1、 畢業(yè)設(shè)計設(shè)計題目 基于單片機真空鍍膜機檢漏儀設(shè)計 學生姓名 學 號 專業(yè)班級 指導教師 院系名稱 機械與汽車工程學院 2013 年 6 月 7 日目 錄中文摘要1英文摘要21 引 言31.1 課題研究的背景與現(xiàn)狀31.2 真空檢漏技術(shù)與設(shè)備的發(fā)展現(xiàn)狀31.3 課題研究的目的和意義41.4 論文的主要工作和內(nèi)容41.4.1 主要工作41.4.2 論文的安排結(jié)構(gòu)52 系統(tǒng)總體設(shè)計52.1 電離真空計概述52.2 熱陰極電離真空計的工作原理62.3 電離真空計檢漏方法72.4 系統(tǒng)總體框圖93 硬件電路和模塊選擇103.1 數(shù)據(jù)采集模塊電路103.1.1 離子流放大電路103.1.2 ADC080

2、8硬件113.1.3 轉(zhuǎn)換器部分電路113.2單片機89C51模塊113.3數(shù)據(jù)顯示模塊133.3.1 顯示模塊的芯片選擇133.3.2 LCD1602介紹143.4 檢漏報警電路153.5 系統(tǒng)總體電路原理圖154 軟件系統(tǒng)設(shè)計174.1 Keil軟件介紹174.2 單片機C語言介紹174.3 程序流程圖184.4 計算真空室內(nèi)的壓力值185 仿真與調(diào)試205.1 protues軟件介紹205.2 proteus和Keil調(diào)試仿真205.2.1 調(diào)試的步驟及方法205.2.2 程序仿真215.2.3 總電路仿真21結(jié)論23致謝24參考文獻25附錄26附錄A 電路原理圖26附錄B 程序代碼27

3、基于單片機真空鍍膜機檢漏儀設(shè)計摘 要:隨著現(xiàn)在生產(chǎn)技術(shù)的高速發(fā)展，對于真空鍍膜檢漏方法及檢漏的準確度提出了越來越高的要求。基于單片機的真空計檢漏法作為真空檢漏的一種方法，因其性價高、操作方便等較多的優(yōu)點得到越來越多的重視和應用。本文出于方便、經(jīng)濟、實用等方面考慮，對基于單片機真空鍍膜機檢漏儀進行設(shè)計研究。本論文采用電離真空規(guī)來測量真空鍍膜室內(nèi)壓力，選用熱陰極電離真空計為真空室內(nèi)真空測量元件。轉(zhuǎn)換部分主要由ADC0808控制，它主要的工作就是把電離規(guī)離子流信號進行轉(zhuǎn)換，是從模擬量轉(zhuǎn)換為相應的單片機需要的數(shù)字量再傳送到數(shù)據(jù)處理模塊。數(shù)據(jù)處理主要是通過AT89C51進行處理，它主要的工作是把ADC0

4、808傳過來的數(shù)字量進行處理，產(chǎn)生相應的真空度送到顯示模塊進行顯示。處理器判斷真空室內(nèi)的壓力是否符合真空鍍膜機的要求真空度，通過蜂鳴器和LED顯示燈，進行報警，提示給使用者。關(guān)鍵字:電離真空計；AT89C51單片機；A/D轉(zhuǎn)換；ADC0808；LM016LAbstract:With the modern production techniques developing,methods for leakage detecting and the accuracy of it has higher requierment.The vacuum leakage detecting based on

5、single chip is one of the vacuum leakage detecting methods,because of the advantage of its high cost-performance ratio ,stable performance,no pollution, convenient operation and so on ,it gets more attention and application.For the condidetation of convenience, economy, practical these aspects, this

6、 paper is about the design and research of vacuum coating machine leak detector that based on single chip .In this paper it use vacuum ionization gauge to test the pressure in the vacuum chamber,choose the hot-filament ionization gauge to be the testing element.A/D transfer mainly rely on ADC0808 co

7、mpleted,it response to translate the collected analog quantity to the corresponding digital quantity and transform to the data handling model. data handling made by AT89C51 chip,it response to handling the digital quantity from ADC0808 and the produce the corresponding vacuum degree to show on the s

8、how model. The processor judge the pressure in the vacuum chamber if match the require vacuum degree of the vacuum coating machine,if not,through the buzzer and the LED lamp to alarm the user.Keywords:AT89C51 microcontroller; ionization vacuum gauge; A/D conversion; ADC0808; LM016L1 引 言1.1 課題研究的背景與現(xiàn)

