波峰焊焊接温度测试记录仪的设计毕业论文(编辑修改稿)

波峰焊焊接温度测试记录仪的设计毕业论文(编辑修改稿)内容摘要：

揭示出如导线接头或线夹发热，以及电气设备中的局部过热点等等。 测温仪是利用带电设备的致热效应，采用专用的设备获取从设备表面发出的红外辐射信息，进而判断设备状况和缺陷性质的一门综合技术。 随着科学技术的发展和现代工业技术的需要，测温技术也不断地改进和提高。 由于测温范围越来越广，根据不同的要求，又制造出不同需要的测温仪器。 如： 气体温度计 、 电阻温度计 、 温差电偶温度计 、 高温温度计 、 指针式温度计 、 玻璃管温度计 、 压力式温度计 、 半导体温度计 、 热电偶温度计 、 光测高温计 、 液晶温度计 等。 红外 温度测量仪 波峰焊焊接温度测试记录仪的设计 3 焊接温度是关系到焊接质量的关键参数之一， 控制合适的焊接温度对保证焊接质量至关重要。 非接触式红外测温仪为焊接在线温度监控提供了一种有效的技术手段。 采用红外测温仪可以实现在线焊接温度测量，并且可以进一步构成焊接温度自动控制系统。 红外测温是利用物体的热辐射特性与温度之间的关系来实现非接触测温的一种方法。 任何物体受热后都将一部分热能转换为辐射能，理论和试验都证明辐射能量与温度成正比。 红外测温仪内设光学装置，可以收集 来自物体的辐射红外线能量，并把该能量聚焦在探测器上。 辐射能量是以波动的方式传播的，并可以通过光电转换器件和其它相关的辅助电路、光路构成的传感器，将辐射能量转换为电信号，并被放大、显示出来。 对于从室温到上千摄氏度这样的工业中常用的测温范围，辐射能量较高的光谱在近红外到红外波段范围内，所以称作红外测温。 红外测温仪采用单片机及 LED 键盘控制电路和红外测温传感器电路实现，该测温仪包括按键、音频输出和红外测温部分。 其中，按键部分：按键开始测温，一直按下，听到声音表示测温完毕。 音频输出部分：主要是将 单片机的 两路音频 输出端通过 集成运放 放大，经扬声器播放。 红外测温部分：主要是通过 单片机 I/O 口的控制，将所测得的温度接收到单片机中，实现在线温度测量。 然后，单片机经过处理控制输出，来调整焊接功率的输出。 单片机作为该测温系统的控制中心，负责控制启动温度测量、接收测量数据、计算温度值，并根据取得的键值控制播放显示过程，同时通过音频输出通道播报温度值。 红外测温传感器电路负责温度的测量、采集，并将采集数据通过数据端口传送到单片机。 LED 键盘控制电路中的键盘，控制温度显示和播放，数码管显示温度值。 焊接温度测试仪 焊接 温度是焊接过程中的一个重要参数，其过高或过低都会影响焊接产品质量。 过高，则会浪费焊接功率，降低生产率。 过低，则会降低焊接产品质量。 因此，控制好焊接温度对于焊接产品具有特别重要的意义。 如型号为 X4I 的 焊接温度曲线测试仪 ,其性能和特点为 : A 效率高，连续存储数据 16 次，同时下载至计算机分组分析处理。 B 采用模块化分析模式，简捷、快速分析系统可基于 PC（ Windows）及 PDA（ Pocket )进行数据分析。 C 功耗低，采用锂电池供电，连续使用长达 60 小时以上，快速充电 10 分钟即可使用。 D 通信模式采用 串口、 USB及无线传输，适合多种工作环境及应用领域多层隔热保护，采用不锈钢精制而成。 E 可应对最严酷的无铅制程和承受苛刻的工业环境。 无锡太湖学院学士学位论文 4 本课题 应 达到的要求 先复习单片机 MCS51 系列的硬件构成及命令系统，分析研究波峰焊焊接温度测试记录仪控制电路的功能要求。 再进行方案设计，设计出要达到规定功能 的单片机控制电路的各组 成 部分： STC89C52 单片机作为主控芯片，还有热电偶、信号调理电路、 A/D 转换电路和数码显示电路等组成，再 编制控制程序框图和 C 语言控制程序， 使波峰焊焊接温度测试记录仪 达到 能自动测 量和记录 波峰焊 机的预热温度、 焊接温度 和焊接时间等工艺参数的功能。 通过对 波峰焊焊接温度测试记录仪的设计制作 ，使我学会使用 Protel 软件绘制电路图，用 C 语言编制单片机控制程序，初步涉及了电子产品的设计 开发工作 ,为我今后走上技术工作岗位是一次极好的学习和练兵机会。 2 相关知识及原理介绍 波峰焊焊接温度测试记录仪 的设计 涉及到很多的 相关知识及 元器件 ， 在这里先分别介绍一下， 为后面的 控制电路 设计 及 控制 软件设计作 好准备。 