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基于單片機(jī)的分段電容式液位測量的研究_畢業(yè)設(shè)計論文-資料下載頁

2026-06-21 20:05本頁面

【導(dǎo)讀】要保證檢測結(jié)果是實時連續(xù)的，要求具有較快的檢測速度。本課題正是研究這樣。一種測量技術(shù)，通過測量電容，利用單片機(jī)實現(xiàn)實時動態(tài)多界面液位測量。通過闡述分段電容式液位測量的原理分析、實現(xiàn)、以及解決的問題，法在本課題應(yīng)用中的選擇是正確的。

　　

【正文】 1 45P 0. 0P 0. 1P 0. 2P 0. 3P 0. 4P 0. 5P 0. 6P 0. 7X 1X 21117 4L S0 47 4L S0 47 4L S0 4+ 5VE A/ VPEP 0. 1P 0. 2P 0. 3111 12 2 2 2P 1. 0P 1. 1P 1. 2P 1. 3P 1. 4P 1. 5P 1. 6P 1. 7RDWRR E S E T0INT 1IN TT 0T 1R X DT X D PALE /PSENP 0. 0P 0. 1P 0. 2P 0. 3 ???? 圖 LED 動態(tài)顯示電路 10 9 8 7 6 1 2 a b c d e f g 4 dp 3 a b f c g d e dp 5 GND 濰坊學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 17 第五章系統(tǒng)軟件設(shè)計軟件總體設(shè)計在進(jìn)行軟件總體設(shè)計時，應(yīng)該采用結(jié)構(gòu)化設(shè)計方法，即模塊化自頂向下的設(shè)計方法。根據(jù)需求分析的要求，明確所要解決的問題，將一個總的問題，明確為若干個部分，對每個部分給出軟件解決方案，模塊化設(shè)計有利于程序設(shè)計任務(wù)的劃分，各獨立模塊允許被任意調(diào)用，使得整個程序結(jié)構(gòu)清晰，組合靈活，維護(hù)調(diào)試方便 [15] 。因為整個系統(tǒng)采用了 ATmegal6和 ATmega8分別作為數(shù)據(jù)采集與處理模塊單片機(jī)和電容傳感器單片機(jī)，因此軟件設(shè)計分成了兩部分： ATmegal6單片機(jī)程序設(shè)計和 ATmega8單片機(jī)程序設(shè)計。 ATmegal6 單片機(jī)軟件總體設(shè)計數(shù)據(jù)采集與處理模塊單片機(jī) ATmegal6完成了以下功能： ①整個系統(tǒng)的初始化：包括單片機(jī) I／ O端口的初始化，整個中斷系統(tǒng)的初始化，串行通信初始化，定時器初始化，看門狗初始化， LED系統(tǒng)運行指示和 LCD顯示初始化， EEPROM設(shè)定值讀取 [16] 。 ② 人機(jī)交互功能：包括 LED系統(tǒng)運行指示燈顯示系統(tǒng)運行狀態(tài)， LCD顯示，用戶按鍵的讀取。 ③通過串行通信控制電容傳感器傳送本段電容測量值，從而獲取十段電容傳感器的測量值對測量值進(jìn)行處理，并計算出油氣界面位置和油水界面位置，計算油層厚度并通過 LCD進(jìn)行顯示。通過按鍵操作能夠讀取十段電容傳感器測量值，并通過 LCD進(jìn)行顯示，供用戶調(diào)試使用 [17] 。 ④傳感器設(shè)置功能：通過按鍵操作能夠測量各段電容傳感器在空管、滿油和滿水狀態(tài)下的電容值，并將這些電容值存入 EEPROM中，供每次系統(tǒng)重新運行時讀取使用，該值將用于油氣界面位置和油水界面位置的計算。通過按鍵操作能夠設(shè)定判斷油氣界面和油水界面的閾值。 ⑤定時檢測各個電容傳感器的工作狀態(tài)，如出現(xiàn)錯誤通過 LED指示燈報警，并在 LCD顯示出錯電容傳感器為第幾段。濰坊學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 18 ⑥通過控制 MAX485 芯片，使用 RS485 總線進(jìn)行外部通信。 ATmega8 單片機(jī)軟件總體設(shè)計電容傳感器單片機(jī) ATmega8 具有以下功能： ①整個系統(tǒng)的初始化：包括單片機(jī) I／ O端口的初始化，整個中斷系統(tǒng)的初始化，串行通信初始化，定時器初始化， A／ D模塊的仞始化，看門狗初始化。 ②對電容測量電路傳送的電壓信號進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，采用極值平均軟件濾波，對測量結(jié)果進(jìn)行軟處理，提高系統(tǒng)的抗干擾能力。 ③通過串行通信接收 ATmegal6單片機(jī)的控制信息，傳送本段電容傳感器的測量值 [18] 。濰坊學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 19 第六章結(jié)束語本傳感器的設(shè)計這期間經(jīng)歷了選題，需求分析，原理的設(shè)計和改進(jìn)，傳感器總體設(shè)計，硬件各模塊的設(shè)計，軟件的設(shè)計，傳感器的分析。