9、狀真空鍍膜是主要在高真空的環(huán)境下利用物理方法在鍍件上鍍上一層膜的技術(shù)。真空鍍膜會根據(jù)鍍膜的方式不同可以分為：離子鍍膜、真空濺射鍍膜、真空蒸發(fā)鍍膜。所以真空鍍膜對真空度的要求非常嚴格，一個良好的檢漏系統(tǒng)，能夠迅速判斷系統(tǒng)是否漏氣，判斷出漏口位置，及時修復是非常重要的。如今的工業(yè)發(fā)展有很多的機器和設(shè)備都需要要求有真空環(huán)境，由于真空的設(shè)備或者是機器長期使用后，其真空度肯定會出現(xiàn)減小的情況，也就是真空系統(tǒng)出出現(xiàn)漏氣的現(xiàn)象，這就會影響到機器和設(shè)備的正常工作，需要有一個系統(tǒng)能夠及時的檢測出系統(tǒng)有漏氣的情況進行反饋給用戶，這樣就會避免不安全事故的發(fā)生，因此，對真空系統(tǒng)的檢漏成為安全生產(chǎn)的一個重要指標。1.2

10、 真空檢漏技術(shù)與設(shè)備的發(fā)展現(xiàn)狀檢漏的方法有很多，各種檢漏方法有自己的特點和使用的范圍，方法的選擇要根據(jù)具體的情況而定，所選擇的既要滿足檢測的要求，又能盡可能簡單方便和經(jīng)濟的前提下，檢測方法應符合的要求：（1） 檢測靈敏度高。（2） 反應時間短。（3） 能對漏孔進行地位和定量。（4） 能無損檢漏，即檢漏時不能破壞被測件的結(jié)構(gòu)，也不能受到污染1。（5） 穩(wěn)定性好。（6） 檢測范圍廣。現(xiàn)在比較好的檢測真空室是否漏氣的方法是利用真空室的氣體流量進行檢查，會檢測到真空室的一些參數(shù)，比如說真空室的壓力值等，然后會根據(jù)這些值按照一定的關(guān)系式進行計算出真空室內(nèi)是否漏氣。其中一種真空鍍膜室壓力檢測法，加壓檢測法

11、就是給被測的真空鍍膜室內(nèi)充加壓力表示漏氣的氣體，如果被測的真空鍍膜室上有漏孔時，示漏氣體通過真空鍍膜室的漏孔漏出，在被測器件的外部就能夠檢測到示漏氣體。下面介紹幾種常見的幾種真空鍍膜室的檢漏儀和較多的檢漏的方法4：（1） 氮質(zhì)譜檢漏儀：氦氣泄漏專門用于檢漏設(shè)備所示，它具有性能穩(wěn)定，靈敏度高。真空泄漏檢測技術(shù)中最高的靈敏度，最常見的泄漏檢測器的移動設(shè)備。（2） 鹵素檢漏儀：含有鹵素氣體泄漏的真空檢漏裝置稱為鹵素檢漏儀器。（3） 真空檢漏法，將被測件內(nèi)部抽成真空，將示漏物質(zhì)施放真空室的外部，如果泄露，剛氣體會進入被測物中，利用相應的方法進行示漏氣體的檢測，從而判斷漏孔的大小和位置。除上述幾種方法以

12、外，還有超聲波檢漏等。1.3 課題研究的目的和意義真空鍍膜檢漏就是檢測真空鍍膜室內(nèi)的壓力值，檢測真空鍍膜機漏氣的方法有很多種，常見的真空檢漏由于價格昂貴或者是操作方法不易掌握，所以需要一種簡單實用的檢漏方法，本課題研究的就是基于單片機的真空檢漏儀設(shè)計是設(shè)計出一種操作簡單，價格低廉的設(shè)備。系統(tǒng)采用的是用電離真空計去測量真空室內(nèi)的壓力值，然后進行信號的放大，輸進單片機內(nèi)進行處理。判斷真空鍍膜機是否是有漏氣的情況。1.4 論文的主要工作和內(nèi)容1.4.1 主要工作本論文以熱陰極電離真空計與單片機技術(shù)相結(jié)合,對真空鍍膜室進行壓力的采集然后計算出真空度進行判斷，通過顯示模塊和報警模塊反饋給用戶。系統(tǒng)主要分

