基于单片机的振动筛轴承温度预警系统设计.docx

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1、 目 录摘 要1Abstract2第1章 绪论31.1背景31.2 振动筛的发展概况31.3 温度监控的发展概况及意义4第2章 系统总体设计62.1 系统电路的设计思路62.2 分析系统设计方案62.2.1 题目解析62.2.2 控制指标72.2.3 设计需求72.3 温度传感器的选择72.3.1 模拟温度传感器72.3.2 集成温度传感器82.4 显示屏的选择92.4.1 LED显示屏92.4.2 LCD显示屏92.5 单片机的选择92.5.1 凌阳单片机102.5.2 MCS-51系列单片机11第3章 系统的硬件设计133.1 单片机最小系统的设计133.1.1 单片机最小系统定义133.

2、1.2 单片机最小系统组成133.1.3 单片机最小系统电路图133.2温度传感电路设计143.2.1 DS18B20的特点143.2.2 DS18B20的结构143.2.3 DS18B20与单片机的连接方法153.3 温度控制电路的设计173.4 报警电路的设计183.5 键盘电路的设计193.6 显示电路的设计203.7 单片机与上位机接口设计21第4章 系统软件设计234.1 系统主程序设计234.2 中断服务程序设计234.3初始化程序设计254.4 测温程序设计254.5 串口通信程序设计274.6 上位机软件设计28第5章 振动筛温度预警系统的安装305.1安装方案选择305.1.

3、1 红外测温305.1.2 嵌入安装传感器315.1.3 吸附安装传感器325.2 传感器的安装325.3 抗干扰设计32第6章 仿真调试336.1 硬件调试336.2 软件调试336.3 软硬联调34总结36参考文献37致 谢38新乡学院本科毕业设计摘 要此次设计针对振动筛轴承的温度监测展开了一系列的分析，并制定出一个安全可行的振动筛轴承温度预警系统。本次设计主要通过温度传感器采集轴承的温度信号传递给单片机，由单片机通过通信协议传递给上位机进行处理并反馈给单片机来控制报警。首先根据传感器的内部结构来设计硬件电路和软件电路，由于温度的不同，我们采用不同的信号处理不同的温度值，所以硬件电路中用蜂

4、鸣器来报警提醒，同时使用报警灯来显示低温和高温。本系统包括测温模块，数据传输模块，预警模块，传感器在轴承上的安装等模块。论文对温度传感器的选择、单片机的选择、液晶屏的选择、硬件设计、软件设计、传感器在轴承上的安装、系统调试做了详细的说明。关键词： 振动筛 单片机 温度传感器 轴承。Abstractthe design of the analysis of a series of temperature monitoring of bearing vibration sieve, and formulate the bearing temperature warning system in a

5、safe and feasible vibration sieve.This design is mainly through the acquisition of temperature signal of the temperature sensor is passed to the microcontroller, the microcontroller through the communication protocol to the host computer for processing and feedback to the microcontroller to control

6、the alarm. First to design circuit of hardware and software based on the internal structure of the sensor, temperature due to the different signal processing, we use different temperature value, so the hardware circuit with the buzzer to alarm, and alarm lamp to display the low and high temperature.

7、 The system comprises a temperature measurement module, data transmission module, alarm module. The choice of temperature sensor, MCU, LCD screen, select the choice of hardware design, software design, system debugging in detail.Keywords: vibration sieve SCM temperature sensor Bearing.第1章 绪论1.1背景振动筛

8、是利用振子激振所产生的复旋型振动而工作的。振子的上旋转重锤使筛面产生平面回旋振动，而下旋转重锤则使筛面产生锥面回转振动，其联合作用的效果则使筛面产生复旋型振动。其振动轨迹是一复杂的空间曲线。该曲线在水平面投影为一圆形，而在垂直面上的投影为一椭圆形。调节上、下旋转重锤的激振力，可以改变振幅。而调节上、下重锤的空间相位角，则可以改变筛面运动轨迹的曲线形状并改变筛面上物料的运动轨迹。振动筛工作时，两电机同步反向旋转使激振器产生反向激振力，迫使筛体带动筛网做纵向运动，使其上的物料受激振力而周期性向前抛出一个射程，从而完成物料筛分作业。振动筛广泛应用于矿山、煤炭、冶炼、建材、轻工、医药等诸多企业，其工作