總結(jié)所有工作，可以得到如下幾點結(jié)論： (1)小電容量的檢測足本系統(tǒng)的核心問題之一，改進(jìn)的直流充放電電容檢測方法是一種比較適合的方法。 (2)小電容檢測的最重要的問題，是如何最大限度減少線路電容和元件電容的干擾。通過改進(jìn)傳感器結(jié)構(gòu)，采用數(shù)字信號傳送，極大的減小了線路電容。通過改進(jìn)直流充放電測量電路，基本消除了元件電容的影響。 (3)利用本文總結(jié)出的十分簡單易行的界面計算方法，簡化計算和判斷的過程，既節(jié)省了單片機(jī)的資源，又降低多次浮點數(shù)計算帶來的近似計算誤差，提高了測量精度。 (4)傳感器設(shè)計利用高性能而廉價的元器件，既簡化電路設(shè)計，又節(jié)省傳感器的成本。例如高速、高集成度的 AVR系列單片機(jī)，使用方便的 4路模擬開關(guān)74HC4066。能夠滿足顯示要求，使用簡單的 1602LCD等等。濰坊學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 20 參考文獻(xiàn) [1]《國家海洋局》編寫組 .海洋環(huán)境保護(hù)與檢測 .北京 :海洋出版社 ,1998. [2]侯解民 ,孫玉清 ,張銀東 .海上溢油機(jī)械同收技術(shù)研究 .北京 :第五屆中國國際救撈論壇論文集 ,20xx． [3]交通部科學(xué)技術(shù)情報研究所 .海上溢油防止新技術(shù) .北京 :中國科學(xué)環(huán)境出版社 ,1991． [4]齊永生 ,宋生奎 ,涂啞慶 .儲油罐液位測量技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢 .石油工程建設(shè) .20xx，32(4):14． [5]李冬梅 .國內(nèi)外液位計量儀表技術(shù)發(fā)展動向 .儀器儀表用戶 .20xx,9(3):57． [6]楊萬國 ,賈延剛 .多種液位儀表的應(yīng)用對比 .石油工程建設(shè) .20xx,30(1):3843． [7]任開春 ,涂弧慶 .20余種液位測量方法分析 .工業(yè)儀表與自動化裝置 .20xx,(5):1216． [8]李曉游 .原油儲罐多界面測試系統(tǒng) :(碩士學(xué)位論文 ).沈陽 .沈陽工業(yè)人學(xué) ,20xx． [9]何奇 ,庸得剛 .淺析汕罐液位檢測的幾種方法 .計量與測試技術(shù) .20xx,32(2):89． [10]唐云龍 .新型浮簡液位計校驗儀的設(shè)計開發(fā) :(碩士學(xué)位論文 ).大連 :大連理工大學(xué)，20xx． [11]楊玉玲 .基于磁斂伸縮液位傳感器的船舶液位／容積精確監(jiān)控系統(tǒng) :(碩士學(xué)位論文 ).上海 :上海海事人學(xué) ,20xx． [12]何祥宇 .汕水界面智能榆測儀的研究 (碩士學(xué)位淪文 ).武漢 :武漢理工大學(xué)， 20xx. [13]王毅 ,候解民 ,尚晨旭 .電容式油水界面液位傳感器的設(shè)計 .中國儀表 .20xx,(5):5658． [14]白雪皎 .超聲波油量測量儀的研究 :(碩士學(xué)位論文 ).吉林 :吉林大學(xué) ,20xx． [15]崔艷 .超聲波油量測量儀的研究 :(碩士學(xué)位論文 ).天津 :天津工業(yè)大學(xué) ,20xx． [16]駱宇鋒 ,高應(yīng)俊 ,劉志麟 ,趙中華 .新型光纖液位傳感器及其系統(tǒng)研究 .傳感器術(shù) .20xx，24(5):1924． [17]余成波 ,傳感器與自動檢測技術(shù) .北京 :高等教育出版社 ,20xx． [18]陶紅艷 .傳感器與現(xiàn)代檢測技術(shù) .北京 :清華大學(xué)大學(xué)出版社 ,20xx．濰坊學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 21 致謝本畢業(yè)設(shè)計論文是在我的指導(dǎo)老師姜老師的悉心指導(dǎo)下完成的。從開始的畢業(yè)設(shè)計講課答疑，平時資料的搜集，一直到現(xiàn)在畢業(yè)論文的最終完成，老師在每一個階段都激勵著我們前進(jìn)。幾個月以來，老師在指導(dǎo)我們做畢業(yè)設(shè)計時那種兢兢業(yè)業(yè)、孜孜不倦、無怨無悔的精神給我們留下了深刻的印象，使我們學(xué)到了很多書本上學(xué)不到的知識，使我們明白了很多書本上學(xué)不到的道理。在此謹(jǐn)向老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意。祝愿老師身體健康，工作順利！感謝在大學(xué)期間教過我的各科老師，是你們的悉心教導(dǎo)才有我學(xué)業(yè)的進(jìn)步和順利的畢業(yè)，感謝你們！感謝在一起愉快的度過大學(xué)生涯的的同學(xué)，感謝你們在學(xué)習(xí)和生活上給予我的幫助！

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