水位控制和測量儀表畢業設計論文-資料下載頁

【導讀】生產和用戶的需求，通用性能比較差。本文以STC89C52RC單片機為核心設計了一。款智能通用測量控制儀表，該儀表可以應用于不同的工業生產過程。將這款儀表設計成開放式結構，軟件、硬件開放透明，操作方便。情況不同來選擇需要的工作模式。因為工業中大部分被控對象具有一定的滯后性，所以采用了位置式pid和增量式pid兩種模式。以及LCD顯示模塊等。該系統可以用來測量控制液位、壓力、流量、溫度等物理量，

　　

【正文】 254 250 60s 中原工學院畢業設計（論文） 33 表 34 增量式調節： 0 到 2900 可調 (對應刻度 0 到 290) (坐標豎軸對應刻度 ,橫軸對應時間 ) 表 34： kp=,ki=,kd= 參數 設定 Kp Ki Kd 最終范圍 調節曲線 500 ( 對應刻度50) 477 ~ 534 60 56 52 48 44 50s 1500 ( 對應刻度150) 1421 ~ 1523 150 148 146 144 142 30s 2500 ( 對應刻度250) 2445 ~ 2547 250 249 248 247 246 20s 對于增量式 pid 根據比較分析，第二組 pid 參數震蕩過于明顯，第三組 pid 參數調節時間比較長，第四組 pid 參數相對較好，但第一組 pid 參數比第四組 pid 參數中原工學院畢業設計（論文） 34 曲線更加平緩。所以選擇第一組 pid 參數，取 kp=9； ki=； kd=1。 中原工學院畢業設計（論文） 35 4 實驗調試過程出現問題及分析 按照設計方案編制程序后在實際系統中進行了實驗調試，調試過程遇到了一些問題，經過分析都得到解決。為了給用戶使用實驗平臺學習提供參考，特總結如下。 1. 問題：數碼 管無法顯示第四位，會亂碼。 原因：定義的數值是 uchar 型，而顯示的數值是 uint 型。 辦法：將定義的數值改為 uint 型或者將 uint 型分解為兩個 uchar 型。 1. 問題：開機時鍵盤 s7 鍵總是自動按下 原因：可能是開機后鍵盤產生了抖動，由于鍵盤是兩端都是接的 io 口，初始電平都不確定。 辦法：將按鍵模塊的去抖動時間稍微加長一點，將顯示和按鍵位置換一下，先顯示后判斷按鍵，這樣也相當于加長了去抖動時間。 2. 問題： AD 采集 顯示每一次數值相差很大 原因：顯示數值有偏差是正常的，但是偏差比較大一是軟件問題，二是硬件問題。其中 硬件方面是因為本塊實驗板板上資源多，而 io 口只有那么多，所以會產生io 口的復用，其中 AD 和 DA模塊就是。 辦法：由于硬件已經無法更改，只能從軟件方面設計，而且開機時 io 口電平是不確定的，可以在進行 AD 和 DA轉換期間將和 AD 和 DA復用 io 口的模塊功能關掉，這樣顯示數值是正常的。 3. 問題： ds1302 不能保持計時，每次開機不能都是顯示初始化的時間。 原因：開始以為是備用電池出了問題，后來通過閱讀程序發現是每次開機都設定了初始化，但是不設定初始化，第一次又無法讀數（因為還在調試其他程序，端口復用，所以顯示亂碼）。 辦法：第一種方法可以將程序分兩次輸入，第一次將初始化輸入，第二次將初始化去掉進行輸入，通過按鍵調整數值可以進行實時時鐘掉電計時功能。第二種方法是通過定義一個按鍵來控制是否將初始化一開始就輸入。 4. 問題： 24c256 只能掉電保護第一個數值，而其他數值不能保存下來。 原因： 24c256 能在多個地址保存不同數值，既然第一個能保存下來，說明程序大問題沒有，經查找資料得知是延時時間給的太短，所以每次只保存了第一次數值，后面的來不及保存。 辦法：每次保存一個數值后經過一個 10ms 的延時再保存下一個數值，這樣每個數值都完整 的保存下來了。 5. 問題：串口單片機和電腦通信時會顯示亂碼。 原因：串口通信的程序不長，也容易理解，仔細看下波特率的設定是否有錯誤中原工學院畢業設計（論文） 36 以及程序里面的標志位的設置位是否正確以及每次發送接收后是否軟件置 0。 