13、為三個部分。根據(jù)熱陰極電離真空計出來的信號，結(jié)合單片機的真空度采集模塊設(shè)計在硬件設(shè)計中，系統(tǒng)采用AT89C51為主控。根據(jù)真空計采集模塊出來的信號經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換器。送到單片機中處理，并且進行判斷系統(tǒng)是否有漏氣。給出顯示真空度和漏氣報警。在系統(tǒng)的軟件設(shè)計中，用的是基于單片機的C語言，程序主要分為下面幾個部分。第一部分數(shù)據(jù)的采集，第二部分數(shù)據(jù)處理判讀程序，第三部分報警程序，第四部分顯示程序。1.4.2 論文的安排結(jié)構(gòu)第1章 ：主要介紹了課題研究的背景和現(xiàn)狀，介紹真空檢漏技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，介紹課題的研究的目的和意義。第2章 ：主要對熱陰極電離真空計檢漏方法的說明，影響因素和解決辦法第3章 ：主要對課題

14、設(shè)計中的采用的模塊進行選擇，單片機模塊，真空計采集模塊和模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊。第4章 ：硬件電路的設(shè)計，主要是對選擇的各個模塊進行電路的連接，包括系統(tǒng)的放大電路，單片機最小系統(tǒng)，單片機和模數(shù)轉(zhuǎn)換部分電路。第5章 ：軟件的設(shè)計，對系統(tǒng)的各個模塊的軟件設(shè)計，模塊化設(shè)計便于后期的升級和修改。結(jié)論：通過對系統(tǒng)的總體設(shè)計，對硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)進行仿真實驗和調(diào)試。2 系統(tǒng)總體設(shè)計2.1 電離真空計概述普通型電離真空計用于低于10-1Pa的高真空測量，在結(jié)構(gòu)上它包括作為傳感元件的規(guī)管和由控制及指示電路所組成的測量儀表兩部分。電離真空計的工作原理是：使用一些手段進入電離真空規(guī)的氣體分子的一部分電離，收集這些離子形成離

15、子流，氣體分子的測量離子產(chǎn)生的電流在一定范圍內(nèi)的壓力和氣體之間的關(guān)系示意圖成比例，然后通過測量離子電流能反映電離真空計的測得的氣體壓力的大小，因此成為電離真空計。電離真空計可分為三種不同的方式：第一種是熱陰極電離真空計，第二類是冷陰極電離真空計，第三類是放射性電離電離真空計4。2.2 熱陰極電離真空計的工作原理電離真空計的工作原理：利用包含在真空條件氣體電離之后離子化，氣體電離產(chǎn)生的離子電流能夠被收集起來。離子流可以測量得到測量真空。電離真空計在電離氣體時是一個非常迅速的過程，微小的離子流測量也是比較難測量的，所以在高真空的范圍下，電離真空計是唯一能切實可用的真空計由電離電子源燈絲加熱稱為熱陰

16、極電離真空計，其種類很多，各有不同的特點和使用不同的壓力范圍。熱陰極電離真空規(guī)的測量裝置和電離規(guī)出來的小電流測量電路組成，控制單元功能是調(diào)節(jié)氣體的壓力從而轉(zhuǎn)化控制離子電流。熱陰極電離真空計的結(jié)構(gòu)主要分為三個電極：會提供較多數(shù)量的電子電流Ie燈絲F（陰極）。產(chǎn)生電子的加速場和收集的電子流向陽極（也被稱為電子加速電極）。收集離子流離子集電極電流Ic（相對于陰極為負電位）如果電子從陰極到陽極的飛行路徑是L時，離子電流Ii，具有以下的關(guān)系之間的壓力p （2-1）式中W是當壓力p=1Pa時，每個電子飛行1m所產(chǎn)生的電子一離子對數(shù)目，稱電離效率，它是電子能量的函數(shù)，電離效率W還與氣體的種類有關(guān)，于氣體的電

17、離的概率會有一個因數(shù)的關(guān)系，電子在電場中飛行途中能量是變化的，式（2-1） 應改寫為積分形式，即3 （2-2）如果在工作中并非所有電子和離子都被收集（例如部分電子或離子到達規(guī)管管壁），則 式（2-2）應修改為 （2-3）式中，是分別對離子流I 進行修正的系數(shù)，顯然<1，>1。令（2-4）稱K 為電離規(guī)管系數(shù)（以往稱為電離規(guī)的靈敏度），其單位為Pa-1。對一定氣體當溫度恒定時，K 為一個恒量，將式（2-4）代入式（2-3）得（2-5）K在一定的真空度范圍是一個定常數(shù)，假如保持電離真空計的發(fā)射電流Ie為一個不變量，所以離子流Ii與壓力p之間成線性的關(guān)系。在遠大于電子的平均自由程大小的電

