单片机车载水电解器控制系统设计+C语言程序+电路图+流程图 第5页
3.4 运算放大器介绍 本设计采用的运算放大器是LM324，LM324系列器件为价格便宜的带有真差动输入的四运算放大器。与单电源应用场合的标准运算放大器相比，它们有一些显著优点。该四放大器可以工作在低到3.0伏或者高到32伏的电源下，静态电流为MC1741的静态电流的五分之一。共模输入范围包括负电源，因而消除了在许多应用场合中采用外部偏置元件的必要性。每一组运算放大器可用图1所示的符号来表示，它有5个引出脚，其中“+”、“-”为两个信号输入端，“V+”、“V-”为正、负电源端，“Vo”为输出端。两个信号输入端中，Vi-（-）为反相输入端，表示运放输出端Vo的信号与该输入端的位相反；Vi+（+）为同相输入端，表示运放输出端Vo的信号与该输入端的相位相同。LM324的引脚排列见图2。
LM324的特点：本文来自优'文*论^文.网 1.短跑保护输出
2.真差动输入级
3.可单电源工作：3V-32V
4.低偏置电流：最大100nA
5.每封装含四个运算放大器
6.具有内部补偿的功能。
7.共模范围扩展到负电源
8.行业标准的引脚排列
9.输入端具有静电保护功能
3.5水位传感器介绍
传统的水位用的是电极片，利用水的导电原理，来检测水位。可在本控制对象电解水箱中带有电，所以这种方法不适合。因此水位传感器采用的是红外反射传感器来代替，将此传感器贴在透明的水箱壁上，利用水有折射光线的原理，水位在传感器以上时，将不会接收到反射的光线，输出低电平。当水位在传感器以下时，将会接收到反射的光线，输出高电平。这是一种集发射与接收于一体的光电传感器。检测距离可以根据要求进行调节。该传感器具有探测距离远、受可见光干扰小、价格便宜、易于装配、使用方便等特点，可以广泛应用于机器人避障、流水线计件等众多场合。
3.5 热敏电阻的介绍热敏电阻是开发早、种类多、发展较成熟的敏感元器件．热敏电阻由半导体陶瓷材料组成，利用的原理是温度引起电阻变化．若电子和空穴的浓度分别为n、p，迁移率分别为μn、μp，则半导体的电导为：
σ=q（nμn+pμp）
因为n、p、μn、μp都是依赖温度T的函数，所以电导是温度的函数，因此可由测量电导而推算出温度的高低，并能做出电阻-温度特性曲线．这就是半导体热敏电阻的工作原理．
热敏电阻包括正温度系数（PTC）和负温度系数（NTC）热敏电阻，以及临界温度热敏电阻（CTR）。
热敏电阻的主要特点是：①灵敏度较高，其电阻温度系数要比金属大10～100倍以上，能检测出10-6℃的温度变化；②工作温度范围宽，常温器件适用于-55℃～315℃，高温器件适用温度高于315℃（目前最高可达到2000℃），低温器件适用于-273℃～55℃；③体积小，能够测量其他温度计无法测量的空隙、腔体及生物体内血管的温度；④使用方便，电阻值可在0.1～100kΩ间任意选择；⑤易加工成复杂的形状，可大批量生产；⑥稳定性好、过载能力强。毕业论文
http://www.youerw.com 由于半导体热敏电阻有独特的性能，所以在应用方面，它不仅可以作为测量元件（如测量温度、流量、液位等），还可以作为控制元件（如热敏开关、限流器）和电路补偿元件．热敏电阻广泛用于家用电器、电力工业、通讯、军事科学、宇航等各个领域，发展前景极其广阔。
NTC热敏电阻 NTC（Negative Temperature Coeff1Cient）是指随温度上升电阻呈指数关系减小、具有负温度系数的热敏电阻现象和材料．该材料是利用锰、铜、硅、钴、铁、镍、锌等两种或两种以上的金属氧化物进行充分混合、成型、烧结等工艺而成的半导体陶瓷，可制成具有负温度系数（NTC）的热敏电阻．其电阻率和材料常数随材料成分比例、烧结气氛、烧结温度和结构状态不同而变化．现在还出现了以碳化硅、硒化锡、氮化钽等为代表的非氧化物系NTC热敏电阻材料．
NTC热敏半导瓷大多是尖晶石结构或其他结构的氧化物陶瓷，具有负的温度系数，电阻值可近似表示为：
式中RT、RT0分别为温度T、T0时的电阻值，Bn为材料常数．陶瓷晶粒本身由于温度变化而使电阻率发生变化，这是由半导体特性决定的．
