基于單片機的液位控制系統的設計畢業論文(完整版)

　　

【正文】 在模式為下午（ AP值為 1）情況下能被載入，此時 WP值為零；上午（ AP值為0）情況下不能被載入，此時 WP值為一。 停止位為一位。該方案通過方式查詢輸入 /出端讀取當前鍵設置狀態，相應的端口變低，所以讀取 I / O端口的狀態為低電位，以確定是否被按下一個按鈕（圖 18）。 名稱 代號 管腳 初值 運作意義 初始化端口 AD RD 1 轉換（模 /數）元件獲取數值（初始狀態禁止讀 取） AD WR 0 轉換（模 /數）元件獲取數值（初始狀態不運作） E 0 通 訊獲取與發送（ 初始 狀態獲取） DIS 0 顯示數據鎖存控制 （ 初始 狀態 保持 ） RELAY 1 繼電器 運作（ 初始狀態斷開 ） 初始化波特率元件 TMOD 0x22 定時 /計數器 運作 方式 第 二 類 SCON 0x40 串行 端八 位 UART運作狀態 TH1 0xf4 波特 值 4800bps TL1 0xf4 IE 0 定時 元件 中斷 不被允許 TR1 1 運作 定時器 REN 1 串行 端獲取 數據 請求被通過 初始化 數值 X mark 0x7531 字節 指針 （數據存儲） NUM tab 0x0001 數據存儲區指針 Up LQ 0xCF 高極值（初始） Down LQ 0x10 低 極值（ 初始 ） 大連海洋大學本科畢業論文（設計） 第四章 軟件設計 25 進制方式 滿 量程 比率 （四位） 對應 電壓幅值 （ V ref） （四位） 十六 二 高 低 高 低 F 1111 15/16 15/256 E 1110 14/16 14/256 D 1101 13/16 13/256 C 1100 12/16 12/256 B 1011 11/16 11/256 A 1010 10/16 10/256 9 1001 9/16 9/256 0 1000 8/16 8/256 7 0111 7/16 7/256 6 0110 6/16 6/256 5 0101 5/16 5/256 4 0100 4/16 4/256 3 0011 3/16 3/256 2 0010 2/16 2/256 1 0001 1/16 1/256 0 0000 0/16 0/256 表 3 A/D轉換數據關系表 該部分程序見附件 B1。 大連海洋大學本科畢業論文（設計） 第三章 硬件電路設計 22 圖 15 電源工作信號燈電路圖 圖 16 時間單元電路 該模塊在無主電路供電（ VCC2）時，可用一號管腳（ VCC1） 座備用供電源使用，這兩個供電源其中較大端為實時供電方。 圖 12 MAX485 引腳圖 單片機上的 P 三號端零口 (RXD)與一號 (RO)管腳相接，四號管腳與單片機 P3 二號口（ TXD）相接。 管腳九號（ VREF / 2）：外圍電路能夠提供該管腳的參考電壓，可通過該管腳直接輸送，一半范圍的輸入電壓為該端口的電壓值。 五號管腳（ INTR）：該管腳為結束轉換信號輸出端，輸出變為低電位時言下之意轉換完成并終止，中止或信號查詢都可從芯片中獲取到。 在 LED與 74LS47中加入電阻用來限制電流起到保護作用，如圖 9。如果對于要求精度不高的系統來說，在該電路中不需要添加 S6與 S7，這兩個鍵的作用分別用于預警值的選擇與確定。輸送端 OE 與地相接即三態門輸送處于常開狀態。擴大外部存儲器通常運用 74LS373。 存儲單元的硬件設計 內存塊設定相對明了，因為單片機作為數據線和低八位地址線一起使用，則必須應用地址鎖存元件 74LS373。 作為高電位口 EA（連接 VCC側）， CPU的內部命令將會被運作。 端口 P3能夠收到控制信號，該信號是關于閃存編程與驗證的 。當程序校對時外面將電阻進行上拉是有 必要的。 大連海洋大學本科畢業論文（設計） 第三章 硬件電路設計 12 第三章 硬件電路設計 總體硬件模塊圖 圖 2 總體硬件模塊圖 該框圖簡述了調控模型由待測液位的數值獲取，到液位值數模轉換并傳遞給數據存儲元件（存儲并利用提高單片機運作效率），信號轉換處理再傳遞給單片機直至顯示是否報警，電機是否需要運作，同時屏幕顯示液位值（有時鐘要求的可添加），其中通訊單元的出現能夠達到與主機系統通 信的目的。 