18、極結(jié)構(gòu)在高真空環(huán)境下，電子和分子碰撞的概率是非常小的，大多數(shù)的電子碰撞氣體分子最多一次。因此，在任何碰撞電離電子的等勢面具有相同的能量（忽略的電子發(fā)射的初始能量差），當壓力上升到E電子的平均自由程時，可與電極結(jié)構(gòu)體的大小，即使電子與氣體分子的小時數(shù)兩次或更多次的碰撞（碰撞彈性或無彈性碰撞），到達點的電場E一概含有不同的碰撞序列，它們的能量損失，由于不同已經(jīng)有所不同，因此，在一個給定的W值的點是改變。在這種情況下，隨著壓力p的增加越來越嚴重，因此，式（2-4）中的K值改變隨著壓力p。達到最大線性測量壓力P，它的幾何形狀的電極，在電極之間的電勢分布，以及確定的發(fā)射電流的大小3。按線性真空度測量的范

19、圍的不同，普通的熱陰極電離規(guī)主要分為三類3：（1） 普通型電離規(guī)（1×10-1 10-5pa）（2） 超高真空電離規(guī)（1×10-1 10-8pa，有的下限為10-10pa）（3） 高壓力電離規(guī)（102 10-3pa）2.3 電離真空計檢漏方法電離真空計產(chǎn)生的電離氣體的等離子流的壓力變化的大小反映，但由于氣體在不同的壓力的電離電勢是不同的，電離計的示數(shù)和氣體的種類有關(guān)。因此，當施加到示漏氣體載可疑的漏孔處，如果漏孔，示漏的氣體分子會通過漏孔泄漏到被檢體的部件，導致氣體組成成分的變化，氣體所產(chǎn)生的離子流也會相應地改變，電離真空規(guī)的示數(shù)也將發(fā)生相應的變化，從而指示出泄漏位置，泄漏

20、率的大小是可以根據(jù)漏氣量的大小來估算的，電離真空計的檢漏的范圍和真空計工作壓力范圍是相同的4。2.4 系統(tǒng)總體框圖基于單片機的真空檢漏總共分為五個模塊部分，他們分別是：數(shù)據(jù)采集模塊，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊，數(shù)據(jù)處理模塊，數(shù)據(jù)顯示模塊和報警模塊如圖2.1所示。 數(shù)據(jù)采集模塊（電離真空計）A/D轉(zhuǎn)換模塊電源模塊數(shù)據(jù)處理模塊（單片機）數(shù)據(jù)顯示模塊和報警模塊圖2.1 單片機真空檢漏系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖數(shù)據(jù)采集模塊主要做的是電離真空計采集真空鍍膜室的壓力，通過A/D轉(zhuǎn)換器輸進單片機內(nèi)，通過程序設(shè)定的壓力值進行比較，如果小于設(shè)定的壓力，不符合真空鍍膜的要求，通過顯示器和報警模塊提示給使用者5。3 硬件電路和模塊選擇3.1

21、數(shù)據(jù)采集模塊電路3.1.1 離子流放大電路圖3.1 離子流信號放大電路在圖3.1為電離規(guī)的信號采集放大電路，其中與ICL7650連接的兩個記憶電容C1，C2要求是高平直的低漏電容。在選用內(nèi)部時鐘時，采用ICL7650的內(nèi)部時鐘200Hz，因此C1，C2電容量可以0.1uF，輸入端輸入的是電離規(guī)的離子信號離子流通過R2轉(zhuǎn)換成電壓量，該電壓作為ICL7650的輸入，進行放大處理。由于離子流與真空度跨越皆跨多個數(shù)量級，離子流在R2兩端產(chǎn)生電壓，使放大系數(shù)變大，輸出電壓變大。該電壓輸入到ICL7650的同相端，ICL7650對其進行放大，放大倍數(shù)約10倍。6750輸出的信號還需要經(jīng)過一級放大才能轉(zhuǎn)換成

