基于单片机的液位控制系统的毕业设计说明.docx

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1、工业职业技术学院毕业论文(设计)论文题目:基于单片机的液位控制题目基于单片机的液位控制班级电气1206专业电气自动化学生王嵘奎指导教师朱清智日期年月日摘要液位测量广泛应用于工业、经济、生活等领域。本设计以水箱供水为模型,用于对水箱液位信号进行测量监控记录。基于单片机的液位测量装置具有测量准确、重复性好、功耗低、使用寿命长的特点,是广泛采用的技术。在深入学习科学发展观的同时,电子设备的设计也需融入可持续发展的设计理念。故此,在基于单片机的液位测量装置基础上,扩展实时监控、数据采集、计算机串行通信等功能,从而能够通过科学的方法将液位测

2、量与统计科学结合,合理调度水资源,降低能源消耗。本文从系统方案选择与论证,硬件电路设计,系统软件与上位机软件设计等几个方面介绍了基于单片机的液位测量监控系统的设计过程,最终实现了液位的实时测量与监控。最后,本文总结了设计过程中出现的问题及解决方法,简要叙述了所获数据的处理方法,引出了进一步设计开发的思路。关键词:单片机;液位测量;实时监控;串口通信目录引言4第一章系统总体方案51.1系统设计要求51.2硬件设计方案51.2.1主控模块设计方案51.2.2数据存储模块设计方案71.2.3时间模块设计方案81.2.4A/D转换模块设计

3、方案91.2.5通信模块设计方案11第二章硬件电路设计132.1AT89S52硬件设计132.2按键设计16第三章系统软件设计183.1显示与A/D转换的数据处理183.2按键部分软件设计193.3显示模块的软件设计213.4A/D转换模块软件设计223.5电机控制模块软件设计223.6通信协议及通信模块软件设计233.7时间模块软件设计253.8上位机软件中的数据处理27结论与展望29感32参考文献33引言上世纪40年代,电子计算机的诞生,标志着人类电子技术进入了一个新的阶段。1976年单片机的推出为电子电路设计提供了新的思路,

4、也促进了模拟电路向数字电路发展的历程。它在一片芯片上集成了完整的计算机系统。从它的发展来看,低功耗CMOS化、微型单片化、主流与多品种共存的发展趋势更进一步促使了单片机在各个行业的应用。这些应用,很大一方面体现在工业控制中。在工业上,使用单片机可以构成形式多样的控制系统和数据采集系统。单片机应用发展迅速而广泛。在过程控制中,单片机既可作为主计算机,又可作为分布式计算机控制系统中的前端机,完成模拟量的采集和开关量的输入、处理和控制计算,然后输出控制信号。单片机广泛用于仪器仪表中,与不同类型的传感器相结合,实现诸如电压、功率、频率、湿

5、度、流量、速度、厚度、压力、温度等物理量的测量;在家用电器设备中,单片机已广泛用于电视机、录音机、电冰箱、电饭锅、微波炉、洗衣、高级电子玩具、家用防盗报警等各种家电设备中。在计算机网络和通信、医用设备、工商、金融、科研、教育、国防、航空航天等领域都有着十分广泛的应用。工程应用中液位的测量常用方法主要有超声波、激光红外测距、机械浮子、压力传感器测距等几种。这些测量方式对一般液位的测量来说各有各的优点,可根据不同的应用场合和要求进行选择。比如,常见的液位控制系统多采用浮标、电极等,这种控制形式结构简单成本低廉,但是控制精度不高,不能进

6、行数值显示;另外容易引起误操作,与上位机进行信息交互比较困难。随着科技的发展,液位测量技术趋于智能化、微型化、可视化。本设计思想是用单片机做下位机,PC机做上位机,单片机和PC机相结合对水箱液位进行测量和监控。该设计要求具有一定的智能化,可操作性和稳定性好。第一章系统总体方案1.1系统设计要求本设计以水箱供水为模型,鉴于单片机液位测量装置的测量准确、重复性能好、功耗低、使用寿命长等特点,设计以单片机为基础的液位测量监控记录系统。它具有实时测量监控水箱液位高度并显示的功能,并根据实时水量与设置的上、下液位参数的比较,启动电机供水或停

7、止水泵。在启动电机与停止水泵时,实时记录时间点与电机状态。液位测量高度≤5米,测量精度10%,AC220V供电。可通过上位机软件,可与监控记录系统进行通信,能够从PC机获取当前液位高度、电机状态、设备系统时间、上下液位高度等数据,并可根据需要改变系统默认的参数。同时可以获取设备运行时记录的数据,并能够对数据保存。能够根据一定的算法,计算分析单位时间水箱消耗水量,绘制图形,通过计算分析的结果,可以进行区域用水统筹,降低能源的消耗。1.2硬件设计方案1.2.1主控模块设计方案单片机作为主控模块,使得在对单片机选型上有了较大的空间。单片

8、机在30多年的发展历程中,形成了多公司、多系列、多型号“百家争鸣”的局面。因而,选择一个合适的单片机有时真的不太容易,要考虑的方面太多。大致总结出以下几点:1)单片机的基本参数。例如速度、程序存储器容量、I/O引脚数量等。2)单片机的增强功能。例如

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