9、性能和运行状况会直接影响企业的经济效益。但是振动筛多在粉尘大，温度高等较差的环境中运行，人很难进入现场进行实时监测，因此很难实现对设备运行状况的实时监测以及设备故障自动报警的要求，不能满足企业对安全生产的要求。因此研究和开发振动筛工况监测设备具有十分重要的工程应用价值。然而有很多因素直接影响到振动筛的工作性能和安全运行，比如：物料的性质、筛面尺寸、轴承运转状况、操作情况等参数。其中轴承对振动筛的影响又是多方面的，不但影响到筛分的效率，更影响着振动筛的安全运转，因此对轴承的监测是必不可少的。1.2 振动筛的发展概况振动筛是利用振动的多孔工作面，将颗粒大小不同的混合物料按粒度进行分级的机械。在国外

10、筛分设备已经经历了300多年的发展，在此之前，物料的筛分工作主要依靠人力来完成。直到100多年前，出现了惯性筛。最早的惯性筛使用柴油机来带动工作，主要应用于物料的分级作业。在十九世纪初期，出现了较为完善的振动惯性筛，用于分级作业的圆型振动筛。之后随着煤、矿产业的迅速发展，用于脱水的直线型振动筛也逐渐发展起来。单轴振动筛经历了由简单惯性式向自定中心式转变的发展过程。直线振动筛经历了从箱式振动器到双电机拖动的筒式振动器发展的过程，目前为箱式振动器与侧邦式块偏心单元体振动器并存的时代。虽然在筛分设备的发展过程中有很多新型的结构和筛分方法出现，但在一次又一次的实践中，许多结构形式看似合理，但依旧被淘汰

11、。因此，现在生产厂家生产出来的振动筛结构型式愈趋近似，人们已经不再追求新颖奇特的结构形式了，转而把筛分设备的可靠性作为研究的首要目标，因此筛分设备寿命显著提高，正常使用寿命达到5年以上在国外，筛分机械出现在16世纪，18世纪欧洲工业革命时期，得到迅猛发展，到本世纪，筛分设备发展到一个较高水准。国外许多公司可提供多种筛分设备，种类齐全，技术水平高。德国申克公司能提供200余种筛分设备，美国RNO公司新研制的DF11型双频率筛，采用了不同速度的激振器。日本东海株式会社和RXR公司合作研制的垂直料流筛，把旋转运动和旋合运动结合起来对细料一次分级特别有效。在国内，由于工业发展缓慢，理论研究以及技术水平

12、较为落后等因素，我国的筛分设备到上世纪才开始有所发展。我国筛分设备的发展主要经历了三个阶段：仿制生产阶段：在这个时期内，我国主要仿制国外一些成型的设备，如前苏联的BKT-11型摇动筛，波兰的wk-15圆形吊式直线筛，这个时期的仿制工作为我国筛分设备的发展奠定了坚实的基础。自行研制阶段：经历了仿制阶段，我国对筛分设备的研究有了一个较为坚实的基础，从上世纪六十年代到八十年代，我国自主研制了一批性能优良的新型筛分机械。双轴振动筛系列，YK和ZKB自同步直线振动筛系列等，这一时期研究生产的设备，虽然存在较多的问题，但是能基本满足国内的生产需求，标志着我国筛分设备走上了独立发展的道路。研发提高阶段：在这

13、一时期，我国的筛分设备在对上一时期生产设备的改进基础上，成功研制了旋转概率筛系列、自同步重型等厚筛系列振动筛。证明了我国在筛分设备的研究上已经有进入了一个较为成熟的阶段。1.3 温度监控的发展概况及意义温度作为工农业生产中最常见的一种参数，能够间接的反映出物体的物理和化学性质的变化。而在工业生产过程中对温度的监控可以实现对设备的工作情况的实时监测，让操作人员对设备的运行状况有一个较为直接的认识，从而达到安全高效生产的目的，因此温度监控是工业生产中必不可少的环节。温度监控作为工业生产中不可替代的一部分，其作用在工况条件恶劣的环境中表现尤为明显，能够显著的提高工作的安全性。因此，各类温度监控系统应