22、要求的05v信號6。該輸出信號輸入到CA3140的同相端。根據(jù)CA3140的接法可以計算出其放大倍數(shù)約為4到5倍之間，可通過手動調(diào)節(jié)100K的可變電阻R13，達到手動調(diào)節(jié)放大倍數(shù)的目的7。3.1.2 ADC0808硬件ADC0808進行采樣8位分辨率，逐次逼近式模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換裝置的原理。ADC0808的主要工作是放大后的信號輸出電路的模擬到數(shù)字的轉(zhuǎn)換，則微控制器用于處理輸入，以獲得所需的數(shù)據(jù)8。3.1.3 轉(zhuǎn)換器部分電路圖3.2 AD轉(zhuǎn)換器電路3.2單片機89C51模塊AT89C51是一種可以用基于單片機的C語言進行編程的控制元件，總共有P0，P1，P2，P3管腳信號的輸入。3.2.1最小應用

23、系統(tǒng)設(shè)計如圖3.3 89C51單片機最小系統(tǒng)所示。單片機的最小系統(tǒng)是由晶振和復位電路組成，應用系統(tǒng)是一個小型的控制單元。其特點：(1) 提供較多的I/O口線。(2) 存儲器內(nèi)大小是有限的。(3) 開發(fā)具有特殊性。圖3.3 89C51單片機最小系統(tǒng)1、單片機時鐘電路89C51內(nèi)部已經(jīng)有振蕩電路，但可以形成一個時鐘，則必須附加一個外部電路。 89C51的時鐘電路產(chǎn)生有兩種方式，分別為：內(nèi)部和外部時鐘模式。2、復位電路選用的單片機的復位電路是采用的外部復位電路。外部復位電路利用復位引腳通過觸發(fā)器在每個機器周期采集一次。才能夠得到內(nèi)部復位的所需要的信號。復位電路可以分為上電復位電路自動復位電路和復位按

24、鈕電路。自動復位電路的最簡單的供電，自動復位電路如圖所示3.5 89c51。上電復位電路自動復位由外部電容器充電來實現(xiàn)功率。只要VCC上升時間小于1ms，可以實現(xiàn)自動復位。此外，上電復位，你也可能需要手動復位按鈕。本設(shè)計是用于手動復位按鈕。與手動復位按鈕橫向模式和脈沖模式兩種。水平復位經(jīng)電阻和電源連接到VCC RST終端的實現(xiàn)。利用手動的復位電路如下圖3.4。圖3.4 89C51復位電路3.3數(shù)據(jù)顯示模塊3.3.1 顯示模塊的芯片選擇液晶顯示器，它可以改變信息傳遞的特性的方向?qū)崿F(xiàn)顯示，小尺寸液晶顯示模塊，功耗低，超薄輕巧的顯示內(nèi)容豐富等，在單片機應用系統(tǒng)中得到了越來越廣泛的應用。按其功能分為三

25、類：液晶顯示器LCD顯示器，字符點陣液晶顯示器，點陣液晶顯示。前兩個可以顯示數(shù)字，字符等，而圖形點陣液晶顯示器可以顯示任何字符和圖形。選擇這種設(shè)計可負擔得起的字符液晶顯示LCD1602。LCD1602顯示兩行16個字符的液晶顯示，使用5V電源11。電路如圖3.5所示的顯示部分：圖3.5 顯示模塊原理圖3.3.2 LCD1602介紹LCD1602是可以達到設(shè)計要求要顯示真空度的LCD，實物如圖3.6所示。圖3.6 LCD1602實物圖3.4 檢漏報警電路圖3.7檢漏報警電路報警電路采用一個紅色的LED和一個蜂鳴器組成，當系統(tǒng)檢測到真空室的存在在設(shè)定范圍內(nèi)的漏氣就會通過這個電路通知給用戶。如圖3.

26、7所示。3.5 系統(tǒng)總體電路原理圖圖3.8系統(tǒng)總體電路圖電離真空規(guī)出來的離子流報警和顯示模塊單片機89C51A/D轉(zhuǎn)換器模塊離子流放大器圖3.9 系統(tǒng)框圖4 軟件系統(tǒng)設(shè)計4.1 Keil軟件介紹Keil軟件是用來寫基于單片機的C語言的。寫出的程序可以兼容89C51單片機，可以在單片機上正常工作，因為軟件提供了豐富的庫和強大的開發(fā)和集成的環(huán)境，支持編輯、對C文件的編譯、對C語言的調(diào)試、對單片機的仿真等整個的開發(fā)流程。所以得到的廣泛的使用。4.2 單片機C語言介紹在單片機端主要的工作時得到ADC0808的輸出結(jié)果后，經(jīng)過計算得到現(xiàn)在電離真空規(guī)測量的真空室內(nèi)的壓力。所以要使用C語言來完成。C語言是結(jié)

