【正文】 理量傳感器放大，整形，濾波A/D轉(zhuǎn)換器單片機(jī)控制設(shè)備顯示設(shè)備報(bào)警設(shè)備變送器 典型的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)框圖被測物理量：主要是指非電的物理量，例如工業(yè)控制中的溫度、壓力、流量、水位等。⑤對水位進(jìn)行控制的功能。②培養(yǎng)自己將所學(xué)的知識與現(xiàn)實(shí)相聯(lián)系的能力。本次設(shè)計(jì)的就是水位測量計(jì)研究的一個(gè)課題。對水位測量計(jì)研究，有利于滿足人們?nèi)找嬖鲩L的物質(zhì)需求，通過將科學(xué)技術(shù)應(yīng)用到水位控制上從而使得人們真正體會到科技的發(fā)展給自己的現(xiàn)實(shí)生活所帶來的方便和舒適。采用單片機(jī)，能對鍋爐進(jìn)行自動檢測、自動控制等多項(xiàng)功能。s security, stable, economical movement, reduced staff39。在高溫和高壓下，也可采用同位素液位計(jì)。②通過單片機(jī)控制，使水罐水位水位維持在正常的范圍內(nèi)。而生產(chǎn)液位計(jì)的公司有美國羅斯蒙特ROSEMOUNT、德國E+H、日本橫河YOKOGAWA、德國西門子SIEMENS、瑞士ABB、德國VEGA 。單片機(jī)：目前的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)功能和性能日趨完善，因此主控部分一般都采用單片機(jī)。對該電信號通過模數(shù)轉(zhuǎn)換把模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。③是控制電路的設(shè)計(jì)，即鍵盤、按鈕等對水位測量系統(tǒng)的控制。例如彈性膜盒的輸出響應(yīng)是形變，是微小的幾何量（位移）不便于遠(yuǎn)距離傳送。在查閱傳感器類型的過程中遇到較多的是變送器。1）恒浮力式液位計(jì)。吹泡式液位計(jì)結(jié)構(gòu)簡單、價(jià)廉，適用于測量具有腐蝕性、粘度大和含有懸浮顆粒的敞口容器的液位，但精度較低。反之當(dāng)液位下降，ε值減小，電容量也減小。⑧應(yīng)變電阻傳感器應(yīng)由應(yīng)變電阻片盒測量線路兩部分組成，其中應(yīng)變電阻片感應(yīng)被測量壓力（包括扭矩、荷重、拉力）并在外力作用下產(chǎn)生彈性形變導(dǎo)致電阻值發(fā)生改變，它是將力轉(zhuǎn)換成電阻變化的檢測元件，測量電阻將變化的電阻轉(zhuǎn)換為電信號，實(shí)現(xiàn)被測壓力的最終指示和信號遠(yuǎn)傳。從上面分析中，可以看出浮子式液位計(jì)和應(yīng)變式傳感器都適合作為大型水罐的液位傳感器。量程規(guī)格：1mH10mH30mH50mH100mH150mH200mH20（1mH20=102Pa）：:額定載荷/mH201～200長期穩(wěn)定性/(%FS/年)≤綜合精度，（線性+滯后+重復(fù)性）安全過載/%FS150結(jié)構(gòu)形式便攜式，分體式，鎧裝式額定電壓24VDC蠕變/（%FS/30min）～材質(zhì)不銹鋼零點(diǎn)溫度影響/（%FS/10℃）～輸出信號0～5V或4～20mA輸出溫度影響/（%FS/10℃）～輸出形式兩線或三線制工作溫度/℃20～+65測量介質(zhì)與或聚氟乙烯兼容的介質(zhì)注：1mH20=102Pa生產(chǎn)廠家：蚌埠天光測控儀表廠②JBY系列L形普通投入式液位變送器簡介：投入式靜壓式液位變送器是基于所測液體靜壓與該液體的高度成比例的原理，采用外國先進(jìn)的隔離型擴(kuò)散硅敏感元件，利用壓阻效應(yīng)，將靜壓轉(zhuǎn)換為電信號，再經(jīng)過溫度補(bǔ)償和線性修正，轉(zhuǎn)化成標(biāo)準(zhǔn)電信號（一般為4～20mA）。所以③被排除，只剩下①和②可以考慮，從它們介紹的用途與特點(diǎn)中，可以知道②更適合作為大型水罐液位測量的液位傳感器。A/D轉(zhuǎn)換器的分辨率以輸出二進(jìn)制（或十進(jìn)制）數(shù)的位數(shù)表示。不同類型的轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換速度相差甚遠(yuǎn)。2） 使用這種含有寄存器的并行A/D轉(zhuǎn)換電路時(shí)，可以不用附加取樣保持電路，因?yàn)楸容^器和寄存器這兩部分兼有取樣保持功能。