NAND可以供給高密度結構單元進而形成高密度存儲，其快速性也體現在輸入與刪除性能上，其中 FLASH難以特殊管理。當電源被阻斷時存入的數據會丟失，它主要用于短期使用的程序。 / RE對應為終端接收端，當該端口邏輯值是零時，該元件處于接收狀態 。然而， RS48 RS232通訊媒體和物理層 的鏈接方式，想達到訪問雙向的特性應該將通信程序排列出來，這些大部分是不滿足 OSI標準 / ISO標準，只有各自類型性能得以體現，這也說明了程序沒有兼容性 [5]。 ，抗共模噪聲抑制性能增強，也就是干預性能優良一面的展現。 大連海洋大學本科畢業論文（設 計） 第二章 系統的總體方案 9 本次設計選用的元件為高低液位測量儀。 MKUR3100 投入式液位計是由液位變送器型 URA 及 URB 數字電平指示器由兩部分組成，水位控制和測量水位，污水處理，水利和化學工業，冶金和適用的其他部門 。工業生產中常見的鍋爐系統以及船體鍋爐系統，系統中都會存在著“虛假液位”的現象，由于鍋爐的溫度、水蒸氣濃度以及液位控制系統在非平靜環境下作 業造成待測機體晃動，造成液位控制精度不準確，導致液位控制有偏差 [2]，針對這種現象常采用串級控制。 電動機在直流運行環境下接通電源即可旋轉，電機具有較大慣性導致掉電后關閉不會立刻停止，旋轉一定角度后停止，如果電機需要旋轉角度的精確控制，對此閉環算法是復雜的，體積龐大也就同系統硬件與之對應。 ，該參值是由元件動作后造成的吸和現象，并在此狀態下損耗的電流最小值。 當電壓和被選傳感元件誤差相近時，滿足設計要的元件即為 ADC0804。轉換率被定義是在完成該變換（模 /數）所需時間倒值。 被稱為低分辨率的轉換元件（模 /數）通常低于八位的轉換元件（模 /數），中分變率的轉換元件（模 /數）為九至十二位，超過十三位的被稱作高清晰度的轉 換元件（模 /數）。 積分型的運作方式（模 /數）在頻率（脈沖頻率）或一個時間（脈沖寬度信號）下轉換輸送電壓，然后由定時器 /計數器獲取的數值。 模擬 /數字信號轉換模塊的設計方案 模擬 /數字信號的 轉換是實現單片機控制系統與外界控制的關鍵，多種不同性質的轉換器在數據采集系統的設計中，第一要看怎樣選擇適當的元件達到系統的要求。 調控模型精準度必須不大于五米測量范圍，十分之一的測量精確度，預測模型的檢測取值空間五米，十分之一的準確率， 5 10％ =。 系統控制過程中使用交流 二百二十伏作為供電源并且使用直流五伏電源為單片機供電，被選單片機支持在線系統編程進而省去了仿真器的使用。 10. 調控時其它功能模塊使用的器件型號。 3. 被選機型的 一次性可編程 以及閃存性能 。 系統方框圖 本系統方框圖： 圖 1 系統方框圖 根據系統的整體控制需求，通過單片機的總體控制，由數據地址總線以及輸入 /輸出端進行數據傳送，由模擬 /數字 轉換模塊 以及 電機控制等外圍電路 組成，進而達到系統的調控需求。 研究內容和方法 該系統主要研究對待測液體液位的控制，系統由傳感器測得實時液位值，并傳遞給主機系統，數值到達極值時會自動給液或排液以確保液位值。 工業生產中常用的控制方式是串級控制，而串級液位控制又是典型控制中的常見事例。 對于傳統控制存在的問題，本次設計有了很強的針對性，避免了常規工業生產中的人員控制不及時問題。 以單片機為控制核心的裝置系統具有實時數據轉換與傳送速度快、控制反饋速度快、工作環境適應能力強、系統使用壽命長 、功能損失小等特點。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔。 畢業論文（設計 ） 基于單片機的液位控制系統的設計 畢業設計（論文）原創性聲明和使用授權說明 原創性聲明 本人鄭重承諾：所呈交的畢業設計（論文），是我個人在指導教師的指導下進行的研究工作及取得的成果。 