14、运而生。目前市场上的温度监控系统组成都是有温度传感器和相应的控制技术来组成。温度传感器是最早开发，也是现在应用最广泛的一类传感器。从伽利略发明温度计起，人们就开始利用仪器对温度进行测量。在1821年，德国物理学家赛贝发明的传感器将温度信号转变成为电信号，这就是后来的热电偶传感器。但温度传感器的输出是一个变化电压信号，不能够直观的反应温度值，对温度测量和观察带来了不便，因此必须加入相对应的转换和控制技术，更为方便的对温度值进行监测和控制。A/D转换技术和单片机的发展很好的解决了温度监控中出现的转换和控制问题，使得温度监控系统真正广泛的应用于各个行业。第2章 系统总体设计2.1 系统电路的设计思路

15、使用单片机作为监控系统中的控制单元，传送传感器采集的信息并接受上位机反馈的信息，进行控制报警。使用键盘完成系统报警温度的设定，设定一个上限温度值和一个下限温度值。使用温度传感器采集温度信号经过相应转换后与单片机初始设定温度数据进行比较来控制报警线路。使用显示屏来显示采集到的实时温度和温度变化。系统总框图如图1.1： 图1.1 系统总框图2.2 分析系统设计方案2.2.1 设计解析此次设计是一个振动筛轴承的温度预警系统，系统能够准确的测量振动筛转轴各点的实时温度，并且在温度超出预先设定温度范围的时候进行报警。2.2.2 控制指标报警下限温度：0 报警上限温度：100测量温度误差：1 2.2.3

16、设计需求根据设计的要求，要利用温度传感器来监测轴承各点的实时温度，同时要求能设定报警温度值，在监控目标温度超出限定温度范围的时候能够自动报警。设计中使用单片机来控制温度报警线路，因此设计中需要要有温度采集电路、数据输入电路、报警电路、模拟显示电路等几个部分。要实现系统的设计要用到的知识点有单片机的原理及其应用、温度传感器的原理和应用、键盘和显示电路的设计等。2.3 温度传感器的选择温度传感器是指能感受温度变化并转换成可用输出信号的传感器。温度传感器是温度测量仪表的核心器件。2.3.1 模拟温度传感器模拟温度传感器在一些温度范围内线性不好，需要进行冷端补偿或引线补偿，热惯性大，响应慢。常用的模拟

17、温度传感器有AD22103电压输出型、AD590电流输出型等。图2-1是AD590测量温度的基本电路。AD590把被测温度转换为电流信号再通过放大器和A/D转换器，输出数字量传送给单片机进行温度监控。图2.1基于AD590测温基本应用电路2.3.2 集成温度传感器集成传感器时在半导体集成技术、分子合成技术、微电子技术及计算机技术等基础上发展起来的，集成传感器种类有很多，可大致分为两类：传感器本身的集成化和传感器与后续电路的集成化。集成温度传感器具有成本低、小型化、性能较为完善、可靠性高、接口灵活等优点。因此初步选定集成温度传感器。DS18B20集成数字式温度传感器，使用集成芯片，集成了A/D转

18、换线路，因此不需要外接A/D转换线路来转换采集信号，使用方便，采用单总线技术，能够有效的减小外界的干扰，提高测量的精度，同时，它可以直接将被测温度转化成串行数字信号供微机处理，接口简单，使数据传输和处理简单化。部分功能电路的集成，使总体硬件设计更简洁，能有效地降低成本，搭建电路和焊接电路时更快，调试也更方便简单化，缩短了开发的周期。DS18B20集成数字式温度传感器采用单总线的接口方式，与微处理器连接时仅需要一条口线即可实现微处理器与传感器间的双向通讯。且单总线具有经济性好，抗干扰能力强，适合于恶劣环境的现场温度测量，使用方便等优点，较为适合本次设计使用。经过以上比较最终选定DS18B20集成

19、数字式温度传感器作为本次设计使用的传感器。2.4 显示屏的选择2.4.1 LED显示屏LED显示屏，是一种通过控制半导体发光二极管的显示方式，用来显示文字、图形、图像、动画、行情、视频、录像信号等各种信息的显示屏幕。采用传统的多位七段数码。LED显示屏具有使用寿命长、成本低、亮度高、故障少、视角大、可视距离远等特点。LED显示器与LCD显示器相比，LED在亮度、功耗、可视角度和刷新速率等方面，都更具优势。利用LED技术，可以制造出比LCD更薄、更亮、更清晰的显示器。2.4.2 LCD显示屏LCD是用于数字型钟表和许多便携式计算机的一种显示器类型。LCD显示使用了两片极化材料，在它们之间是液体水