辦法：經過檢查，標志位在寫的時候將 TI寫成了 T1，這種問題在編譯的時候是無法檢查出來的，還有波特率忘記改成 9600，而是使用的是 4800。 6. 問題：在編譯連接的時候顯示內容太多超過了 2k。 原因：這是程序太長而使用的軟件沒有破解的問題。 辦法：軟件盡量將不必要的地方刪掉，使用破解軟件將軟件破解下可以將 2k 破解到 8k。 7. 問題：在控制水位時用當時的電表測得的電流值和平時進行 AD 和 DA 轉換時測到的電流值相差很大。 原因：這是由于負載太大的原因，造成了電流值相差很大。 辦法：板子上有一個 5v 電壓輸入和大于 5v 電壓輸入，將 vcc 接在大于 5v 輸入上面。 8. 問題： AD 進行采集時數值會有一定的差異，不是很大，也不是比較小。 原因：進行采集時有些波動很正常，但是我們仍然可以通過程序使其顯示比較穩定。 辦法：在程序中增加濾波，這樣可以進行多次采集，然后選取比較合理的數值進行輸出。 中原工學院畢業設計（論文） 37 心得 大學四年轉眼間就過去了，這次畢 業設計不僅是對所學的專業知識的一個總結，也是一種提高，增強了我們的實踐操作能力和分析問題解決問題的能力，為我們走入社會打好了良好的基礎。一開始寒假看老師發的應用手冊給我的感覺是有時候感覺自己需要做的東西很少，有時候感覺自己做的東西很多，然后一開始有點懵，后來看了幾次后發現自己要做的東西還是比較少的，但是開學后老師給我們開了幾次會，感覺自己需要做的東西又比較多了，又開始有點懵了。然后我就出去玩了幾天，回來后再看了幾次開發板應用手冊，發現需要我做的東西還是很少，其實和做課程設計控制電機轉速差不了太多，于是我開始 一個模塊一個模塊的開始做，網上和圖書館是我主要的資料來源，開始幾天我先把各個模塊的硬件原理弄明白，然后再依照硬件的時序圖開始自己編程，當出現錯誤時自己先修改，一般來說都可以改好，實在搞不明白原因我就找老師，網上搜是否遇到和我有一樣的問題的，看老師和網友是怎么解決的。這樣過了十幾天后開始有了大致的模板，然后我和老師講了下我的思路，老師說可以，于是我就接著做。于是我開始一步一步，從簡到繁。 通過這次的畢業設計，讓我的專業知識更進了一步，在這次畢業設計中我遇到過很多問題，有些問題還比較嚴重，比如 pid 調節 嚴重不好，比如 ad 轉換結果非常不理想。總結這些問題，大都是自己沒有實戰經驗，考慮問題不周全，以及對一些微小的細節沒有注意到，導致了嚴重的問題。不過做到現在我還是非常開心的，雖然比較累，每天待在實驗室也很無聊，有時候也想出去轉轉，但是覺得一切都是值得的，至少面對困難時我沒有退縮，無論最終的結果如何，至少我無怨無悔了，這就夠了。 其實做到現在我仍然有這樣的感覺，其實畢業設計需要我們做的東西真的很少，如果要想快點完成是很容易，但是你如果真的想做畢業設計，那你永遠也做不完，你可以自己去思考我要怎么做，我想怎么做。就 像是一件衣服，一件普通衣服作用只要是能套在身上就行，但衣服也可以做成很多種，比如耐磨的，帶帽子的，繡花的，加吊帶的，透氣的，羽絨服，再高端一點的，防彈衣，雨衣，沖鋒衣等等，畢業設計也是一個道理，要求我們做的只是一件普通衣服而已，但你想做成什么樣的衣服需要你自己選擇。 中原工學院畢業設計（論文） 38 致謝 在這次畢業設計中首先要感謝我的指導老師張謙老師，每個星期他都會和我們見面，問我們現在的情況和有哪些不懂的地方，在我遇到問題時教我怎么去分析解決，并給我相應的資料。在整個過程中，老師一直良好得扮演著監督者和指引者。其次我要 感謝實驗室的李紅軍學長，每次我遇到自己解決不了的問題時，他都會給我提示一下，讓我去思考可能會是什么原因，然后我再去解決，我覺得這樣非常好。張謙老師和李紅軍學長這樣無私奉獻的引路人是我學習的榜樣。最后我還要感謝和我一起待在實驗室的同學和我自己，到了這個季節，實驗室有時候真的很熱，但是大家都堅持下來了，有時候自己堅持不下來了，看到別人都在專心的思考，自己也跟著靜下心來了。這樣不僅大家能夠互相學習，也增進了相互之間的感情。 