完整版 单片机水位控制论文1.docx

完整版 单片机水位控制论文1.docx

《完整版 单片机水位控制论文1.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《完整版 单片机水位控制论文1.docx（44页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

完整版单片机水位控制论文1

摘要

随着计算机技术和现代通信技术的迅速发展，水位控制器已经从普通型发展到智能化，而且水位控制器的功能日益趋向于完善。

水位控制器是近年来开发的一项新技术，它是传感器、硬件、软件等几项技术紧密结合的产物，它的作用是观测和控制容器内的介质多少量，通过液面的高度来掌握体积的多少，从而达到防止超装和掌握存液数量的目的，可用于很多地方进行工业控制。

本次设计主要针对锅炉进行自动检测、自动控制等多项功能，其主要任务是保证锅炉的安全、稳定、经济的运行，减轻工作人员的劳动强度，由于我国水位控制操作水平落后，工作人员过多，但是现在水位控制器为水位控制开辟了广阔的前景。

对水位控制器研究，有利于满足人们日益增长的物质需求，通过将科学技术应用到水位控制上从而使得人们真正体会到科技的发展给自己的现实生活所带来的方便和舒适。

关键词：

单片机水位控制器传感器A/D转换

Abstract

AlongwiththecomputertechnologyandModernCommunicationTechnology'srapidlyexpand,thewaterlevelsurveymeteralreadytosaidfromthepopulartypedevelopstheintellectualization,moreoverthewaterlevelsurveymeter'sfunctiontendstodaybydaytheconsummation,howeverwaterlevelsurveymeter'smanycorrelationtheoriesandthetechnologyunceasinglywerestilldeveloping.

Thewaterlevelsurveymeterisanewtechnologywhichtherecentyearsdeveloped,itwasthesensor,thehardware,thesoftwareandsoonseveraltechnicalcloseunionproduct,astheboilercontrolinstallment,itsprimarymissionwasguaranteedthatwateringcan'ssecurity,stable,economicalmovement,reducedstaff'slaborintensity.Usesthemonolithicintegratedcircuit,cancarryontheautomaticdetection,theautomaticcontroltotheboilerandsoonmanyfunctions.Becauseourcountrywaterlevelsurveyoperationallevelisbackward,thestaffareexcessivelymany,butthepresentwaterlevelsurveymeteropenedthebroadprospectforthewatermonitor.

Thewaterlevelsurveymeter,itsfunctionisintheobservationandthecontrolvessel'smediumaremuchfew,graspsthevolumehighlythroughtheliquidlevelhowmany,thusachievespreventstheultraattireandgraspssavesthefluidquantitythegoal.Tothewaterlevelsurveymeterresearch,isadvantageoussatisfiesthematerialneedswhichthepeoplegrowdaybyday,throughappliesthescienceandtechnologyinthewatermonitor,thuscausesthepeopletorealizetrulythescienceandtechnologythedevelopmentconvenientwhichandthecomfortbringsforownreallife.

Keywords:

MCUWaterlevelSensorA/DSwitch

目录

1绪论1

1.1选题的目的意义1

1.2应解决的主要问题1

1.3国内外发展现状2

2设计方案的确定3

3硬件设计5

3.1传感器的选择5

3.1.1传感器的概述5

3.1.2传感器类别的选择6

3.1.3传感器型号的选择8

3.2A/D转换器的选择10

3.2.1A/D转换器的主要技术指标10

3.2.2A/D转换器的类别的选择11

3.2.3A/D转换器型号的选择12

3.3单片机选择15

3.3.1单片机的简介15

3.3.28051芯片引脚17

3.3.3存储器19

3.4复位电路和时钟电路的设计20

3.4.1复位电路设计20

3.4.2时钟电路选择22

3.5报警电路设计23

3.6控制电路的设计24

3.7键盘显示电路设计25

3.7.1键盘电路简介25

3.7.2键盘电路的分类26

3.7.38155的结构与引脚26

3.7.4矩阵式键盘电路简介27

3.8显示电路设计28

3.8.1显示器件的选择28

3.8.2驱动芯片的选择29

3.8.3MC14499芯片简介29

3.8.4LED驱动芯片MC1449931

3.9集成稳压器电路33

3.9.1集成稳压器电路简介33

3.9.2W7805芯片简介33

3.10电源监控器件35

4软件设计36

4.1程序模块36

4.2程序流程图36

4.2.1主程序流程图36

4.2.2A/D0809转换程序流程37

4.2.3键盘扫描子程序37

4.2.4键盘显示子程序的设计39

总结40

参考文献41

致谢42

附录43

1绪论

1.1选题的目的意义

随着计算机技术和现代通信技术的迅速发展，水位控制器已经从普通型发展到智能化，而且水位控制器的功能日益趋向于完善，然而水位控制器的许多相关理论与技术仍在不断发展。

本次设计的就是针对锅炉水位控制器研究的一个课题。

因锅炉里的水在高温时汽化供暖，水和汽的损耗较大，要不断地补充水，使锅炉里的水位保持一定的高度，水位过低，锅炉就有爆炸的危险。

为了随时了解锅炉内的水位，在锅炉上都装有水位器，水位器和锅炉构成一个连通器。

常用的有玻璃水位器、压强水位器、浮标水位器、电容水位器及电阻水位器等。

在高温和高压下，也可采用同位素水位器。

水位器产品多种多样，其中以玻璃管水位器和玻璃板水位器使用的最多，玻璃管水位器又因材质的不同分为普通玻璃管水位器和石英玻璃管水位器，二者是有区别的。

本人之选题《水位控制器》，具有如下目的意义：

①通过查阅资料可以了解当前行业前沿的水位控制器技术及产品发展状况。

②培养自己将所学的知识与现实相联系的能力。

③水位控制器，它的作用是观测和控制容器内的介质多少量，通过液面的高度来掌握体积的多少，从而达到防止超装和掌握存液数量的目的。

④对水位控制器研究，有利于满足人们日益增长的物质需求，通过将科学技术应用到水位控制上从而使得人们真正体会到科技的发展给自己的现实生活所带来的方便和舒适。

1.2应解决的主要问题

本设计主要解决传感器的选择、硬件电路的设计和软件程序的设计。

其所能达到的技术指标为

①可以对锅炉水位信息进行采集。

②通过单片机控制，使锅炉水位水位维持在正常的范围内。

③具有键盘显示功能。

④具有报警功能当水位超过上限或下限时，能及时报警。

⑤对水位进行控制的功能。

⑥对整个电路有一个专门提供电源的基准电压回路。

⑦对电源进行监控的电源监控器件。

1.3国内外发展现状

中国容器水位控制器产业专题调查分析报告中指出《中国容器水位控制器市场分析报告》立足于容器水位控制器市场发展现状分析，通过对容器水位控制器行业环境、容器水位控制器产业链、容器水位控制器市场供需、容器水位控制器价格、容器水位控制器生产企业的详尽分析，以使企业和投资者达到对容器水位控制器产品市场发展现状的全面、深入掌握；同时为使企业和投资者把握容器水位控制器未来的市场发展趋势，单位还对容器水位控制器行业未来发展趋势和市场前景进行科学、严谨的分析与预测；另外在投资分析部分，针对企业投资决策依据进行了重点分析，并综合给出投资建议。

随着工业生产日趋自动化,对液位检测技术的要求也越来越高。

为解决生产中的测量问题,一方面是采用新的测量原理,开发新的液位检测仪表,扩大检测的手段,另一方面需朝着实现微机化和智能化的方向发展。

近年来,微电子技术的发展使得液位检测技术发生了根本性变化。

新的检测原理与电子部件的应用使得液位计更趋向小型化和微型化,特别是一些小型现场液位开关发展极快,如光纤液位计,由于没有可动部件,所以可靠性高,不仅可现场显示,而且可以发出控制信号。

与此同时,液位检测也正向着智能化方向发展,在液位测量领域内广泛应用微处理技术,以实现故障诊断和报警功能,提高测量的精确度、可靠性、安全性和多功能化。

在应用和设计液位计时尽量实现不接触式或不渗透式测量,从而提高探头对恶劣环境的抵抗能力,以便在恶劣环境下准确、可靠地工作。

目前国内外水位器的种类很多，有雷达水位器、磁性浮子水位器、石英管水位器、智能雷达水位器、彩色石英管水位器和超声波水位器等等。

而生产水位器的公司有美国罗斯蒙特ROSEMOUNT、德国E+H、日本横河YOKOGAWA、德国西门子SIEMENS、瑞士ABB、德国VEGA。

这些只是常用而较热门的品牌。

2总体设计方案的确定

数据采集系统主要是指这样的系统，它具有将模拟量（例如温度、压力、位移、语音、图像等）变为数字量，然后经计算机进行适当的处理后，再配以显示、记录等功能。

典型的数据采集系统框图如图2.1所示，图中各单元的功能如下：

2.1典型的数据采集系统框图

被测物理量：

主要是指非电的物理量，例如工业控制中的温度、压力、流量、水位等。

传感器：

将输入的物理量转换成相应的电信号输出，实现非电量到电量的变换。

传感器的精度直接影响到整个系统的性能，所以是系统中一个重要的部件。

放大，整形，滤波：

传感器的输出信号一般不适合直接去转换数字量，通常要进行放大，特性补偿，滤波等环节的预处理来完成。

A/D转换器：

实现将模拟量转换成数字量，常用的是并行比较型、逐次逼近式、积分式等。

单片机：

目前的数据采集系统功能和性能日趋完善，因此主控部分一般都采用单片机。

显示设备：

常用的显示器有发光二极管、7段数码管等。

控制设备：

一般有按键控制，具有设定，确定等功能。

报警设备：

当所测的信号超出了设定值，应该通知工作人员进行处理的设备，一般有声光报警等。

综上所述，设计数据采集系统