波峰焊焊接温度测试记录仪 测试记录 仪的 构成 测 试记录 仪由热电偶探头及引线、 控制电路板、电池组 和 金属盒组成，热电偶探头 及引线 从金属盒 一端安装的插座引出。 金属盒用不锈钢薄板做成，有盖子可打开。 金属盒内包裹一层绝缘隔热材料，使安装在其内的电路板和电池组与外壳隔热和绝缘。 测试记录 仪 的使用方法 A 把 测试记录仪 放在一块印制电路板上的中央，把热电偶探头插入电路板的元件孔中，使探头能接触到波峰，把 测试记录仪 的电源开关打开，使之开始工作。 B 把放有 测试记录仪 的电路板放在波峰焊机的传送链条上，让电路板在波峰焊机内运行一次。 C 取下 印制电路板 和 测试记录仪 ，把 测试记录仪 的 盒盖打开，可以 看到 4 位数码管正在不停地显示数字，记录下预热温度、焊接温度和焊接时间， 完成后 关掉电源开关。 单片机的介绍及分类 单片机是 测试记录仪 控制电路中 最为 重 要的一部分， 测试记录仪 的 整体功能主要 是 由它 来控制完成的。 单片机的介绍 单片微型计算机简称单片机，是典型的嵌入式微控制器（ Microcontroller Unit），常用英文字母的缩写 MCU表示单片机，它最早是被用在工业控制领域。 由于单片机在工业控波峰焊焊接温度测试记录仪的设计 5 制领域的广泛应用，为使更多的业内人士、学生、爱好者，产品开发人员掌握单片机这门技术，于是产生 单片机开发板，比较有名的例如电子人 DZR01A 单片机开发板。 单片机由芯片内仅有 CPU的专用处理器发展而来。 最早的设计理念是通过将大量外围设备和 CPU集成在一个芯片中，使计算机系统更小，更容易集成进复杂的而对体积要求严格的控制设备当中。 INTEL 的 Z80 是最早按照这种思想设计出的处理器，从此以后，单片机和专用处理器的发展便分道扬镳。 早期的单片机都是 8 位或 4 位的。 其中最成功的是 INTEL 的 8031，因为简单可靠而性能不错获得了很大的好评。 此后在 8031 上发展出了 MCS51 系列单片机系统。 基于这一系 统的单片机系统直到现在还在广泛使用。 随着工业控制领域要求的提高，开始出现了 16位单片机，但因为性价比不理想并未得到很广泛的应用。 90 年代后随着消费电子产品大发展，单片机技术得到了巨大提高。 随着 INTEL i960 系列特别是后来的 ARM 系列的广泛应用， 32 位单片机迅速取代 16 位单片机的高端地位，并且进入主流市场。 而传统的 8 位单片机的性能也得到了飞速提高，处理能力比起 80 年代提高了数百倍。 目前，高端的 32 位单片机主频已经超过 300MHz，性能直追 90 年代中期的专用处理器，而普通的型号出厂价格跌落至 1 美元，最高端 的型号也只有 10 美元。 当代单片机系统已经不再只在裸机环境下开发和使用，大量专用的嵌入式操作系统被广泛应用在全系列的单片机上。 而在作为掌上电脑和手机核心处理的高端单片机甚至可以直接使用专用的 Windows 和 Linux 操作系统。 单片机比专用处理器更适合应用于嵌入式系统，因此它得到了最多的应用。 事实上单片机是世界上数量最多的计算机。 现代人类生活中所用的几乎每件电子和机械产品中都会集成有单片机。 手机、电话、计算器、家用电器、电子玩具、掌上电脑以及鼠标等电脑配件中都配有 12 部单片机。 而个人电脑中也会有为数不 少的单片机在工作。 汽车上一般配备 40 多部单片机，复杂的工业控制系统上甚至可能有数百台单片机在同时工作。 单片机的数量不仅远超过 PC 机和其他计算的总和，甚至比人类的数量还要多。 单片机又称单片微控制器，它不是完成某一个逻辑功能的芯片，而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。 相当于一个微型的计算机，和计算机相比，单片机只缺少了 I/O 设备。 概括的讲：一块芯片就成了一台计算机。 它的体积小、质量轻、价格便宜、为学习、应用和开发提供了便利条件。 同时，学习使用单片机是了解计算机原理与结构的最佳选择。 单片机内部也 用和电脑功能类似的模块，比如 CPU，内存，并行总线，还有和硬盘作用相同的存储器件，不同的是它的这些部件性能都相对我们的家用电脑弱很多，不过价钱也是低的，一般不超过 10 元即可，用它来做一些控制电器一类不是很复杂的工作足矣了。 我们现在用的全自动滚筒洗衣机、排烟罩、 VCD 等等的家电里面都可以看到它的身影，它主要是作为控制部分的核心部件。 它是一种在线式实时控制计算机，在线式就是现场控制，需要的是有较强的抗干扰能力，较低的成本，这也是和离线式计算机的（比如家用 PC）的主要区别。 