中原工學院畢業設計（論文） 39 參考文獻 [1] 張謙，王國強， 徐昱琳 . 單神經元 PID 算法在大滯后系統中的應用，中原工學院學報 [J]， 2020年 12 月 [2] 楊學昭，馬彥霞，薛立 . AT24C512 存儲器在無線抄表器中的應用 . 中原工學院學報 [J]， 2020年 8 月 [3] 袁東 .51 單片機應用開發實戰手冊 .電子工業出版社 [M],2020 年 4 月 3253 8299 129177 [4] 郭天祥 .51 單片機 C 語言教程 .電子工業出版社 [M], 2020 年 8 月 56184 [5] 彭偉 .單片機 C 語言程序設計實訓 100 例 .電子工業出版社 [M], 2020 年 1 月 page118121 154175, 236257 ,331342 [6] 于永 ,戴佳 ,劉波 .51 單片機 C 語言常用模塊與綜合系統設計實例精講 [M].電子工業出版社 , 2020 年 10 月 page88113 ,145158, 193208 , 319328 [7] 趙建領 ,弓雷 .51 系列 單片機開發寶典 .電子工業出版社 [M], 2020 年 2 月 page375389, 352358 ,486507, 574605 [8] 張義和 ,王敏男 ,許宏昌 ,余春長 .例說 51 單片機 .人 民郵電出版社 [M], 2020 年 4 月 page134179 [9] 范紅剛 ,杜林娟 .51 單片機自學筆記 .北京航空航天大學出版社 [M], 2020 年 8 月 page188232, 306331 [10] 楊學昭，王東云等 . 單片機原理、接口技術及應用（含 C51） [M].西安電子科技大學出版社， 2020 年 [11] 張五一，張道光 . 微型計算機原理與接口技術 [M].鄭州 ,河南科學技術出版社 ,2020 年 8 月 [12] 康華光 . 電子技術基礎數字部分 [M].北京， 北京高等教育出版社 ,2020 年 7 月 [13] 宋戈，黃鶴松，呂玉良，蔣海峰 .51 單片機應用開發范例大全 [M].人民郵電出版社 .2020 年 6 月 [14] 東南大學，邵裕森，戴先中 . 過程控制工程 [M].機械工業出版社， 2020 年 4 月 10199 [15] QI Fa Qun a ， JING XueDong b ， ZHAO Shiqing a. Design of stepping motor control system based on AT89C51 microcontroller [J]， 年 1 月 8 日 [16] 楊軍，沈毅 . PC 機與單片機到的多機通訊 [J]，鄭州紡織工學院學報， 1999 年 1 月 [17] 浙江求是科教設備有限公司過程控制系列之 設備使用說明書 [N] 中原工學院畢業設計（論文） 40 附錄 附錄 1： LED 流水燈程序 include include define uchar unsigned char define uint unsigned int sbit stcp=P0^2。 sbit shcp=P0^3。 sbit ds=P0^1。 uint z,x,y。 uchar bai,shi,ge。 /********************************************* 延時程序，時間 1ms(同附錄 10) *********************************************/ /********************************************* Led 顯示子程序 功能： led 循環顯示 簡介： ds 為八位數據，在 shcp 每一個上 升沿從高位開始 按位輸入，在 stcp 每一個上升沿進入存儲寄存器 *********************************************/ void led() { uchar