基于單片機(jī)的液位控制系統(tǒng)的設(shè)計畢業(yè)論文(存儲版)

　　

【正文】 .............................................................................................. 23 系統(tǒng)軟件 ........................................................................................................ 23 各模塊的軟件設(shè)計 ........................................................................................ 24 總結(jié) ............................................................................................................................ 29 致 謝 ........................................................................................................................ 30 參考文獻(xiàn) ................................................................................................................... 31 附 件 A 系統(tǒng)電路圖 ............................................................................................... 32 附件 B 各單元模塊程序附錄總結(jié) ................................................................... 33 大連海洋 大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計） | 摘要 V 摘要 液位值檢測主要意義在于解決工廠、醫(yī)療及生活中液位調(diào)控過程投入人力物力過多的現(xiàn)象，同時提高控制系統(tǒng)的精準(zhǔn)度，最終達(dá)到提高系統(tǒng)工作效率目的。 sensor大連海洋大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 第一章 緒論 1 第一章 緒論 研究目的和意義 隨著工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，自動化的相應(yīng)產(chǎn)業(yè)也隨之不斷更新?lián)Q代，液位的控制也由傳統(tǒng)的人工控制逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)樽詣踊刂啤? 美國公司 （ MILLTRONICS） 已經(jīng)開發(fā)多范圍超聲波監(jiān)測系統(tǒng)級和電平測量功能，它使用非接觸式超聲波傳感器的水平差，水平變化可以被監(jiān)測 30 厘米至 14 米范圍。 大連海洋大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 第一章 緒論 2 在穩(wěn)定狀態(tài)下可以消除偏差，調(diào)節(jié)效果也十分顯著，且需要保留顯示以前的時刻偏差數(shù)較少，因此系統(tǒng)的運(yùn)算量和資源占用量也較少。調(diào)控模型也可實(shí)時根據(jù)需要及時調(diào)控數(shù)值。 如看門狗 電路、 雙指針 、 EEPROM、雙串口 、 RTC、 CAN接口、 RAM延展 。 9. 機(jī)型能否在線編程以及考慮燒錄器的價格。 在實(shí)驗(yàn)測試測試過程中，系統(tǒng)機(jī)型采用雙列直插封裝的單片機(jī)，不需要對實(shí)際生產(chǎn)工業(yè)中被控對象的控制所處具體外界環(huán)境予以考慮。 該系統(tǒng)所需屏幕主要用生產(chǎn)設(shè)備計算機(jī)來完成簡單的工業(yè)控制系統(tǒng)，通常用數(shù)字顯示屏幕， LCD等，調(diào)控模型只需表示出液體水平位值即數(shù)字化即可， LCD顯示屏已經(jīng)能夠滿足調(diào)控模型的要求。 共陽極解碼用八區(qū)共陽極顯示元件進(jìn)行數(shù)據(jù)展示，采用單片機(jī)控制的輸入 / 出端口的數(shù)值鎖存。模塊規(guī)模比 并聯(lián)式線路精簡。轉(zhuǎn)換元件（模/數(shù)）位數(shù)與量化誤差有著一定聯(lián)系。 / D轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換率 從轉(zhuǎn)換開始到結(jié)束轉(zhuǎn)換需要經(jīng)過一段過渡時間后穩(wěn)定的數(shù)值才能被輸出。 