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毕业论文 基于51系列单片机的小型光控焊弧自动保护装置的设计，共63页，25393字。
目 录
毕业设计总说明 ……………………………………………………………………………4
毕业设计总说明（英文） …………………………………………………………………6
1 绪论 ………………………………………………………………………………………8
1.1选题的意义与背景 ………………………………………………………………10
1.2设计流程图 ……………………………………………………………………8
2单片机的选型 ……………………………………………………………………………9
2.1单片机定义 ………………………………………………………………………9
2.2单片机的应用领域 ………………………………………………………………10
2.3单片机种类简介 …………………………………………………………………12
2.4本次设计中使用的单片机介绍………………………………………………………14
2.4.1C8051F330主要特征 …………………………………………………………14
2.4.2C8051F330的内部结构 ………………………………………………………23
2.4.3 C8051F330单片机的结构图 …………………………………………………20
3电源电路的设计 …………………………………………………………………………21
3.1电源电路的简介 …………………………………………………………………21
4光电检测电路 ……………………………………………………………………………23
4.1光电检测电路简介 ………………………………………………………………23
4.2.光电检测电路的静态设计 …………………………………………………23
4.2.1．光电检测器件的选择 ………………………………………………23
4.2.2 几种典型光电检测器件特性参数的定较 ………………………………26
4.2.3．焊弧光和硅光二极管的特性介绍 …………………………………27
4.3光电器件输入电路的静态计算 ……………………………………………28
4.3.1．图解计算法 …………………………………………………………28
4.3.2.光电二极管输入电路的静态计算 …………………………………30
4.4实际光电检测电路分析 ………………………………………………………35
4.4.1实际的光电检测的静态电路分析 ……………………………………35
4.4.2实际的光电检测的动态电路分析 ……………………………………36
4.4.3光电检测电路原理图 …………………………………………………36
4.5光电的强弱检测 ………………………………………………………………38
4.5．1光电强弱的检测静态分析 …………………………………………38
4.5.2光电强弱的检测动态分析 ……………………………………………38
4.5.3光电强弱检测电路原理图 ……………………………………………40
5 升压电路的设计 …………………………………………………………………………40
5.1升压电路的功能简介………………………………………………………………40
5.2升压电路设计原理图………………………………………………………………41
6．加速电路的设计…………………………………………………………………………41
6.1加速电路的功能简介………………………………………………………………41
6.2加速电路原理图的设计 …………………………………………………………42
7输出电路 …………………………………………………………………………………42
7.1输出电路的功能简介 ……………………………………………………………42
7.2输出电路原理图 …………………………………………………………………43
8．LCD驱动电路的设计 …………………………………………………………………44
8.1 LCD驱动电路的设计简介 ………………………………………………………44
8.1.1 LCD的基本结构和静态驱动原理 ………………………………………45
8.1.2 驱动波形……………………………………………………………………46
8.2 LCD控制电路的电路原理 ………………………………………………………49
8.3 LCD控制电路的电路设计 ………………………………………………………51
8.4 软件设计 ………………………………………………………………………51
8.4.1 软件设计简介 …………………………………………………………51