20、晶溶液。电流通过该液体时会使水晶重新排列，以使光线无法透过它们。因此，每个水晶就像百叶窗，既能允许光线穿过又能挡住光线。它具有直角显示、低耗电量、体积小、零辐射等优点。LCD液晶显示器是一种低压、微功耗的显示器件，仅2至3伏就能工作，工作电流仅为几微安，同时还能够显示大量信息，除数字外，还可以显示文字、曲线等，较传统的LED显示屏在显示信息上明显的进步。LCD与LED显示器基本都能满足此次设计的需求，为了达到更好的显示测量信息，本次设计选用LCD显示屏。2.5 单片机的选择单片机是一种集成电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU随机存储器RAM、只读存储器ROM

21、、多种I/O口和中断系统、定时器/计时器等功能集成到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机系统。2.5.1 凌阳单片机凌阳单片机是台湾凌阳科技公司开发的一种单片机，其单片机具有高速度、价格低、可靠性高、体积小、功耗低、实用性高、学习简单等特点。凌阳单片机拥有很多种类，按照其CPU的类型以及数据总线位数大致可以分为8位机和16位机两个系列。凌阳8位单片机体积小，功耗低，性能高，易于开发。凌阳16位单片机功能强，效率高，指令系统的指令格式紧凑，执行迅速，大大缩短了开发时间。其功耗低，所需电压低，使用较为方便，带有语音模块，支持语音识别。使凌阳单片机作为普通单片机开发系统的同时，还可以作为一个语音

22、系统，进行语音播放、语音录放和语音识别，大大降低了凌阳单片机的开发难度，并增强了凌阳单片机的使用领域和功能。APCE061A单片机是凌阳16位单片机的一种，除了具备单片机的最小系统以外，还包含了电源电路、音频电路、复位电路等多种电路，采用电池供电，体积较小，相当于扑克牌大小，方便随身携带，有利于锻炼学习者的使用能力。2.5.2 MCS-51系列单片机 MCS-51是Intel公司生产的一个单片机系列名称。属于这一系列的单片机有多种型号如8051/8751/8031、80C51/87C51/80C31等。51系列是基本型，包括8051、8751、8031、8951.这四个机种区别，仅在于片内程序

23、储存器。8051为4KBROM，8751为4KBEPROM，8031片内无程序储存器，8951为4KBEEPROM。其他性能结构一样，有片内128B RAM，2个16位定时器/计数器，5个中断源。51系列单片机的特点8位cpu片内带振荡器，频率范围为1.2MHz12MHz片内带128B的数据存储器片内带4KB的程序存储器程序存储器的寻址空间为64KB片外数据存储器的寻址空间为64KB128个用户位寻址空间21个字节特殊功能寄存器4个8位的I/O并行接口：P0、P1、P2、P3两个16位定时、计数器两个优先级别的五个中断源一个全双工的串行I/O接口，可多机通信111条指令，包含乘法指令和除法指令

24、片内采用单总线结构有较强的位处理能力采用单一+5V电源等因此初步选定51系列单片机。AT89S51是一个低功耗，高性能CMOS 8位单片机，片内含4k Bytes ISP(In-system programmable)的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术制造，兼容标准MCS-51指令系统及80C51引脚结构，芯片内集成了通用8位中央处理器和ISP Flash存储单元，AT89S51在众多嵌入式控制应用系统中得到广泛应用。因此选定AT89S51单片机作为本次设计的单片机。 AT89S51单片机引脚图如图2.3： 图2.3 AT89S5

25、1单片机引脚第3章 系统的硬件设计3.1 单片机最小系统的设计3.1.1 单片机最小系统定义单片机最小系统就是单片机工作的最少器件构成的系统。虽然简单但是是大多数控制系统必不可少的关键部分。3.1.2 单片机最小系统组成复位电路：t=RC1(t10ms);时钟电路：C2=C3=(3010)pF(一般是2030pF);存储器访问路经控制：EA/VPP=+5V时，先内后外。3.1.3 单片机最小系统电路图对于AT89S51单片机，由于内部有4K可在线编程的Flash存储器，用它组成最小系统时，不需要外扩程序存储器，只需要要有复位电路和时钟电路。因此最小系统如图3.1：:图 3.1 最小系统图3.2