27、構(gòu)化編程語言，使用簡單的語法結(jié)構(gòu)，能夠快速入門。用C語言編寫真空檢漏系統(tǒng)軟件，可以縮短編寫程序的時間，顯著提高了軟件的可讀性，改善和擴大，可以開發(fā)出一個大規(guī)模，高性能的應用程序。其優(yōu)點如下：（1）可以大大加快開發(fā)進度，更強大功能的程序，采用C語言，更多的優(yōu)勢。（2）無主微控制器的指令集和特定的硬件，硬件也可以被編程，以滿足實際的專業(yè)水平的過程10。（3）可以實現(xiàn)結(jié)構(gòu)化清晰軟件程序，使軟件的邏輯結(jié)構(gòu)變得清晰，有組織，便于一個開發(fā)團隊的計劃任務，分工。C語言的源代碼的邏輯的可理解性和后期的可維護性都不錯。（4）消除手動微控制器工作在匯編語言子程序?qū)⒁峙浣o每個芯片的資源分配的需要。當使用C語言，只

28、需點擊一個變量聲明的代碼類型，編譯器會自動分配相對關(guān)資源，不需要人工干預，從而有效地避免錯誤手動分配單片機的資源。（5）匯編語言可移植性差，而C語言的，只要一些與硬件相關(guān)的代碼做出相應的變化，它可以很容易地移植到其他類型的微控制器11。（6）對于一些結(jié)構(gòu)比較復雜程序邏輯比較復雜的程序開發(fā)，可以移植（或C編譯器）為C語言版本。正因為C語言在系統(tǒng)開發(fā)方面的優(yōu)勢，這樣的設(shè)計將發(fā)揮C語言優(yōu)勢性。4.3 程序流程圖單片機實現(xiàn)的真空鍍膜的檢漏儀設(shè)計程序流程圖如圖4.1所示。圖4.1 軟件流程框圖4.4 計算真空室內(nèi)的壓力值因為ADC0808是八路選通的轉(zhuǎn)換器所以從端口讀出來的數(shù)據(jù)是0255直接的。這些數(shù)字

29、就代表著05v電壓的輸入，通過單片機89C51內(nèi)部的程序完成計算的工作，并且把計算出來的真空室內(nèi)的壓力值顯示到LCD液晶上，如果系統(tǒng)檢測到現(xiàn)在的真空度不符合真空鍍膜的要求，系統(tǒng)就會通過蜂鳴器和LED燈提示報警給用戶12。主函數(shù)while循環(huán)部門代碼如圖4.2所示。圖4.2 主函數(shù)while循環(huán)程序代碼5 仿真與調(diào)試5.1 protues軟件介紹Proteus與所選用的單片機進行仿真，它能反映單片機系統(tǒng)資源的使用情況，比如說系統(tǒng)的CPU使用量，也能夠測量到外圍電路的實際仿真的結(jié)果。所以仿真調(diào)試時，不是關(guān)心單片機中的程序語句執(zhí)行的情況，是從直接就可以看到你寫的程序的運行結(jié)果和電路工作的結(jié)果。仿真實

30、驗中，就是可以填補實驗和正常的應用上脫節(jié)的矛盾的現(xiàn)象。5.2 proteus和Keil調(diào)試仿真5.2.1 調(diào)試的步驟及方法1.在硬件電路，先在仿真軟件對整個系統(tǒng)做模擬建設(shè)。這種設(shè)計是的仿真Proteus軟件7.0的使用，這個仿真軟件系統(tǒng)包含LCD模塊，微控制器和A/D轉(zhuǎn)換芯片等主要部件，大大降低了系統(tǒng)的設(shè)計和調(diào)試時間。如果錯誤是一個硬件部分的電路，將需要修改，反復測試，直到硬件連接錯誤是完全沒有錯誤，而且設(shè)計合理。完成整個軟件PROTEUS仿真和需要編譯軟件KEIL4聯(lián)合調(diào)試13。2.在生產(chǎn)系統(tǒng)的硬件部分是完整的，第一，各種線路的電路仔細檢查，看是否正確連接，請檢查芯片的正常工作，測試的硬件部

