【正文】 ....... 17 2. 4 顯示模塊 ..................................................................................................... 19 顯 示模塊設(shè)計(jì) .................................................................................... 19 LED 接口原理 .................................................................................... 20 ．系 統(tǒng)性能分析 ............................................................................................ 22 3. 硬件外圍接口 ......................................................................................................... 23 結(jié) 論 ......................................................................................................................... 24 致 謝 ......................................................................................................................... 25 參考文獻(xiàn) ..................................................................................................................... 26 東華理工大學(xué)長江學(xué)院畢業(yè) 設(shè)計(jì)（ 論文 ） 緒論 1 緒論 課題 設(shè)計(jì) 的目的和意義 : 中國的礦產(chǎn)資源豐富，遙感技術(shù)的應(yīng)用前景十分廣闊，遙感技術(shù)在區(qū)域地質(zhì)填圖方面的應(yīng)用已比較成熟，并取得了很好的效果。s lives, often the need for water tanks, water tank or reservoir water level measurement values, and general water storage tanks, water tank or reservoir and the control room have a long distance, often need to set up more than a hundred to nearly 1000 meters and control of transmission lines very cumbersome and costly to measure and control a great deal of inconvenience. At this time we need to design a remote control for the level method. We are able to singlechip microputer as the center, the use of radio frequency technology to receive the water level measurement data and the form of radio control to send the corresponding mand, so that the water level remained at a good range of settings. The use of V / F conversion technology should be and the use of radio frequency technology, as well as the water level measurement system design. To reduce the plexity of the design. The system can also be widely used in liquid level measurement and control a variety of occasions and in other areas of measurement, the measurement of water level in the river, small pond, the water level measurement towers. Hardware, the use of the water level of the relationship between depth and pressure, then the use of pressure sensors, water pressure will be converted into voltage through the voltage frequency converter technology, the frequency of the voltage conversion to the singlechip fired up. Butt received singlechip signal processing, the final value of the water level. Through the P0、 P2 port, displayed on the LED digital tube above. Key words ： Monitoring and control system。 硬件方面，利用水位的深度與壓強(qiáng)的關(guān)系，再采用壓力傳 感器，將水中的壓力轉(zhuǎn)換成電壓值，通過電壓 頻率轉(zhuǎn)換技術(shù)，將電壓轉(zhuǎn)換成頻率發(fā)射到單片機(jī)上去。我們可以 以單片機(jī)為中心，利用無線射頻技術(shù)接收水位測量數(shù)據(jù)，并以無線電形式發(fā)送相對應(yīng)的控制指令，使水位保持在設(shè)定好的范圍內(nèi)。這時(shí)我們就需要設(shè)計(jì) 有一種可以遠(yuǎn)距離對液位進(jìn)行控制的方法 。 該系統(tǒng)也可以廣泛應(yīng)用于各種液位測量和控制的場合和其他方面的測量 ，大到江河水位的測量，小到水池、水塔的水位測量。 關(guān)鍵詞 ： 測控系統(tǒng) ； 單片機(jī) ； 水位測量 ； V/F 轉(zhuǎn)換技術(shù) ； 傳感器 東華理工大學(xué)長江學(xué)院畢業(yè) 論文 ABSTRACT II ABSTRACT In people39。 V / F conversion technology。 