NTC热敏电阻器的发展经历了漫长的阶段．1834年，科学家首次发现了硫化银有负温度系数的特性．1930年，科学家发现氧化亚铜-氧化铜也具有负温度系数的性能，并将之成功地运用在航空仪器的温度补偿电路中．随后，由于晶体管技术的不断发展，热敏电阻器的研究取得重大进展．1960年研制出了N1C热敏电阻器．NTC热敏电阻器广泛用于测温、控温、温度补偿等方面．下面介绍一个温度测量的应用实例，NTC热敏电阻测温用原理如图4所示．
它的测量范围一般为-10～+300℃，也可做到-200～+10℃，甚至可用于+300～+1200℃环境中作测温用．RT为NTC热敏电阻器；R2和R3是电桥平衡电阻；R1为起始电阻；R4为满刻度电阻，校验表头，也称校验电阻；R7、R8和W为分压电阻，为电桥提供一个稳定的直流电源．R6与表头（微安表）串联，起修正表头刻度和限制流经表头的电流的作用．R5与表头并联，起保护作用．在不平衡电桥臂（即R1、RT）接入一只热敏元件RT作温度传感探头．由于热敏电阻器的阻值随温度的变化而变化，因而使接在电桥对角线间的表头指示也相应变化．这就是热敏电阻器温度计的工作原理．
热敏电阻器温度计的精度可以达到0.1℃，感温时间可少至10s以下．它不仅适用于粮仓测温仪，同时也可应用于食品储存、医药卫生、科学种田、海洋、深井、高空、冰川等方面的温度测量。
4.系统电路设计 4.1电源电路本文来自优'文*论^文.网
由于LM324需要8V供电，传感器需要5V供电，单片机需要3.3V供电，因此就需要7808，7805和ams1117-3.3稳压芯片进行稳压供电。在总的输入端口，接了一个in4007二极管，起到当反接电源时，保护电路的作用。为了减小电压的稳波，会在稳压芯片的输出和输入端与地接上一个100uf的电解电容，进行滤波。有一个特别设计是7808的输入电源是通过一个继电器来控制的，当待机的时候，继电器断开，7808未接上电源。当开始启动时，单片机控制继电器合上，将7808连接电源，这样做的目的是为了在待机的情况下，减少耗能。
单片机电路如下图所示，C8051F330是20脚封装的单片机，由于内部已经具有24M的振荡器，所以无需再接外部晶振。内部集成的的DA转换器是电流输出型，所以首先要接22欧的电阻到地，形成电压。由因为采样电阻只有0.001欧，流经电流为20安，因此采样的电压只有0.02V，也就是比较电压也是0.02V，电压是非常的低。输出得到准确的0.02V。蜂鸣器由PNP型的三极管8550来驱动发声。其它传感器则在单片机上留有接口，方便传感器模块接入。 4.3 恒流电路设计毕业论文
http://www.youerw.com 恒流电路主要由一支4运算放大器LM324和两支IRF3205大功率场效应管组成。由于IRF3205大功率场效应是N沟道型，所以首先电源正极接负载电解槽，再接mosfet，这里如果只用一支mosfet承受20A的电流，将会发出很大的热量，所以并联多一支mosfet来分担电流。采样电阻采用的是0.001欧，5W的电阻，采样电阻越小，额定功率越大越好，这样可以降低消耗在电阻的电，但同时又带来一个弊端，就是采样出的电阻就会越小，因此就需要求单片机的DA转换位数更高，这里采用的C8051F330有10位DA，就可以达到要求。LM324构成的采样比较电路和振荡器电路，控制大功率场效应管IRF3205调节电流大小。首先由振荡电路经过一个运算放大器，混合反馈电压，输出PWM驱动大功率场效应管。接着采样电阻的那点电压经过一个一阶RC滤波后，进入比较电路采集采样电阻的电压，与单片机DA输出的调节电压进行比较，输出电压再进行另一个一阶RC滤波后，反馈电压回运算放大器，恒流原理如下图，从而实现闭环调节，达到恒流作用。按键则是设定恒流电流的大小，一开机默认是恒流在20A，每按下增加的按键时，单片机DA输出的比较电压增加0.002V，恒流电路自动将电流提高2安，以增加产生氢气量；每按下减少的按键时，单片机DA输出的比较电压减少0.002V，恒流电路自动将电流减少2安，以减少产生氢气量。
上一页 [1] [2] [3] [4] [5] [6] 下一页
单片机车载水电解器控制系统设计+C语言程序+电路图+流程图 第5页下载如图片无法显示或论文不完整，请联系qq752018766