无锡太湖学院学士学位论文 6 单片机的分类 单片机作为计 算机发展的一个重要领域，应用一个较科学的分类方法。 根据目前发展情况，从不同角度单片机大致可以分为通用型 /专用型、总线型 /非总线型及工控型 /家电型。 A 通用型 /专用型 这是按单片机适用范围来区分的。 例如， 80C51 是通用型单片机，它不是为某种专用途设计的；专用型单片机是针对一类产品甚至某一个产品设计生产的，例如为了满足电子体温计的要求，在片内集成 ADC 接口等功能的温度测量控制电路。 B 总线型 /非总线型 这是按单片机是否提供并行总线来区分的。 总线型单片机普遍设置有并行地址总线、 数据总线、控制总线 ，这些引脚用以扩展并行外围器件都可通过串行口与单片机连接，另外，许多单片机已把所需要的外围器件及外设接口集成一片内，因此在许多情况下可以不要并行扩展总线，大大减省封装成本和芯片体积，这类单片机称为非总线型单片机。 C 控制型 /家电型 这是按照单片机大致应用的领域进行区分的。 一般而言，工控型寻址范围大，运算 能力强；用于家电的单片机多为专用型，通常是小封装、低价格，外围器件和外设接口集成度高。 显然，上述分类并不是惟一的和严格的。 例如， 80C51 类单片机既是通用型又是总线型，还可以作工控用。 STC89C52 单片机 STC89C52 单片机的 主要 特点 STC89C52 是 STC公司设计制造的低功耗 ,高性能 CMOS 8 位单片机 ,片内含 8k 可反复擦写 1000 次的 Flash 只读程序存储器 ,器件采用高密度、非易失性存储技术制造 ,兼容标准MCS51 指令系统及 80C51 引脚结构。 STC89 系列单片机具有在系统可编程（ ISP）特性，可将程序直接下载进入单片机运行，可以不用仿真器，大部分 STC89 系列单片机在销售之前已在单片机内部固化有 ISP 系统引导程序，使用 STCISP 下载软件 ，配合 PC 端 的控制程序，即可把用户代码下载进单片机。 图 STC89C52 单片机引脚 波峰焊焊接温度测试记录仪的设计 7 主要性能 与 MCS51 单片机产品兼容 、 8K字节在系统可编程 Flash 存储器、 1000 次擦写周期、全静态操作： 0Hz～ 33Hz 、三级加密程序存储器 、 32 个可编程 I/O 口线、三个 16 位定时器 /计数器八个中断源、全双工 UART 串行通道、 低功耗空闲和掉电模式 、掉电后中断可唤醒 、看门狗定时器 、双数据指针、掉电标识符。 功能特性描述 STC89C52 是一种低功耗、高性能 CMOS8 位微控制器，具有 8K 在系统可编程 Flash 存储器。 使用高密度非易失性存储器技术制造，与工业 80C51 产品指令和引脚完全兼容。 片上 Flash 允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。 在单芯片上，拥有灵巧的 8 位 CPU 和在线系统可编程 Flash，使得 STC89C52 为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。 STC89C52 具有以下标准功能： 8k字节 Flash， 256 字节 RAM， 32 位 I/O 口线，看门狗定时器， 2 个数据指针，三个 16 位 定时器 /计数器，一个 6 向量 2级中断结构，全双工串行口，片内晶振及时钟电路。 另外， STC89C52 可降至 0Hz 静态逻辑操作，支持 2 种软件可选择节电模式。 空闲模式下， CPU 停止工作，允许 RAM、定时器 /计数器、串口、中断继续工作。 掉电保护方式下， RAM 内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或 硬件复位为止。 8 位微控制器 8K 字节在系统可编程 Flash。 P0 口： P0 口是一个 8 位漏极开路的双向 I/O 口。 作为输出口，每位能驱动 8 个 TTL逻辑电平。 对 P0 端口写 “1”时，引脚用作高阻抗输入。 当访问外部程序和数据存储器时， P0 口也被作为低 8 位地址 /数据复用。 在这种模式下， P0 具有内部上拉电阻。 在 flash 编程时， P0 口也用来接收指令字节；在程序校验时，输出指令字节。 程序校验时，需要外部上拉电阻。 P1 口： P1 口是一个具有内部上拉电阻的 8 位双向 I/O 口， p1 输出缓冲器能驱 动 4 个。