當(dāng)系統(tǒng)滿量程輸出時理想的輸入值被對應(yīng)的信號輸入值減掉之后所得值即為滿刻度誤差值。 DC狀態(tài)下的阻值 ,該值能夠在直流狀態(tài)下使用萬能表測量線圈得到所需值。 對于電機(jī)的選擇一般有三種：伺服、直流、步進(jìn)電機(jī)。然而，水平液位是非線性的控制系統(tǒng)，不同時間可以是不同模型。 BM51 剛線液位計是用途廣泛的液位測量、控制儀表，通用的液位測量和控制儀器 。 高低液位測量儀 在水池、水塔等現(xiàn)狀水平環(huán)境下進(jìn)行實(shí)時二十四小時的監(jiān)控測量，當(dāng)測量值高于最高液位值或低于最低液位值警報裝置就會發(fā)送信息提醒看管人員，同時可連接到所述泵控制終端，當(dāng)其測量端測得值達(dá)到報警區(qū)間值時，控制端會自動鏈接到電機(jī)端進(jìn)行供液或排液的操作。 兆比特位每秒是該元件 的 最大傳送值（數(shù)據(jù)）。 智能器件和主機(jī)器件鏈接多用 RS48以太網(wǎng)、 RS232等進(jìn)行通信，這決定器件的接口是否統(tǒng)一。 此芯片和 PIN結(jié)構(gòu)非常簡單，具體構(gòu)造由驅(qū)動器與接收器組成。 RAM存儲的數(shù)據(jù)可以被刪除或根據(jù)需求進(jìn)行寫入送出，位置和速度存取存儲器單元是獨(dú)立的存 儲器。 NAND快閃存儲器加邏輯電子模塊結(jié)構(gòu)，內(nèi)部專用存儲控制器不存在，不良數(shù)據(jù)塊將無法修復(fù)，可靠性比 NOR閃存更糟。 該模塊使用 DS1302，該模塊用作顯示時間（如調(diào)控模型不需數(shù)據(jù)記錄可省略該模塊）。當(dāng)程序校驗(yàn)情況下，此時字節(jié)指令將被輸出。 P3端輸入值為一，此時能夠用作 I/O口使用。應(yīng)當(dāng)指出的是：內(nèi)部 EA會因?yàn)?LB1端被編程而在恢復(fù)初始狀態(tài)下鎖定并記錄。 P0上拉電阻在此口不被用作高電位 I/O時，在運(yùn)作時電路的上拉阻值應(yīng)選八萬歐電阻。 74LS373 作為最為廣泛使用芯片的地址鎖存器，其本質(zhì)具有三態(tài)緩沖器觸發(fā)器。 大連海洋大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 第三章 硬件電路設(shè)計 16 圖 6 存儲單元電路 D0~D7（總共 8 個）端口與 P0 相接，輸出提供的為八個低電位地址。 S3及 S4用于增加或減小單位數(shù)值， S2與 S5為警戒選擇模式和確定鍵。共陽極的數(shù)碼引腳與片 中九至十五號端口對應(yīng)相接。時鐘電路允許的頻率為 100KHz? 1460KHZ。 引入端的設(shè)定分別由模擬地與數(shù)字地決定，為了預(yù)防寄生耦合現(xiàn)象造成的干預(yù)，應(yīng)用數(shù)字電路接通地進(jìn)而不干擾模擬回路信號。 大連海洋大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 第三章 硬件電路設(shè)計 20 依據(jù)上述分析，電路圖 11 如下： V c c20C L K R19D B 018D B 117D B 216D B 315D B 414D B 612D B 513D B 711CS1RD2WR3C L K I N4I N T R5V i n( + )6V i n( )7A G N D8V r e f9D G N D10A D C 0 804U9A D C 0 804R410kR61kR71kV C CR510kC4150pFA D _W RA D _R DV C CAD0AD1AD2AD3AD4AD5AD6AD712J P 2JPR810kV C CS2S W S P D T 圖 11 A/D 轉(zhuǎn)換電路 通訊電路設(shè)計 MAX485電路制定相對便捷，其中引腳數(shù)八個 。 圖 14 繼電器電路圖（部分） 預(yù)防因電力尖峰和高頻信號線造成的耦合，電源和芯片頂部或入口的底部噪聲連接了訪問去耦容器，提高穩(wěn)定程度。 表 2 數(shù)值初始化表 各模塊的軟件設(shè)計 在系統(tǒng)調(diào)控過程顯示的數(shù)據(jù)為 BCD壓縮碼，這就需要對其輸送的數(shù)值進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換，下表為相關(guān)數(shù)值。 較少按鈕在系統(tǒng)中被使用，使用單獨(dú)式的鍵盤，這是由一個單一的電纜端口占用每個鍵。沒有奇偶位檢驗(yàn) 設(shè)置 。 時鐘在十二小時振蕩器運(yùn)作（第七位值為 0）；振蕩器不運(yùn)作時為二十四小時（第七位值為 1）。 傳統(tǒng)的液位控制系統(tǒng)會損耗大量的人力，尤其是在工廠中最為明顯，同時傳統(tǒng)的液位控制也存在著隱在的危險，尤其是在夜間值班人員的疏忽導(dǎo)致對液位儀表數(shù)值的獲取不夠及時或不夠準(zhǔn)確等都會造成不必要的損失。數(shù)據(jù)輸送到通信串行緩沖區(qū)（ SBUF）中等到傳輸完畢， E被清除并恢復(fù)到獲取主機(jī)信息的狀態(tài) 。