31、分是能夠完成其相應的功能。3.在設(shè)計系統(tǒng)軟件，配合PROTEUS仿真軟件和編譯軟件KEIL4 LCD數(shù)據(jù)顯示程序反過來，反復中斷程序的調(diào)試和修改，以實現(xiàn)顯示正常和穩(wěn)定運行的各部分系統(tǒng)的有效性。4.在仿真軟件中調(diào)試，它是必要的編譯生成的HEX文件由軟件編程到單片機實物，然后焊接微控制器上，同時準備的按鍵操作，觀察系統(tǒng)是否運行了預期的效果;未能達到預期的效果，如果出問題要找出原因，然后作出適當?shù)男薷某绦颉?.2.2 程序仿真圖5.1 程序仿真結(jié)果系統(tǒng)程序仿真如圖5.1，結(jié)果正確，沒有錯誤，沒有警告。5.2.3 總電路仿真圖5.2 正常電路仿真顯示圖5.2模擬仿真的是在正常的工作壓力下，電路顯示正常

32、，液晶屏顯示現(xiàn)在的真空度是10-3pa，正常工作綠色LED燈亮。蜂鳴器沒有響，沒有報警。圖5.3 漏氣報警電路仿真顯示圖5.3 模擬的是在不符合真空鍍膜壓力情況下，液晶顯示屏顯示現(xiàn)在的真空度是10-2Pa級別的。LED黃色燈亮，蜂鳴器報警，提示系統(tǒng)有漏氣。電路仿真結(jié)果：電路電機開始按鈕，系統(tǒng)開始上電，開關(guān)1處于打開狀態(tài)，系統(tǒng)處于等待狀態(tài)，當按下開關(guān)1 系統(tǒng)開始采集真空室內(nèi)的離子流經(jīng)過計算得到系統(tǒng)的壓力值，實時的顯示到LCD液晶顯示屏上，每次采集都會去判斷一下真空度是否符合真空鍍膜的要求，若不符合要求就會通過蜂鳴器和LED燈提示給使用者。電路仿真正確，軟件程序正確。結(jié)論本文介紹了基于單片機真空鍍

33、膜機檢漏儀設(shè)計，對整個硬件電路和軟件程序設(shè)計做了分析，介紹了基于單片機的真空檢漏的設(shè)計方案及原理，以此加深51單片機的結(jié)構(gòu)、特點等知識的了解，并給出主程序設(shè)計流程圖，更直觀的把軟件設(shè)計呈現(xiàn)出來，最后基于仿真軟件Proteus及Keil進行仿真，驗證了設(shè)計的正確性。本設(shè)計利用單片機和電離真空計制作出的鍍膜機的檢漏系統(tǒng)，避免了傳統(tǒng)真空檢漏，價格昂貴、操作復雜，并能使本系統(tǒng)設(shè)計的檢漏儀在單片機控制下，具有使用方便、精度高、顯示簡單和靈活性、穩(wěn)定性好、功能易于擴展等優(yōu)點，而且可以大幅提高真空鍍膜的技術(shù)指標，并為相關(guān)儀器及電子產(chǎn)品設(shè)計提供了一種新的思路。 隨著時間的流逝，畢業(yè)設(shè)計在這12周的時間里也漸漸

34、的走近了尾聲，通過這次畢業(yè)設(shè)計，發(fā)現(xiàn)畢設(shè)不僅僅讓我學到了很多知識，也給我留下了一個深刻的印象，將近3個月的畢業(yè)設(shè)計，付出了也得到了很多，學到了很多。知識得到了鞏固。對以后工作和學習打下了堅實的基礎(chǔ)。這次畢業(yè)設(shè)計，不但讓我懂得了在以后的學習生活中要具備嚴謹，大膽，勇于創(chuàng)新的精神，才能做的更好，而且還讓我從中獲益匪淺，學到了小心謹慎，實事求是的態(tài)度。致謝在畢業(yè)設(shè)計過程中遇到了不少困難和麻煩，但也得到了指導老師褚向前老師和同學們的大力幫助和支持，尤其是褚老師的積極督促和正確指導，讓我更有信心和毅力完成本次設(shè)計，在此對大家表示由衷的感謝。同時，我要感謝我們機械與汽車工程學院的領(lǐng)導和老師們，是他們?yōu)槲覀?/p>