8.4.2LCM的驱动程序 ………………………………………………………54
9结论与展望 ………………………………………………………………………………58
9.1主要工作与结论 …………………………………………………………………58
9.2有待进一步研究的问题 …………………………………………………………59
附录A ………………………………………………………………………………………61
参考文献……………………………………………………………………………………62
致谢…………………………………………………………………………………………63

设计总说明
焊接作业时，会产生对人体有害的电焊弧光。电焊弧光主要包括红外线、可见光线和紫外线。这些都属于热线谱。焊接电弧温度在3000℃时，其辐射波长小于290mμm；温度在3200℃时，其辐射波长小于230mμm。当光辐射作用在人体上，机体内组织便会吸收，引起组织热作用、光化学作用或电离作用，致使人体组织发生急性或慢性的损伤。
红外线对人体的危害主要是引起组织的热作用。在焊接过程中，眼部受到强烈的红外线辐射，会立即感到强烈的灼伤和灼痛，发生闪光幻觉。长期接触可能造成红外线白内障、视力减退，严重时可导致失明。
可见光线的光度比肉眼正常承受的光度大约大到一万倍左右，当可见光线辐射人的眼睛时，会产生疼痛感，看不清东西，通常叫“晃眼”，在短时间内失去劳动能力。
紫外线对人体的危害主要是光化学作用，对人体皮肤和眼睛造成损害。皮肤受到强烈的紫外线辐射后，可引起皮炎，弥漫性红斑，有时出现小水泡、渗出液，有烧灼感，发痒；作用强烈时伴有全身症状：头痛、头晕、易疲劳、神经兴奋、发烧、失眠等。紫外线过度照射人的眼睛，可引起眼睛急性角膜和结膜炎，即电光眼炎。多数被照射后4-12天发病，其症状是出现两眼高度羞明、流泪、异物感、刺痛、眼睑红肿、痉挛、并伴有头痛和视物模糊。
为了预防电焊弧光对人体的危害，焊接工作在焊接时必须穿好表面平整、反射系数大的工作服，戴好手套、鞋盖，不允许焊工卷起袖口或穿短袖衣、敞开衣领从事焊接工作。工作裤穿上后要保证在蹲下时的足够长度，避免脚腕处裸露而被弧光灼伤。必须使用镶有特制滤光镜片的面罩，滤光镜片必须是国家定点厂生产的合格产品，不可随意使用一般的墨光镜。为了保护焊接区域其他工作人员的眼睛不受伤害，应在焊接现场设屏障围住，其屏障的区域，焊接工人应经常提醒其他工作人员注意避开，有条件的单位可给焊接区域的其他工作人员配备防护眼镜，以免弧光伤眼。
本产品是一种能自动变色的焊工护目镜，其特点是该护目镜的镜片是多层结构，主要包括液晶盒，液晶盒中有液晶和正、负电极，两电极与电容、二极管和电流互感器电连接。电流互感器的原线圈由交流弧焊机输出线路电缆直接绕在铁芯而成。焊接回路有电流通过时护目镜镜片受电场影响随着变黑。吸收大部分的弧光。反之镜片恢复透明。焊工工作时戴上这种镜既方便又可完全避免弧光对眼睛的伤害。该产品具有可调节按钮，可以根据自身需要调节护目镜的灵敏度，更加方便焊工的使用同时可完全避免弧光对眼睛的伤害。
目前国内外护目镜产品有两种:一种为通常用的光控型。即是在焊接过程中起弧瞬间产生的光，通过光敏器件的光电转换，控制液晶光阀的工作电压，改变通过镜片的光通量(或是透过率)，以此达到减少焊接弧光强度的目的。另一种为光、电、磁结合为一体的原理，即电磁感应加液晶光阀显示。当接通电源时，镜片呈现明亮状态。在引弧及焊接时，电焊机及焊把引线产生电磁波，护目镜2电磁接受器接收微弱的电信号，再经过电子线路放大，推动液晶光阀工作，使护目镜由明亮状态变成暗状态，这就切断或减少强烈焊接弧光红外线、紫外线及耀眼可见光的透过，使焊接操作人员免受焊接弧光的伤害。
本产品采用的芯片为C8051F330单片机，其中硬件电路部分主要包括电源模块接口，光电检测电路及其接口电路，光电强弱的检测电路和接口，LCD驱动电路及其接口电路，升压电路及其接口，加速电路及其接口电路，按键接口。
光电检测电路中，光敏元件检测到弧光信号，通过中断接口传送给CPU，CPU检测到光信号发出指令，检测电路采用中断方式与CPU通信，同时保证实时性，同时检测到光信号的强弱通过放大，滤波等得到一个高电平给A/D转换接口传给CPU；加速电路采用负压电路，升至-12V以上，用以对LCD偏转时的加速脉冲；CPU控制LCD驱动的模拟电压幅度，在一定的电压幅度下，采用一个方波发生电路，频率固定，符合70~120Hz范围；温度传感器设计由CPU设定温度能够输出0~5V范围的温度信号。
在软件设计方面，单片机对LCM12232的初始化，驱动，控制；光电检测，温度传感器的温度设定程序，按键去抖等，本论文只给出驱动程序。
关键字：单片机；C8051F330；焊弧光