【正文】 位的 A/D 轉(zhuǎn)換效果 。 [21] 根據(jù)本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，技術(shù)指標(biāo)可以達(dá)到： 水位測量范圍： 0 – 5米 測量精度： 177。本設(shè)計(jì)系統(tǒng)還可以應(yīng)用于其他參數(shù)的測量和控制，具有一定的通用性。 我堅(jiān)信信在你們的關(guān)懷和幫助下，我能順利完成論文答辯、順利畢業(yè)！路漫漫其修遠(yuǎn)兮吾將上下而求索。在此謹(jǐn)向 徐 老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意。本系統(tǒng)采用了無線射頻測量的方式，對(duì)測量點(diǎn)的選擇就可以具有很大的靈活性，采用了半導(dǎo)體硅壓力傳感器， 能夠以簡單的方式實(shí)現(xiàn)水位的連續(xù)測量和控制。水位無線測量與控制的距離與 MS303S、 MS303R 的射頻組件的工作電壓和發(fā)射、接收天線有關(guān)，適當(dāng)增加工作電壓和天線的長度，可以增加測量的距離 。水位相對(duì)于其他測量值而言，是一個(gè)變化緩慢的量，因此在本系統(tǒng)中沒有采用傳統(tǒng)的 A/D轉(zhuǎn)換電路，而是采用了 V/F 方式的轉(zhuǎn)換，這樣做的目的，既可以提高測量的精度，又可以簡化電路。 采用動(dòng)態(tài)顯示方式比較節(jié)省 I/O口，硬件電路也較靜態(tài)顯示方式簡單，但其亮度不如靜態(tài)顯示方式，而且在顯示位數(shù)較多時(shí)， CPU 要依次掃描，占用 CPU 較多的時(shí)間。通常，各位數(shù)碼管的段選線相應(yīng)并聯(lián)在一起，由一個(gè) 8 位的 I/O 口控制；各位的位選線（公共陰極或陽極）由另外的 I/O 口線控制。這種顯示方式的各位數(shù)碼管相互獨(dú)立，公共端恒定接地（共陰極）或接正電源（共陽極）。字型碼各位定義為：數(shù)據(jù)線 D0 與 a 字段對(duì)應(yīng)， D1 與 b 字段對(duì)應(yīng) ?? ，依此類推。通 常，公共陰極接低電平（一般接地），其它管腳接段驅(qū)動(dòng)電路輸出端。當(dāng)某段驅(qū)動(dòng)電路的輸出端為低電平時(shí)，則該端所連接的字段導(dǎo)通并點(diǎn)亮。數(shù) 碼管的外形結(jié)構(gòu)如下圖所示。 通過 P0 口傳輸數(shù)值 編碼 ,顯示 小數(shù)數(shù)值 ， 通過P2口傳輸數(shù)值編碼，顯示整數(shù)數(shù)值 （見下圖） 。 2. 4 顯示模塊 顯示模塊設(shè)計(jì) 對(duì)于單片機(jī)來說 ，顯示方法有兩種 LED 數(shù)碼顯示和點(diǎn)陣顯示。集成電路內(nèi)部含有振蕩電路，不用再外加晶振。第 17腳是輸出端。 GNDA0A1A2A3A4A5A6A7VSS D0D1D2D3數(shù)據(jù)輸入OSC1OSC2輸出 vtVDDVD5027*5027A0A1A2A3A4A5A6A7VSS A8A9A10A11TEOSC1OSC2數(shù)據(jù)輸出VDDVD5026*5026 圖 211 502 5026引腳圖 VD5027 接收解碼器有相應(yīng)于 VD5026 的 12 位信息。本文要介紹的是 VD5026 與 VD5027 配合應(yīng)用， VD5026的第 10~第 13 腳用作數(shù)據(jù)輸入線，根據(jù)需要這幾個(gè)腳可以置 “0” 或置 “1” 。如果需要更多的編碼，可將輸入端改為 4態(tài)連接方式，這時(shí)第 1腳是第 4種狀態(tài)的公共連接腳，第 2腳 ~第8腳與第 1腳連接時(shí)為第 4種狀態(tài)。前者是編碼器，后者是譯碼器。如果控制端的地址編碼與 ED5027 解碼器的編碼地址相同，就輸出一個(gè)高電平，去控制水泵的控制電路，用于水泵的啟動(dòng)和停止。 圖 28是無線水位 水泵 控制框圖。當(dāng)使用芯片內(nèi)部時(shí)鐘時(shí)，此二引腳用于外接石英晶體和微調(diào)電容；當(dāng)使用外部時(shí)鐘時(shí)，用于接外部時(shí)鐘脈沖信號(hào)。在前面的學(xué)習(xí)中我們已知道，8031 單片機(jī)內(nèi)部是沒有 ROM 的，那么在應(yīng)用 8031 單片機(jī)時(shí)，這個(gè)腳是一直接低電平的。 4).外接 ROM 時(shí)，與 ROM 的 OE 腳相接。 PSEN 外部程序存儲(chǔ)器讀選通信號(hào)：在讀外部 ROM時(shí) PSEN 低電平有效，以實(shí)現(xiàn)外部 ROM 單元的讀操作 。當(dāng) ALE是低電平時(shí)， P0 口上的內(nèi)容和鎖存器輸出一致。 當(dāng)作為輸入時(shí)，上拉電阻將其電位拉高，若輸入為低電平則可提供電流源；所以如果 P0口如果作為輸入時(shí)，處在高阻抗?fàn)顟B(tài)，只有外接一個(gè)上拉電阻才能有效。 P2口有兩個(gè)功能： ，當(dāng)作地址總線使用 。 l ~ P2 口 8位雙向口線 (在引腳的 21~28 號(hào)端子 )。 ，適用于布爾處理的位處理機(jī)。 根 I/O 接口線。 NEC 的銷售策略 著重于服務(wù)大客戶，并投入相當(dāng)大的技術(shù)力量幫助大客戶開發(fā)產(chǎn)品。