26、温度传感电路设计3.2.1 DS18B20的特点DS18B20集成数字式温度传感器采用单总线的接口方式，与微处理器连接时仅需要一条口线即可实现微处理器与传感器间的双向通讯。测量温度范围为-55到125，测量分辨率为0.0625。内含64位经过激光修正的只读存储器ROM。兼容各种单片机或系统机。用户可分别设定各路温度的上、下限。内含寄生电源。3.2.2 DS18B20的结构DS18B20内部结构主要由四部分组成：64位光刻ROM,温度传感器,非挥发的温度报警触发器TH和TL,高速暂存器。DS18B20的管脚排列如图3.2所示。 图 3.2 DS18B20管脚图3.2.3 DS18B20与单片机的

27、连接方法连接方法有两种：1.VCC端口接外部电源，GND端口接地，I/O接口与单片机的I/O线相连；2.供电使用寄生电源， VDD和GND端口接地，I/O端与单片机的I/O线相连接。无论是第一种方法还是第二种方法，I/O口都要接10K左右的上拉电阻。我们采用第一种连接方法。把DS18B20的数据线与单片机的14管脚连接,再加上上拉电阻。与单片机相连电路如图3.2.1所示: 图 3.2.1 温度传感器与单片机接线电路图DS18B20控制命令，如表3-1所示：表3-1 DS18B20控制命令指 令 约定代码 操 作 说 明 温度转换 44H 启动DS18B20进行温度转换 读暂存器 BEH 读暂存

28、器9个字节内容 写暂存器 4EH 将数据写入暂存器的TH、TL字节 复制暂存器 48H 把暂存器的TH、TL字节写到E2RAM中 重新调E2RAM B8H 把E2RAM中的TH、TL字节写到暂存器TH、TL字节 读电源供电方式 B4H 启动DS18B20发送电源供电方式的信号给主CPU 3.3 温度控制电路的设计图 3.3 温度控制电路电路如图3.3所示,通过系统键盘来输入初始测量温度范围。然后把实际测量所得的温度和初始设定的温度上限值和下限值分别进行比较,来控制P0.0、P0.1、P0.7端口的电平。把P0.0、P0.1、P0.7端口分别与三极管连接来控制报警。当测量所得温度超过了设定的最高

29、温度时,P2.2由高电平变成低电平,相当于基极输入为“0”，这时三极管导通推动报警电路工作，相反，若温度在正常范围内，电平不变，基极输入为“1”，三极管不导通，报警器不工作。3.4 报警电路的设计单片机的三个端口P0.0、P0.1、P0.7分别与三极管的基极连接来控制温度灯(图3.4.1)和报警器（图3.4.2）。基极输入为“0”时，端口高低电平变化，三极管导通推动整个报警线路工作，当基极输入为“1”时，三极管不导通，报警线路不工作。 图 3.4.1 硬件控制电路 图 3.4.2 硬件报警电路3.5 键盘电路的设计用单片机的并行口P1接矩阵键盘，P1.0P1.3作输入线， P1.4P1.7作输

30、出线；液晶显示器上显示每个按键的序号。对应的按键的序号排列如图3.5所示： 图 3.5 键盘硬件电路图 图3.5.1中单片机作为微处理单元，X1、X2分别对应12M的两脚晶振,同时接上两个起振电容,G1为上拉电阻。AT89S51的P1口8位引脚与键盘输出脚连接,控制键盘的输入。行线接到5V上,按键无动作时,行线处于高电平；当按下按键时,行线的电平改变。以此来判断键盘的行为。图 3.5.1 按键的序号排列图3.6 显示电路的设计液晶显示简单来说就是显示屏、背光板、PCB板、铁框组合而成的一种显示部件。模块主要分为屏和背光灯组件，两部分联合在一起，共同工作，但工作的时候相互独立，即电路不相关。液晶

31、显示器根据显示内容和方式的不同可以分为：数显LCD,点阵字符LCD。本次设计选用1602工业字符型液晶。 能够同时显示16X02即32个字符。1602字符液晶通常有14条引脚线，其用途如图3.6：图3.6显示器引脚用途其与单片机连接线路图如下图3.6.1:图 3.6.1 液晶显示电路图3.7 单片机与上位机接口设计单片机与上位机要进行串口通信，而单片机实用的是TTL电平，PC机实用的是RS232电平，要实现单片机与上位机的串口通信就需要经过电平转换，本次设计采用MAXIM公司生产的MAX232芯片来实现单片机电平与PC机电平之间的转换。接口线路如图3.7： 图3.7 单片机与PC机接口图第4章