在地質(zhì)礦產(chǎn)資源調(diào)查方面，遙感技術(shù)在我國已經(jīng)從間接探測發(fā)展到了直接探測階段，如在新疆準(zhǔn)葛爾利用細(xì)分紅外和多光譜掃描技術(shù)直接探測到了巖金礦的蝕變帶，取得了利用遙感技術(shù)直接尋找金礦的重大進(jìn)展。這些技術(shù)的成功應(yīng)用為加快我國西部的開發(fā)發(fā)揮了積極的作用。過去蓄水 箱通常采用三線式水位控制器。如果增加上述功能，采用原有技術(shù)而不增加控制導(dǎo)線是無法完成的，但增加多根長距離導(dǎo)線又必定會大大增加成本，連接也不方便。 (1).機(jī)電控制式水位控制 (2).全機(jī)械結(jié)構(gòu)的水位控制方式 (3).最簡單的自動水位控制裝置 但是 ,在一般的情況下 , 往往需要測量的水箱、水池或水塔和控制室都有比較 長的距離 , 常常需要架設(shè)上百到近千米的輸電和控制線路 , 十分麻煩而且費(fèi)用很高，給測量和控制帶來了極大的不方便。遙測主要用于集中檢測分散的或難以接近的被測對象，如被測對象距離遙遠(yuǎn)，所處環(huán)境惡劣，或處于高速運(yùn)動狀態(tài)。 方案一：利用 A/D轉(zhuǎn)換技術(shù)，將壓力傳感器的電壓量轉(zhuǎn)換成 二進(jìn)制 數(shù)字量，然后利用無線發(fā)射到單片機(jī)上，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。 2 測量水位 發(fā)送模塊 51 單 片 機(jī) 數(shù)據(jù) 采集 水泵控制 模 塊 水位 顯示 設(shè)置 初始值 圖 11總設(shè)計(jì)框架圖 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) 4 2. 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 系統(tǒng)一般由上位機(jī)（ PC 或 IPC）和下位機(jī)（單片機(jī)）組成。下位機(jī)給出的測量信息通過發(fā)射模塊無線的方式發(fā)射出 去，由上位機(jī)接收模塊接收這一無線信號，在傳送給 PC 機(jī)做進(jìn)一步的數(shù)據(jù)處理。所以我們可以利用某一器件，即壓力傳感器進(jìn) 行對水位壓力的測量，并對采集的數(shù)值進(jìn)行轉(zhuǎn)換， 將電壓轉(zhuǎn)換成頻率，最后 以 無線 的形式發(fā)送出去（如圖21所示）。發(fā)射距離為 200 米 左右，如果增加天線，可以增加發(fā)射的距離 (如 圖 22 所示 )。 12345678*lm331GNGVCCMPX2050*10VGND85234671A185234671A2OP0785234671A3OP07+151515151515R1R2R3R447100KR722K100KGNDGNDC1GND20KRSGNDC31μFC3GND100K1010A0A1A2A3A4A5A6A7VSS A8A9A10A11TEOSC1OSC2數(shù)據(jù)輸出VDDVD5026*Component_1GND+151IN2OUTVCC4GNGMS303S*MS303SVCCGNDR6C2GND10GNDVCCVCCGND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) 6 圖 23 LM331內(nèi)部電路圖 圖 23 是由 LM331 組成的電壓頻率變換電路， LM331 內(nèi)部由輸入比較器、定時(shí)比較器、 R－ S 觸發(fā)器、輸出驅(qū)動、復(fù)零晶體管、能隙基準(zhǔn)電路和電流開關(guān)等部分組成。當(dāng)電容 C3 放電電壓等于輸入電壓 Vi 時(shí)，輸入比較器再次輸出高電平，使 R－ S 觸發(fā)器置位，如此反復(fù)循環(huán)，構(gòu)成自激振蕩。 壓力 傳感器 的概述 傳感器 是一種物理裝置或生物器官，能夠探測、感受外界的信號、物理?xiàng)l件（如光、熱、濕度） 或化學(xué)組成（如煙霧），并將探知的信息傳遞給其他裝置東華理工大學(xué)長江學(xué)院畢業(yè) 設(shè)計(jì)（ 論文 ） 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 7 或器官。 化學(xué)傳感器包括那些以化學(xué)吸附、電化學(xué)反應(yīng)等現(xiàn)象為因果關(guān)系的傳感器，被測信號量的微小變化也將轉(zhuǎn)換成電信號。 常見傳感器的應(yīng)用領(lǐng)域和工作原理列于下表。 膺數(shù)字傳感器 —— 將被測量的信號量轉(zhuǎn)換成頻率信號或短周期信號的輸出(包括直接或間接轉(zhuǎn)換 )。從所應(yīng)用的材料觀點(diǎn)出發(fā)可將傳感器分成下列幾類： (1)按照其所用材料的類別分 金屬 聚合物 陶瓷 混合物 (2)按材料的物理性質(zhì)分 導(dǎo)體 絕緣體 半導(dǎo)體 磁性材料 (3)按材料的晶體結(jié)構(gòu)分 單晶 多晶 非晶材料 壓力傳感器 : 壓力傳感器是工業(yè)實(shí)踐中最為常用的一種傳感器，其廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)自控環(huán)境，涉及水利水電、鐵路交通、智能建筑、生產(chǎn)自控、航空航天、軍工、石化、油井、電力、船舶、機(jī)床、管道等眾多行業(yè)，下面就簡單介紹一 些常用傳感器原理及其應(yīng)用 1 ） .應(yīng)變片壓力傳感器原理與應(yīng)用 力學(xué)傳感器的種類繁多，如電阻應(yīng)變片壓力傳感器、半導(dǎo)體應(yīng)變片壓力傳感器、壓阻式壓力傳感器、電感式壓力傳感器、電容式壓力傳感器、諧振式壓力傳感器及電容式加速度傳感器等。它是壓阻式應(yīng)變傳感器的主要組成部分之一。這種應(yīng)變片在受力時(shí)產(chǎn)生的阻值變化通常較小，一般這種應(yīng)變片都組成應(yīng)變電橋，并通過后續(xù)的儀表放大器進(jìn)行放大，再傳輸給處理電路（通常是 A/D 轉(zhuǎn)換和 CPU ）顯示或執(zhí)行機(jī)構(gòu)。當(dāng)金屬絲受外力作用而壓縮時(shí)，長度減小而截面增加，電阻值則會減小。 陶瓷 是一種公認(rèn)的高彈性、抗腐蝕、抗磨損、抗沖擊和振動的材料。 [8] 單片機(jī)控制處理模塊 模塊硬件設(shè)計(jì) 在單片機(jī)控制處理模塊中， 以單片機(jī)為中心， 利用射頻接收器 進(jìn)行數(shù)據(jù)接收，把原始數(shù)據(jù)進(jìn)行處 理，即利用水位與壓力的關(guān)系，把得到的水位的壓力值，轉(zhuǎn)換成水位的確定值，并通過單片機(jī)顯示在數(shù)碼管上，然后對測量數(shù)據(jù)與 最大值和最小值 進(jìn)行比較，做出相應(yīng)的控制指令并發(fā)射出去（如 圖 24所示）。當(dāng)水位的測量等于或大于水位的上限水池值時(shí)，單片機(jī)輸出一個(gè) 1 電平信號給 ED5026 編碼器，通過 MS303S發(fā)射信號去停止水泵工作。一個(gè)計(jì)數(shù)器。輸入信號產(chǎn)生由 1 到 O 的負(fù)跳變時(shí)，計(jì)數(shù)器加 1。