单片机水流流速实习报告

《单片机水流流速实习报告》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、单片机课程设计报告题目：水流流速测试仪院系名称：自动化学院学生姓名：3号：张拓航8号：杨永发13号：姚义飞18号：杨翰林专业名称：测控技术与仪器班级：测控1102班时间：2014.09.15-2014.09.28水流流速仪的设计一、设计目的使用MJ-HZ21FA传感器测量水的流速，实时显示其值。并相应地做出动作：当高于某值时，控制电机正转，当低于另一值时，控制电机反转。同时，从串口输出流速值。二、设计要求（1）熟悉MJ-HZ21FA传感器，ADC0809的使用；（2）熟悉电机控制方法。（3）熟悉主控制器的使用。三、

2、设计器材STC52单片机(1个)极性电容（33pF,2个）MJ-HZ21FA传感器（1个）排阻（10K）电阻（1K2008.2K）(3个)晶振（12MHz,1个）电机ULN2003驱动电路LCD1602四、水流流速仪系统原理 水流流速仪的系统框图如下图所示：LCD显示模块单片机模块传感器模块电机驱动模块五、设计方案及分析（包含设计电路图）4.1硬件电路设计4.1.1单片机最小系统控制模块设计采用STC52单片机控制。STC52单片机是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8KB的系统可编程Flash存储器。A

3、T89S52具有以下标准功能：8k字节Flash，256字节RAM，32位I/O口线，看门狗定时器，2个数据指针，三个16位定时器/计数器，一个6向量2级中断结构，全双工串行口，片内晶振及时钟电路，能够满足题目设计的所有要求，加之我们对STC52单片机也比较熟悉，最小系统电路图如图4所示图44.1.2显示模块设计采用LCD1602显示，连接电路简单，显示电路连接图如下所示4.1.3传感器采集模块本系统采用MJ-HZ21FA传感器采集信号，该模块使用直流5V供电，理想条件下输出脉冲信号，广泛应用于测量水流流速领域，模

4、块性能稳定，测度较精确.传感器测速原理：MJ-HZ21FA传感器先收集水量，当容量达到传感器容积的四分之一，传感器输出脉冲信号，这些脉冲信号输入到单片机，完成数据采集。4.1.4电机驱动模块我们采用的是ULN2003作为驱动电路4.1.5其他电路设计a.复位电路单片机在RESET端加一个大于20ms正脉冲即可实现复位，上电复位和按钮组合的复位电路如下：在系统上电的瞬间，RST与电源电压同电位，随着电容的电压逐渐上升，RST电位下降，于是在RST形成一个正脉冲。只要该脉冲足够宽就可以实现复位，即ms。一般取R1，C2

5、2uF。当人按下按钮S1时，使电容C1通过R1迅速放电，待S1弹起后，C再次充电，实现手动复位。R1一般取8.2K。b.时钟电路当使用单片机的内部时钟电路时，单片机的XATL1和XATL2用来接石英晶体和微调电容，如图所示，晶体一般可以选择3M~24M，电容选择30pF左右。我们选择晶振为12MHz,电容33pF。4.2软件程序设计软件分为两部分，主程序和中断服务程序。主程序完成初始化工作、超声波发射和接收顺序的控制。外部中断服务子程序主要完成时间值的读取、距离计算、结果的输出、数码管显示等工作。主程序首先是传感器

6、模块初始化，通过延时函数产生10us的高电平，再将计数器初始化，判断超声波接收端是否收到回波，进而执行外部中断程序。中断程序首先关闭外部中断，关闭计数器，然后读出计数值，根据公式计算距离，然后将结果送往数码管显示。为了避免超声波从发射器直接传送到接收器引起的直射波触发，需要延时约0.1ms（这也就是超声波测距仪会有一个最小可测距离的原因）后，才打开外中断0接收返回的超声波信号。由于采用的是12MHz的晶振，计数器每计一个数就是1μs，当主程序检测到接收成功的标志位后，将计数器T0中的数（即超声波来回所用的时间）按公

7、式计算，即可得被测物体与测距仪之间的距离，设计时取30℃时的声速为340m/s则有： d=(c×t)/2=170T0/10000cm其中，T0为计数器T0的计算值。六、问题分析与解决方法1.在拿到设计要求之后，我们先确定采用压力传感器模块，根据压力传感器模块的工作原理：给压力传感器模块一个压力，将采集到的模拟信号输入ADC模数转换模块，然后经过51单片机输出其流速，并驱动电机模块，当流速大于设定值时电机正转，否则电机反转，但是最后传感器模块变换，不用经过模数转换，因此相对简单。2.在设计LCD1602显示电路时，因

8、为LCD1602引脚相对比较复杂，设置起来还是有不少困难，另外在刚开始连接电路时，发现连好之后，显示屏不亮，最后我们分析电路，最后加了一个电位器，改变电位器的阻值，显示屏恢复正常。3．驱动模块的设计也有一定的难度，我们使用的是直流电机，刚开始给驱动模块的电源太小，不能驱动电机正常转动，又重新加了12V的电源，电机也完成正常工作。七、设计结果在传感器中装进水，