基于單片機實現(xiàn)智能液位傳感器畢業(yè)論文設計-文庫吧
2025-06-04 12:46 本頁面
【正文】 要提出了兩種技術方案來實現(xiàn)系統(tǒng)功能。下面我將首先對這兩種種方案的組成框圖和實現(xiàn)原理分別進行說明。 智能液位傳感器設計方案框圖兩種方案的框圖如下圖：方案1：利用應變片自制的壓力傳感器AD轉換器（ADC0832）單片機最小系統(tǒng)RS232串口通信上位機顯示液面高度方案2：壓力傳感器AD轉換器（ADC0804）單片機最小系統(tǒng)RS232串口通信上位機顯示液面高度 方案論證對于方案1和2按照理論來看做出來能夠達到一定的預期效果，能達基本滿足本次設計的基本要求。但是兩種方案不同之處就在于傳感器的選擇和AD的選擇。方案1的傳感器部分是利用應變片做的壓力變送器，: 圖 這是利用4片應變片做的全橋電路其電壓靈敏度比單臂工作時提高了4倍，消除了一定的非線性誤差。其輸出的為電流信號但是非常小，所以在外部又加了一個差動放大將信號放大才能滿足AD 0 +5V的輸入電壓的要求。，我們自己做的恒流源很難滿足要求。硬件部分完成以后還要對其進行測試線性度，但是測量比較麻煩后期的數(shù)據(jù)處理也比較繁瑣，最后達到的效果也比較差所以就沒有選擇應變片制作。對于AD的選擇主要是ADC0832與ADC0804之間的選擇。ADC0832是8位分辨率；+5V電源供電；輸入電壓為0 +5V；工作頻率250HZ；轉換時間為32us；數(shù)據(jù)轉送是8位串行傳送；ADC0804是8位分辨率；5V電源供電；輸入電壓為0 +5V；轉換時間的100us；存取時間是135us；數(shù)據(jù)傳送是8位并行傳送；通過直觀的觀察可以發(fā)現(xiàn)由于ADC0832的數(shù)據(jù)傳送是8位串行的所以傳完8位數(shù)據(jù)需要的時間為256us，而ADC0804為8位的并行數(shù)據(jù)傳送，傳8位數(shù)據(jù)只需100us。所以ADC0804的轉換存取速度更快，這樣系統(tǒng)的工作效率更高。所以我們采用的是ADC0804。綜上我們本次設計液位傳感器采用的方案2。 方案可能的擴展功能我們這次設計的智能液位傳感器結構還比較簡單，只是完成測液位并讀出頁面高度的基本功能，在這幾完成后發(fā)現(xiàn)該系統(tǒng)還能擴展許多功能。比如增加報警系統(tǒng)（應用于比如水庫的水位測量時可以做下限報警和超限報警）；遠程的控制系統(tǒng)（比如家用的水塔水不足時可以控制水泵加水）。3 單元模塊電路的設計本節(jié)主要介紹系統(tǒng)各單元模塊的具體功能、電路結構、工作原理、以及各個單元模塊之間的聯(lián)接關系；同時本節(jié)也會對相關電路中的參數(shù)計算、元器件選擇、以及核心器件進行必要說明。 本系統(tǒng)電路模塊主要分為四個單元模塊，它們分別是：傳感器輸出部分；ADC0804的數(shù)據(jù)采集轉換模塊；單片機最小系統(tǒng)模塊；。 傳感器輸出部分 ADC0804數(shù)據(jù)采集轉化部分該級電路一共實現(xiàn)了兩個功能：第一個是對模擬電壓信號的采集。第二個功能是將模擬電壓信號轉換成數(shù)字信號。： ADC0804數(shù)據(jù)采集轉換電路圖 單片機最小系統(tǒng)模塊 這部分主要是由STC89C52單片機組成的一個最小系統(tǒng)，通過單片機來控制ADC0804的信號采集轉換以及對RS232串口通信的控制。： 單片機最小系統(tǒng)電路圖 RS232模塊RS232模塊主要通過USB轉串口線來與PC機通信將ADC0804采集和轉換的數(shù)據(jù)傳給上位機顯示出所測得液面高度。： RS232電路圖 電路參數(shù)計算及元器件的選擇 元器件的選擇設計所用儀器及器件如下表1：單片機STC89C521片MAX2321片ADC08041片串口母頭1個晶振1個5個22pf電容2個10uf極性電容1個33pf電容1個1k電阻2個10k電阻2個排線若干USB轉串口線1根電烙鐵一臺面包板1塊焊錫若干+5V直流可調電壓源1臺壓力傳感器1個示波器1臺水管1根萬用表1臺鉗子1個電腦1臺 表1 特殊元器件介紹這一節(jié)將對設計過程中用到的一些特殊元器件進行介紹，主要是介紹該特殊元器件的內部結構，工作原理，及使用時應該注意的事項。 ADC0804： ADC0804的內部原理結構圖 ADC0804主要技術指標如下： (1) 高阻抗狀態(tài)輸出 (2) 分辨率：8 位(0~255) (3) 存取時間：135 us (4) 轉換時間：100 us (5) 總誤差：1 +1LSB (6) 工作溫度：ADC0804C為0度70度；ADC0804L為40 度85 度 (7) 模擬輸入電壓范圍：0V +5V (8) 參考電壓： (9) 工作電壓：5V (10) 輸出為三態(tài)結構： 圖 ADC0804引腳圖引腳及功能特性如下：CS 、RD 、WR （引腳3）：是數(shù)字控制輸入端，滿足標準TTL 邏輯電平。其中CS 和WR 用來控制A/D 轉換的啟動信號。CS 、RD 用來讀A/D 轉換的結果，當它們同時為低電平時，輸出數(shù)據(jù)鎖存器DB0~DB7 各端上出現(xiàn)8 位并行二進制數(shù)碼。LKI（引腳4）和CLKR（引腳19）：ADC0801~0805 片內有時鐘電路，只要在外部“CLKI”和“CLKR”兩端外接一對電阻電容即可產(chǎn)生A/D 轉換所要求的時鐘，其振蕩頻率為fCLK≈1/。其典型應用參數(shù)為：R=10KΩ，C=150PF，fCLK≈640KHZ，轉換速度為100μｓ。若采用外部時鐘，則外部fCLK 可從CLKI 端送入，此時不接R、C。允許的時鐘頻率范圍為100KHZ～1460KHZ。INTR （引腳5）： INTR 是轉換結束信號輸出端，輸出跳轉為低電平表示本次轉換已經(jīng)完成，可作為微處理器的中斷或查詢信號。如果將CS 和WR 端與INTR 端相連，則ADC0804 就處于自動循環(huán)轉換狀態(tài)。CS ＝0 時，允許進行A/D 轉換。WR 由低跳高時A/D 轉換開始，8 位逐次比較需88=64 個時鐘周期，再加上控制邏輯操作，一次轉換需要66～73 個時鐘周期。在典型應用fCLK＝640KHZ 時，轉換時間約為103μｓ～114μｓ。當fCLK 超過640KHZ，轉換精度下降，超過極限值1460KHZ 時便不能正常工作。VIN（＋）（引腳）和VIN（－）（引腳7）：被轉換的電壓信號從VIN（＋）和VIN（－）輸入，允許此信號是差動的或不共地的電壓信號。如果輸入電壓VＩＮ的變化范圍從0V到Vmax，則芯片的VIN（－）端接地，輸入電壓加到VIN（＋）引腳。由于該芯片允許差動輸入，在共模輸入電壓允的情況下，輸入電壓范圍可以從
黨政相關相關推薦
鄂ICP備17016276號-1