這種結(jié)構(gòu)是在 90 年代開發(fā)出來的綜合了半導(dǎo)體集成技術(shù)和軟件性能的新結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)使得在 8 位微處理器市場上 AVR 單片機(jī)具有最高 MIPS mw 能力 。由美國 Microchip 公司推出的 PIC 單片機(jī)系列產(chǎn)品，已有三種系列多種型號(hào)的產(chǎn)品問世，從電腦的外設(shè)，家電控制，電訊通信，智能儀器，汽車電子到金融電子的各個(gè)領(lǐng)域都得到廣泛的應(yīng)用。 MOTOROLA 單片機(jī)特點(diǎn)之一是在同樣速度下所用的時(shí)鐘頻率較Intel 類單片機(jī)低得多，因而使得高頻噪聲低、抗干擾能力強(qiáng)，更適合用于工業(yè)控制領(lǐng)域及惡劣的環(huán)境。在 8 位機(jī)方面有 68HC05 和升級(jí)產(chǎn)品 68HC08。由 于 Intel 公司在嵌入式應(yīng)用方面將重點(diǎn)放在 18 38奔騰等與 PC 類兼容的高檔芯片的開發(fā)上， 8051 類單片機(jī)主要由 Philips、三星、華邦等公司接手生產(chǎn)。 INTEL 的 Z80 是最早按照這種思想設(shè)計(jì)出的處理器，從此以后，單片機(jī)和專用處理器的發(fā)展便分道揚(yáng)鑣。而現(xiàn)在最強(qiáng)大的單片機(jī)系統(tǒng)甚至可以將聲音、圖像、網(wǎng)絡(luò)、復(fù)雜的輸入輸出系統(tǒng)集成 在一塊芯片上。通過頻率與電壓，電壓與所測壓力的線性關(guān)系，即可得到相應(yīng)的壓力值。由于一次負(fù)跳變要用兩個(gè)機(jī)器周期，所以選用 12MHz 晶體振蕩器時(shí)，為確保電平在變化之前被采樣一次，外部計(jì)數(shù)輸入信號(hào)不能超 過 500 kHz。這里選用AT89C51，其包含 2 個(gè) 16 位定時(shí)／計(jì)數(shù)器和 5個(gè)中斷。讓水位上升。 東華理工大學(xué)長江學(xué)院畢業(yè) 設(shè)計(jì)（ 論文 ） 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 10 圖 24單片機(jī)控制處理 原理圖 如 上 圖所示，單片機(jī)通過程序設(shè)定，設(shè)定控制水位的下限、上限的值和水位的測量時(shí)間間隔，并存儲(chǔ)在單片機(jī)內(nèi)存中。陶瓷的熱穩(wěn)定特性及它的厚膜電阻可以使它的工作溫度范圍高達(dá) 40 ～ 135 ℃ ，而且具有測量的高精度、高穩(wěn)定性。只要測出加在電阻的變化（通常是測量電阻兩端的電壓），即可獲得應(yīng)變金屬絲的 應(yīng)變情 。 電阻應(yīng)變片的工作原理 ： 金屬電阻應(yīng)變片的工作原理是吸附在基體材料上應(yīng)變電阻隨機(jī)械形變而產(chǎn)生阻值變化的現(xiàn)象，俗稱 為電阻應(yīng)變效應(yīng)。電阻應(yīng)變片應(yīng)用最多的是金屬電阻應(yīng)變片和半導(dǎo)體 應(yīng)變片兩種。但應(yīng)用最為廣泛的是壓阻式壓力傳感器，它具有極低的價(jià)格和較高的精度以及較好的線性特性。 開關(guān)傳感器 —— 當(dāng)一個(gè)被測量的信號(hào)達(dá)到某個(gè)特定的閾值時(shí)，傳感器相應(yīng)地輸出一個(gè)設(shè)定的低電平或高電平信號(hào)。 (1).按照其用途，傳感器可分類為： 壓力敏和力敏傳感器 位置傳感器 液面?zhèn)鞲衅? 能耗傳感器 速度傳感器 加速度傳感器 射線輻射傳感器 熱敏傳感器 (2).按照其原理，傳感器可分類為： 振動(dòng)傳感器 濕敏傳感器 磁敏傳感器 氣敏傳感器 真空度傳感器 生物傳感 器等。 有些傳感器既不能劃分到物理類，也不能劃分為化學(xué)類。 傳感器的分類 : 可以用不同的觀點(diǎn)對(duì)傳感器進(jìn)行分類：它 們的轉(zhuǎn)換原理 (傳感器工作的基本物理或化學(xué)效應(yīng) )；它們的用途；它們的輸出信號(hào)類型以及制作它們的材料和工藝等。輸出脈沖頻率 f0 與輸入電壓 Vi 成正比，從而實(shí)現(xiàn)了電壓－頻率變換。輸出驅(qū)動(dòng)管采用集電極開路形式，因而可以通過選擇邏輯電流和外接電阻，靈活改變輸出脈沖的邏輯電平，以適配 TTL、 DTL 和 CMOS 等不同的邏輯電路。 [6,7] 圖 22數(shù)據(jù)采集電路圖 LM331 頻率電壓轉(zhuǎn)換器 V/F 變換和 F/V 變換采用集成塊 LM331， LM331 是美國 NS 公司生產(chǎn)的性能價(jià)格比較高的集成芯片，可用作精密頻率電壓轉(zhuǎn)換器用。 其中 水壓與水深的關(guān)系： P=ρ gh（ρ =水的密度 1000kg/m3， g=重力加速度 h=深度 ） 1m水 壓 =9800 帕 ， 5m 水壓 =49000 帕 ， 他們 之間成線性關(guān)系。 總的來說可以可以按水位數(shù)據(jù)采集 模塊、水位數(shù)據(jù) 顯示模塊、 單片機(jī)控制處理 模塊、 水泵控制 模塊，進(jìn)行逐一設(shè)計(jì)。上位機(jī)包括單片機(jī)及接收模塊，主要完成上傳采集數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)處理和顯示，并進(jìn)行判斷，若超過設(shè)定值，則采取相應(yīng)的動(dòng)作。 