35、教會了我們這么多可以學以致用的東西，然后才完成了本次畢業(yè)設(shè)計。最后我要感謝我的母校對我這四年的培養(yǎng)！參考文獻1 朱武，干蜀毅. 真空測量與控制M. 合肥工業(yè)大學出版社. 2008（04）：114-129.2 郭小莉 .基于DSP技術(shù)的真空鍍膜機檢漏儀的研制D. 西安工業(yè)大學：精密儀器及機械，20093 劉偉波. NT50型中子管離子源放電電流研究D.東北師范大學,2006.4 孟揚，李旺奎. 真空計的發(fā)展新趨勢J. 真空科學與技術(shù)，1999，3:116-1195 林忠波,馬朝永,姚振,莊國軍,王震. 基于PIC單片機的便攜式氣體測漏儀J. 電子測量技術(shù),2010,02:79-82,108.6

36、梁平. 安徽省真空計量站建設(shè)與寬量程真空計研制D.合肥工業(yè)大學,2011.7 孟揚，李旺奎. 真空計的發(fā)展新趨勢J. 真空科學與技術(shù)，1999，3:116-1198李朝青.單片機原理及接口技術(shù)M.北京:北京航空航天大學出版社,2010,(03):131-133.9 陳忠平 .基于Proteus的51系列單片機設(shè)計與仿真（第二版）M.電子工業(yè)出版社,201210 胡汗才. 單片機原理及其接口技術(shù)M. 北京:清華大學出版社，1996,37-4011 ANNA GORECKA-DRZAZGA. Miniature and MEMS-type vacuum sensors and pumpsJ. Va

37、cuum, 83 (2009):1419-142612 ZHANG F T, TAN G Z ,YU J,et al. A Micropirani vacuum gauge based on microhotplate technologyJ. Sensors and A Ctuators A, 2006, 126: 300230513 VAN HERWAARDEN AW, SARRO PM. Integrated thermal vacuum sensor with exten dedrange J. Vacuum,1998,38:449-453.附錄附錄A 電路原理圖附錄B 程序代碼DAT

38、ransform.c/<<<<<<<<<<<<>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>/<<<<<<<<<<<<

39、<<<AD轉(zhuǎn)換函數(shù)>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>/<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<>>>&

40、gt;>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>#include <at89x51.h>#define START P3_4 /ATART，ALE接口。0->1->0:啟動AD轉(zhuǎn)換。#define EOC P3_3 /轉(zhuǎn)換完畢由0變1.#define OUTPORT P2 /AD轉(zhuǎn)換函數(shù)，返回轉(zhuǎn)換結(jié)果。/轉(zhuǎn)換結(jié)果是3位數(shù)，小數(shù)點在百位與十位之間。unsigned int uiADTransform()unsigned in

41、t uiResult;unsigned int Pa;START=1; /啟動AD轉(zhuǎn)換。START=0;while(EOC=0); /等待轉(zhuǎn)換結(jié)束。uiResult=OUTPORT; /出入轉(zhuǎn)換結(jié)果。uiResult=(100*uiResult)/51; /處理運算結(jié)果。Pa=uiResult/(5*0.15);return Pa;Main.c/*/*/*/*頭文件及宏定義*/*/*#include "includes.h"#define TIME0H 0x3C#define TIME0L 0xB0#define uchar unsigned char#define uin

42、t unsigned int/*/*/*全局變量*/*/*unsigned char uc_Clock=0;/定時器0中斷計數(shù)bit b_DATransform=0;sbit KG = P10;/開關(guān) sbit KG2 = P11;/開關(guān)2 sbit H_LED = P30; /報警指示燈sbit L_LED = P31;sbit BEEP = P17; /蜂鳴器uchar t = 0; /<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<

43、;<<<<<<<<<<<<<<<<<<</<<<<<<<<<<<<<<把電壓顯示在LCD上>>>>>>>>>>>>>>>/<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<

44、;<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<void vShowVoltage(unsigned int uiNumber)unsigned char ucaNumber3,ucCount;if(uiNumber>999)uiNumber=999;ucaNumber0=uiNumber/100;/把計算數(shù)字的每個位存入數(shù)組。ucaNumber1=(uiNumber-100*(int)ucaNumber0)/10;ucaNumber2=uiNumber-100*(int)ucaNumber0-10*ucaNumber1;for(ucCount=0;ucCount<3;ucCount+)vShowOneChar(ucaNumberucCount+48);/從首位到末位逐一輸出。if(ucCount=0)vShowOneChar('.');/延時void DelayMSx(uint x)uchar