作者簽名： 日期： 年 月 日 學位論文版權使用授權書 本學位論文作者完全了解學校有關保留、使用學位論文的規定，同意學校保留并向國家有關部門或機構送交論文的復 印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。對待測液體進行數據提取，由傳感器進行實時數據的檢測，并與液位極值進行比較，根據工業需要進行供給液體或排放液體，超出極值時系統蜂鳴器自動報警并自動給液或排液，直至恢復至標準給定值。該系統具有預報警警示系統、報警系統、報警后的 自補償系統以及人工實時操控系統等組成。雖然，串級液位控制較之原始液位控制有著顯著的效果，但該系統的大慣性、延遲、難以精確控制非線性模型等的特點也給實際生產中添加了不少的困難。在此過程中操作人員可以根據生產需要進行液位極值的變更設定。控制系統的方框圖為圖 1。 4. 單片機的 封裝 形式：綁定型封裝、直插 雙列 型封裝 。 11. 所選機型支持的匯編語言。 由以上所述調控模型可以選取具有 51相通性的 AT89S52型作為本次所選機型。使用兩位 LED將能夠符合模型需求。選基于下列參值模塊： 逐次比較型 AD 由一個比較器和 DA 轉換器通過逐次逼近邏輯結構的，從 MSB 順序為每個輸送電壓和輸出 DA 轉換器內置數碼比較 N 次后輸出。它的優點高的分辨率可以通過簡單的電路來獲得，但缺點是積分時間決定著轉換精度導致極低的轉化率。 低于十位的轉換器誤差值較大，高于十一位的轉換元件對降低輸入誤差并沒有太大的改變，但由于轉換元件（模 /數）的要求定得太高。 系統的采樣率應當在轉換率被確定后被予以考慮，在當前需要下同時應考慮到采樣的普遍性，隨機取得樣品個數為十個并且為同一波形的同一周期，高達一千赫茲的信號頻率將成為該轉換器的最大值。 電機模塊的設計方案 由于液泵參數在設計中不需要被具體確定，液泵的電動機規格和類型的各有千秋，由于參數的不同導致了電路的差異，該設計中僅簡述其功能原理。為了使繼電器能夠在常規狀態 下進行工作，這就要考慮吸和狀態下的參值不大于電流的給定參值。 伺服馬達起動力矩的機械性能好，具有簡單的驅動線路且易于控制，倒車功能不堵塞，就其市場價位而言目前售價高，不適用于一般用途。 如對于一組 300 兆瓦的汽包爐機組，自動控制調節系統最為重要的就是調控液位，即為汽包的液位調節三沖量系統。 UFZ 04 罐液位計在石油、化工、儲油和壓力容器打開或液位連 續測量交通運輸部門，尤其是對液化石油氣儲罐和槽車和其他罐車和水平指示器油輪和液化氣殘液指示 。 主機通訊模塊設計方案 本次 設計使用的 AT89S52單片機中有一個內部串行全雙工異步輸入 /輸出接口，以 P3口中的零號引腳及一號引腳作為接口，使用這種接口方式，能夠達到與主機系統通信。 兆比特位每秒 為最大傳輸速率的 RS485，其最大輸送長度為約 1219米，傳送速度正比于傳輸距離，要想以傳送距離是極大值時的運行狀態，只需將傳輸率調節到 100Kb/s即可，如果必要增大傳送的長度，我們需要添加 485中繼器。 RS485或 RS232連接到網絡的器件，應用器件為兩個以上組數時，則須用 RS485作為網絡器件間的通信媒介，通過主設備的信息交換達到傳遞的目的，實現的主設備通常是一臺 PC，網絡設備只可有一個主器件的存在 []。DE的邏輯值是一情況下，該裝置處在發送模式，該芯片基于在半雙工模式下運作，使得 MCU僅可以調控上 述兩個管腳 。 ROM是指內存的回收（存入一次，多次讀取），違背 RAM的特征。 NOR的特征在于執行芯片（ XIP中，代替執行），以使應用程序能夠立即運用在閃速存儲器上，而無需讀取代碼，則系統 RAM會自動運行。 單片機 AT89S52 的硬件設計 此圖為單片機 AT89S52引腳圖 3。 P1端是八位雙向輸入 / 輸出口，由內在結構上拉電阻構成，該口驅動四個邏輯電平（ TTL）可由輸出緩沖器控制。 P3端 管腳號 名稱 功能 0 RXD 串行輸入 1 TXD 串行輸出 2 INTO 外中斷 0 3 INTI 外中斷 1 4 TO