 3LOGIC SUPPLY VOLTAGE VssGNDINPUT 2ENABLE AINPUT 1SUPPLY VOLTAGE VsOUTPUT 2OUTPUT 1GNDSense AN.C.Out 1Out 2VSInput 1Enable AInput 2GND1 202 193 184 175 PowerSO20 活6 157 148 139 1210 11==========GNDSense BN.C.Out 4Out 3Input 4Enable B□put 3VSSGNDD95IN239CURRENT SENSING AL298逻辑功能图ENA(B)IN1QN3)IN2(IN4)电流流向HHL2->3,13-44HLH3->2,14t13LXX无电流VDDVCC6IC11EN A %ENBSENSE A71012155_N862i-一-rlr23 4 一INININ3IN+VSOUT1OUT2OUT3OUT41314控制驱动电机模板图流水线才用两个直流电机驱动，才用L298芯片控制直流电机的正转与停止。

6、10为两个使能端，单片机输出两个高平信号，同时选择两个电机同时动作6、VCC为L298驱动电源输入，利用整流电路输入5V直流电4、VDD驱动电机 电源输入，也是利用整流电路输入12V直流电5、7、10、12、为直流电机驱动 信号输入端，单片机检测到信号后，输出信号0000, L298检测到信号就使两个 电机都停止，当单片机中断结束后，输出信号1010, L298控制两个电机同时正 转2.1.2整流电路如图1-2所示电路为输出电压+5V、输出电流1.5A的稳压电源它由电源变压器B,桥式 整流电路D1〜D4,滤波电容C1、C3,防止自激电容C2、C3和一只固定式三端稳压器(7805、 7812)极为简捷方便地搭成的220V交流市电通过电源变压器变换成交流低压，再经过桥式 整流电路D1-D4和滤波电容C1的整流和滤波，在固定式三端稳压器LM7805. LM7812的 Vin和GND两端形成一个并不十分稳定的直流电压(该电压常常会因为市电电压的波动或负 载的变化等原因而发生变化)此直流电压经过LM7805的稳压和C3的滤波便在稳压电源的 输出端产生了精度高、稳定度好的直流输出电压本稳压电源可作为TTL电路或单片机电 路的电源。

三端稳压器是一种标准化、系列化的通用线性稳压电源集成电路，以其体积小、 成本低、性能好、工作可靠性高、使用简捷方便等特点，成为目前稳压电源中应用最为广泛 的 一 种 单 片 式 集 成 稳 压 器 件BLM7805AC220V50Hz亠启动电路一丄误怎放大一 丄基社电IS1(b)图1-3稳压电路图1.5.2三端稳压集成电路7805、7812的介绍78XX系列集成稳压器的典型应 用电路如下图所示，这是一个输出正5V直流电压的稳压电源电路IC采用集成稳压器7805, Cl、C2分别为输入端和输出端滤波电容，RL为负载电阻当输出电流较大时，7805、7812 应配上散热板下图为提高输出电压的应用电路稳压二极管VD1串接在78XX稳压器2脚 与地之间，可使输出电压Uo得到一定的提高，输出电压Uo为78XX稳压器输出电压与稳 压二极管VC1稳压值之和VD2是输出保护二极管，一旦输出电压低于VD1稳压值时，VD2 导通，将输出电流旁路，保护7800稳压器输出级不被损坏78XX系列集成稳压器的典型应用电路图 下图为扩大输出电流的应用电路VT2为外接 扩流率管，VT1为推动管，二者为达林顿连接R1为偏置电阻。

该电路最大输出电流取决于 VT2的参数编辑本段7805电参数参数符号测试条件最小值典型值最大值单位输出电压WTj=25C4.85.05.2V 5.0mA< 1 o< 1. 0A,Po< 15 WVi=7.5v to 20v4.755.005.25V 线性调整率△ VoTj=25C,Vi=7.5V to 25V 4.0100mV Tj=25 C,Vi=8V to 12V 1.650mV 负载 调整率△ VoTj=25C,lo=5.0mAto 1.5A9100mV Tj=25C,lo=250mAto 750mA450mV 静态电 流 IQTj=25C 5.08mA 静态电流变化率厶IQlo=5mA to 1.0A 0.030.5mA Vi=8V to 25V 0.30.8mA 输出电压温漂△ Vo/ATlo=5mA 0.8 mV/C输出噪音电压 VNfMOHz to 100KHz,Ta=25C 42 gV 纹波抑制比 RRfM20Hz,Vi=8V to 18V6273 dB输入输出电压差Volo=1.0A,Tj=25C 2 V输出阻抗RofMKHz 15 mQ短路电流 lSCVi=35V,Ta=25C 230 mA 峰值电流lPKTj=25C 2.2 A78121 2 3f t f 输地徐 入7812外部图 图1-5 7812外观图综上所述，在我们这个项目中应该选择7812.2.1.3 MCS-52 芯片MCS-52是标准的40引脚双列直插式集成电路芯片。

我们需要把整流出来的5V 电流供给单片机3. 程序流程图及模型图设计我们的目的是需要完成生产流水线上的工作模拟需要红外传感器检测到工件的 信号，单片机发出中断指令，流水线停止运动，在一定的时间后，中断结束流水 线继续流向下一工位图4-1程序控制模块原理图4. 9模型设计图4. 运行结果红外对管传感器检测的生产流水线的电源：首先经过整流桥需要用7812芯片把 220V交流电降压为12V的直流电，给直流电机供电然后通过2。