0x3c 調(diào)用相應(yīng)子程序 是 否 模 /數(shù)轉(zhuǎn)換 獲取液位值 開始 實(shí)時液位≥極高液位值 則電機(jī)運(yùn)作 停止電機(jī) 指令 實(shí)時液位≤極低液位值 則電機(jī)停止 返回 運(yùn)作電機(jī) 指令 是 否 是 否 大連海洋大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 第四章 軟件設(shè)計 27 當(dāng)通信模塊使用四千八比特每秒時，沒有發(fā)生檢測是一個高頻率事件，該值低會降低輸送速度 。 它的特點(diǎn)是一個下降沿鎖存輸入信號 ALE到達(dá)，所以第一控制管腳較高位置時，延時多個周期（時鐘）期望穩(wěn)定信號，運(yùn)作完成后由 P0端輸送該數(shù)值，也推遲預(yù)期對應(yīng)信號（時鐘周期）直至不再波動，控制管腳制定低電位，屏幕生產(chǎn)數(shù)據(jù)。 C語言它保留了高級語言的許多功能 ， C編寫目標(biāo)系統(tǒng)程序，將大幅削減研發(fā)時間，提高程序的可讀，有利于程序改動與擴(kuò)填。 六號（ A）與七號（ B）管腳用于發(fā)送和接收差動信號端子，通常這兩個管腳間需要加匹配 120Ω的電阻用作匹配 。 此外，阻抗式傳感元件作為調(diào)控系統(tǒng)一部分，該水平高液位值正比于阻值（測量液位元件），必須變成電壓變換器（模 /數(shù)）匹配阻抗電阻的通用數(shù) 據(jù)。當(dāng)零伏為輸入電壓的最小值時負(fù) VIN將會和地相接通，正 VIN和輸送電壓端相接通。 典型應(yīng)用參數(shù)為 ： R =10KΩ， C = 150pF， f CLK≈640KHZ， 100μs的轉(zhuǎn)換速率。 在 74LS47三至五號管腳起到調(diào)控目的，起到檢測與調(diào)控脈沖的意義且都在低電位狀態(tài)下觸發(fā)，不將此功能應(yīng)用在本次課題中，所以三至五號接高電位。圖 7為按鍵電路。 當(dāng) 74LS273 能夠充當(dāng)?shù)刂锋i存，當(dāng)閂鎖時 1 號引腳的銷必須被連接到高電位，反相 ALE連 11 管腳，對于低電位 1 號引腳 74LS373 確保啟用 11號與微控制器 ALE 構(gòu)成直接關(guān)系。接口片選 CS 為低電位生效 。 AT89S52時鐘電路和復(fù)位電路設(shè)計圖 4： 圖 4 復(fù)位電路與時鐘電路 圖上 RST引腳微控制器能夠進(jìn)行上電復(fù)位和手動功能的恢復(fù) 。 RST為恢復(fù)初始數(shù)值。 P2端口輸送值為一時意味著該端接上拉電阻，即該端用作輸入功能使用。以這種方式上拉電阻應(yīng)存在于 P0端內(nèi)。 時鐘模塊設(shè)計方案 由于調(diào)控芯片單片機(jī)自身能夠應(yīng)用時間功能，但是這將會給芯片本身增加運(yùn)作量，進(jìn)一大連海洋大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè) 計） 第二章 系統(tǒng)的總體方案 11 步造成芯片運(yùn)作時間加長運(yùn)作效率低。 這種器件不足之處在于較慢的讀取速率，比 NOR端口少得多只有八個輸入 /輸出口。 AT89S52運(yùn)用自身的 256KB存儲器是不能夠滿足需求的，所以我們將要拓展數(shù)據(jù)存儲器。 大連海洋大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè) 計） 第二章 系統(tǒng)的總體方案 10 MAX485接口 用 +5V電壓供電運(yùn)作，額定值是 300pF，應(yīng)用半雙工通信技術(shù)。如果電纜容值減少將會加大通訊長度。值為零則兩條線間電壓差為6v~2v。 液體位置測量儀中的靜壓投入式運(yùn)行在工業(yè)與醫(yī)用環(huán)境等，簡單的結(jié)構(gòu)是該元件的一大特點(diǎn)，校對與調(diào)節(jié)以及組裝的靈巧性為使用者營造了便捷的使用 環(huán)境。最終渦輪飛車，渦輪軸飛出油缸殼體，幾十米后渦輪停止轉(zhuǎn)動，整個單元全 部造成損失 [3]，我們可以看到系統(tǒng)的調(diào)節(jié)的重要。同時本設(shè)計應(yīng)用正反轉(zhuǎn)的工作原理來調(diào)控液位的數(shù)值。 觸點(diǎn) 動作情況下的變換電壓 /電流允許值，該值是被允許加載在器件上的電流 /電壓值。由此可以看出該元件在電路中的職責(zé)是對電路整體進(jìn)行保護(hù)以及改變電流流向等。 大連海洋大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè) 計） 第二章 系統(tǒng)的總體方案 7 當(dāng)在變化非常緩慢的模擬數(shù)據(jù)信號及直流信號的情況下不需使用保持器，除此之外則都將使用該器件。 在當(dāng)今情況下，精確度值為大于百 分之零點(diǎn)一至百分之零點(diǎn)五的測量器居多，因此系統(tǒng)的精度要求可以確定在此區(qū)間，加之?dāng)?shù)值的符號位十至十一位即為對應(yīng)的二進(jìn)制代碼位數(shù)。 A/D