方案二：利用 V/F 轉(zhuǎn)換技術(shù)，將壓力傳感器的電壓量轉(zhuǎn)換成頻率的形式發(fā)射出去，然后單片機(jī)接收到數(shù)據(jù)信號(hào)，利用頻率計(jì)數(shù)，將頻率算出，再 通過單片機(jī)處理 間接得到水位值。遙測在國民經(jīng)濟(jì)、科學(xué)研究和軍事技術(shù)等方面得到廣泛應(yīng)用。這時(shí)我們就需要有一種可以遠(yuǎn)距離對(duì)液位進(jìn)行控制的方法。 [2] 在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以及 日常生活應(yīng)用中， 也 常常會(huì)需要對(duì)容器中的液位進(jìn)行自動(dòng)控制。這種控制器一般用晶體管或集成電路作為控制元件，其作用是將高層水箱內(nèi)的水拉控制在上，下水位電極之間，當(dāng)達(dá)到高水位時(shí)加壓水泵停止抽水，而水位降至低水位時(shí)加壓水泵開始抽水。 [1] 此外，近年來發(fā)展起來的干涉測量雷達(dá)技術(shù)已經(jīng)在三峽大壩等大型工程的環(huán)境監(jiān)測和油氣區(qū)地面沉降等應(yīng)用領(lǐng)域顯示出巨大的應(yīng)用潛力。我國還利用短波紅外成像光譜掃描儀在新疆進(jìn)行了石油天然氣資源的遙感直接探測試驗(yàn)。 sensor 東華理工大學(xué)長江學(xué)院畢業(yè)論文 i 目 錄 緒論 ............................................................................................................................... 1 1. 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案和設(shè)計(jì)框圖 ....................................................................................... 3 設(shè)計(jì)思路 ........................................................................................................ 3 總 框架 ............................................................................................................ 3 2. 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) ........................................................................................................... 4 水位數(shù)據(jù)采集模塊 ......................................................................................... 4 水位 數(shù)據(jù)采集模塊設(shè)計(jì) ..................................................................... 4 LM331 頻 率電壓轉(zhuǎn)換器 ..................................................................... 5 壓力傳感器的概述 ............................................................................. 6 單 片機(jī)控制處理模塊 .................................................................................... 9 模 塊硬件設(shè)計(jì) ..................................................................................... 9 單片 機(jī)概述 ....................................................................................... 11 水泵 控制模塊 .............................................................................................. 16 水泵 控制設(shè)計(jì) ................................................................................... 16 T 觸 發(fā)器 ............................................................................................ 17 編譯碼集成電路 .........................................................................