32、 系统软件设计4.1 系统主程序设计系统主程序即为系统的监控程序，监控程序的运行必须经过初始化操作。其中包括盘程序、中断程序、各个控制端口的初始化操作。流程如4.1，完成初始化操作之后进入温度测量系统，测量当前监测目标的实时温度通过显示模块在显示屏上进行显示。系统以中断的方式来设定测温范围。通过硬件的设计完成对温度报警线路的控制。开始系统初始化开中断Int0=0？NY温度上下限设定温度测量温度测量显示系统图 4.1 系统总体设计流程图4.2 中断服务程序设计AT89S51的中断服务具有5个中断源，我们可以用关闭中断命令“CLR EA”来拒绝所有中断请求，也可以用打开中断命令“SET EA”来允

33、许CPU接收中断请求。我们选用INTO 来作为中断请求源。INT1外部中断请求0，由INTO引脚输入，中断请求标志为IE0。ORG 0000HLJMP MAINORG 0003H /中断入口地址JMP INT0ORG 0038H /主程序起始地址MAIN: /主程序中断程序的基本流程图如图4.2:关 中 断 现场保护开 中 断中断处理关 中 断现场恢复开 中 断中断返回图 4.2 中断服务程序流程图4.3初始化程序设计这一部分主要对单片机重的各项参数进行设置，主要设置定时器：Void inituart(void)Tmod=0x20；Scon=0x50；Th1=0xFD；Tl1=Th1；Pcon

34、=0x00；Ea=1；Es=1；Tr1=1；4.4 测温程序设计测温程序工作流程图如图4.3： 图4.3测温程序流程图程序如下：Void temperatuerresult（void）p=id_buff;Readid();Init18b20;Writebyte(0xcc);Writebyte(0x44);Init18b20();Writebyte(0xcc);Writebyte(0x44);P=temp_buff;Gettemp();4.5 串口通信程序设计串口通信流程图如图4.4： 图4.4 串口通信流程图部分程序如下：void serial() interrupt 4 ES = 0; RI

35、 = 0; buf = SBUF; playflag=1; switch(buf) case 0x31: senddata(W);break; case 0x32: senddata(I);break; case 0x33: senddata(L);break; case 0x34: senddata(L);break; case 0x35: senddata(A);break; case 0x36: senddata(R);break; default: senddata(buf);break; if(buf!=0x0D) if(buf!=0x0A) temp =buf; if(count1

36、6) RXDdatacount=temp; count+; ES = 1; 4.6 上位机软件设计上位机即PC端，是进行分析和控制下位机即单片机的设备。单片机通过串口通信将信息传递给上位机，上位机经分析处理后反馈给单片机进行控制操作。本部分需要设计上位机的程序，实现系统所需操作。通过C+语言进行编程。部分程序如下：#include stdafx.h#include EWS.h#include Port.h#include MainFrm.h#include DataTree.h#include DataView.h#include DataBlockView.h#include Splash.

37、h#include EWSDoc.h/#include Port.h#ifdef _DEBUG#define new DEBUG_NEW#define PI = 3.14159265358979;#define e = 2.718281828;#undef THIS_FILEstatic char THIS_FILE = _FILE_;#endif#define SerialPortNum 3/-int m_StaticOrDynamic=0;HANDLEhDevice = INVALID_HANDLE_VALUE;第5章 振动筛温度预警系统的安装5.1安装方案选择5.1.1 红外测温红外测温

38、是辐射式测温的一种，是利用物体的热辐射现象来测量物体温度的。红外测温仪由光电探测器、光学系统、信号处理、显示输出等几个部分组成。工业用红外测温仪测量物体表面温度，是由探头进行收集聚焦能量，经过转化将信息传递给本机进行显示的。1、红外线测温仪通常精度都是 1 度以内。用红外线测温仪就可快速探测操作温度的微小变化。2、红外测温仪能够安全地读取难以接近的或不可到达的目标的温度。非接触温度测量还可在不安全的或接触测温较困难的区域进行。3、红外线测温仪可以快速提供温度测量，在用热偶读取一个渗漏连接点的时间内，用红外线测温仪几乎可以读取所有连接点的温度。但红外测温设备价格较高，本次设计不采用此种技术。 5

39、.1.2 嵌入安装传感器 为了更好的监测轴承温度，可将温度传感器嵌入轴承中测量温度，在轴承上打孔，用螺纹将传感器探头嵌入轴承内部并固定来监测轴承温度。此方法能更好的监测轴承的实时温度，但安装过于复杂，同时在轴承上打孔，会影响到轴承的使用寿命。5.1.3 吸附安装传感器为避免在轴承上打孔影响轴承的正常使用，在安装传感器时，可以选择用粘合剂将传感器吸附在轴承表面上，来监测温度，但由于轴承运转时会产生高温，振动等影响吸附强度的因素，因此不能选用粘合剂来吸附，可以考虑强力磁铁吸附。用强力磁铁吸附在轴承上，将传感器通过螺纹嵌入磁铁内部，将探头部位与轴承接触来监测温度。此方法避免了在轴上打孔，确保了轴承不

40、受影响。但测温不够精确。通过三种方案的对比，选定吸附安装传感器的方法。5.2 传感器的安装用防滑脱剂涂抹螺纹内部，将传感器装入螺纹并封闭之后，嵌入磁铁内部，清理磁铁和轴承表面，然后把磁铁吸附到轴承上。5.3 抗干扰设计传感器的主要干扰因素 （1）静电感应（2）电磁感应（3）漏电流感应（4）射频干扰（5）其他干扰本设计中采用屏蔽法、接地法等方法来减小传感器工作中所受的干扰。使用屏蔽补偿导线，在设计中加入接地线路。第6章 仿真调试AT89S51单片机尽管有很多功能，但单片机只是一个芯片，要想达到设计的目的，我们必须借助一些开发系统，开发软件控制硬件来工作，即仿真调试。在这部分主要对电路进行诊断，对

41、软件系统进行调试，验证设计的可行性。6.1 硬件调试系统硬件调试的主要工作是按照设计要求，连接线路并察看接口连线是否正确。仔细察看，确保系统正常工作。6.2 软件调试本次设计编写系统较为复杂，包含了单片机的编程以及上位机端的编程，很难保证编程的正确性，因此需要进行仿真调试检查编程的正确性。若出现错误，应更正后再次调试，直到调试成功为止。使用keilUV4对单片机进行仿真调试。单片机仿真调试编辑界面如图6.1：图6.1 仿真调试编辑界面单片机仿真调试界面如图6.2： 图6.2仿真调试界面6.3 软硬联调 硬件软件仿真调试完成之后，进行软硬件联调（1）初始化，开始运行。 （2）运行过程中出现异常，

42、检查排除故障，按下复位键，重新开始调试，直到调试成功。振动筛轴承温度实时监测界面如图6.3： 图6.3监测系统界面系统分析如图6.4： 图6.4系统分析界面总结这次的毕业设计主要对单片机、传感器等方面的知识进行了进一步的巩固，在原有知识的基础之上更进一步的理解了大学四年的所学。通过这次设计我意识到只有理论基础是远远不够的，任何知识必须通过时间的锤炼才能真正的为自己所用，才能产生其应有的价值。虽然这次设计花费了很长时间，但是还是值得的，它是对我所学知识的一个总结，也是一个体现，是大学四年不可或缺的一部分。在这次设计中也曾经历挫折，但是依旧顺利完成了。在这个过程中，我明白要戒骄戒躁，认真做好每一个

43、细节。总的来说，这次设计是一个成功的设计。参考文献1 曾令琴 模拟电子技术 人民邮电出版社2 李晓荃 单片机原理与应用 电子工业出版社3 何立民 单片机的语言应用程序设计 北京航空航天大学出版社4 靳桅，潘育山，邬芝权，李琪编著.单片机原理及C51开发技术. 成都：西南交通大学出版社，2009. 5 王为青，程国钢编著. 单片机Keil Cx51应用开发技术. 北京人民邮电出版社，2007.6郭天祥.51单片机C语言教程-入门、提高、开发、拓展全攻略M.北京：电子工业出版社，2009.7蔡美琴，毛敏等.MCS-51系列单片机系统及其应用M.北京：高等教育出版社，2009.8陶红艳，余成波.传感器与现代检测技术M.北京：清华大学出版社，2009.9闫胜利.AltiumDesigner实用宝典原理图与PCB设计M.北京：电子工业出版社，2007.10康华光.电子技术基础模拟部分M.北京：高等教育出版社，2008.11康华光.电子技术基础数字部分M.北京：高等教育出