③雙積分型A/D轉(zhuǎn)換器雙積分型A/D轉(zhuǎn)換器是一種間接A/D轉(zhuǎn)換器。常用的A/D轉(zhuǎn)換器可分為并行比較型、逐次比較型和雙積分型等幾種，不同類型的轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換速度相差甚遠(yuǎn)。①逐次比較型ADC08091）主要性能ADC0809的主要性能如下?！?15V。 s。該產(chǎn)品有8腳DIP和SOIC兩種封裝形式，并帶有內(nèi)部時(shí)鐘。 ADC0809芯片的引腳功能本設(shè)計(jì)采用A/D轉(zhuǎn)換器ADC0809。START：啟動轉(zhuǎn)換信號輸入引腳，其上升沿清除上一次A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果，其下降沿用以啟動內(nèi)部控制邏輯，是A/D轉(zhuǎn)換器開始工作。不能為負(fù)值，不能超過，且應(yīng)滿足如下關(guān)系：/2/2和GND：ADC0809的電源引腳，它采用+5V電源供電。 在本設(shè)計(jì)中使用到74LS373。：GDQ0111010000不變1高阻態(tài)ADC0809的工作過程是：首先輸入3位地址，并使ALE=1，將地址存入地址鎖存器中。 ADC0809與單片機(jī)的接口電路 單片機(jī)選擇 單片機(jī)的簡介　 單片機(jī)就是在一塊半導(dǎo)體硅片上集成了微處理器（CPU），存儲器和各種輸入，輸出接口，這樣一塊集成電路芯片具有一臺計(jì)算機(jī)的屬性，因而被稱為單片機(jī)微型機(jī)算機(jī)，簡稱單片機(jī)。 。8051擴(kuò)展 EEPROM電路，ALE與74LS373鎖存器的G相連接，當(dāng)CPU對外部進(jìn)行存取時(shí)，用以鎖住地址的低位地址，即P0口輸出。4)EA/VPP 訪問和序存儲器控制信號 接高電平時(shí)： CPU讀取內(nèi)部程序存儲器（ROM） 。 存儲器MCS51單片機(jī)在物理結(jié)構(gòu)上有四個(gè)存儲空間：①片內(nèi)程序存儲器。對于內(nèi)部無ROM的8031單片機(jī)，它的程序存儲器必須外接，空間地址為64kB,此時(shí)單片機(jī)的端必須接地。它們是用于存放執(zhí)行的中間結(jié)果和過程數(shù)據(jù)的。復(fù)位是單片機(jī)的初始化操作。 MCS51單片機(jī)的上電自動復(fù)位電路②上電加按鍵手動復(fù)位 。 時(shí)鐘電路選擇MCS51單片機(jī)各功能部件的運(yùn)行都是以時(shí)鐘控制信號為基準(zhǔn)，有條不紊的一拍一拍地工作。 蜂鳴音報(bào)警接口電路的設(shè)計(jì)只需要購買市售的壓電式蜂鳴器，然后通過MCS51的一根口線經(jīng)三極管驅(qū)動蜂鳴器發(fā)聲。抖動時(shí)間的長短由按鍵開關(guān)的機(jī)械特性決定，一般為5～10ms，這種抖動對于人來說是感覺不到的，但對于單片機(jī)來說，則是完全可以感應(yīng)到的。軟件消抖是利用延時(shí)來跳過抖動過程，當(dāng)判斷有鍵按下后，先執(zhí)行一段大于10ms的延時(shí)程序后再去判斷按下的鍵位是哪一個(gè)，從而消除前沿抖動的影響。②矩陣式鍵盤與單片機(jī)的接口矩陣式鍵盤又叫行列式鍵盤。對于行列式鍵盤，按鍵的位置有行號和列號唯一確定，所以常常采用依次排列鍵號的方式對鍵盤進(jìn)行編碼。 8155的引腳圖8155引腳功能8155為40引腳雙列直插式封裝芯片。 ：讀選通信號,輸入,低電平有效。PB0～PB7：B口通用的輸入/輸出線。用0、1鍵作為水位最高限、最低限的設(shè)定功能鍵；3鍵作為水位值設(shè)定的增加和減小功能鍵。LED數(shù)碼管顯示器雖然顯示信息簡單，但它具有顯示清晰、亮度高、使用電壓低、壽命長、與單片機(jī)接口方便等特點(diǎn)，基本上能滿足單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的需要，所以在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中經(jīng)常用到。①LED驅(qū)動芯片ICM7218。MC14499芯片可以廣泛應(yīng)用于儀器、測試設(shè)備以及一些手持設(shè)備中，可以驅(qū)動各種輸出顯示。6） 20針SOG封裝。CLK: 時(shí)鐘輸入端,用作串行數(shù)據(jù)輸入的同步信號。一幀串行數(shù)據(jù)輸入之后, MC14499就自動開始動態(tài)掃描, MC14499設(shè)計(jì)的LED顯示器動態(tài)顯示接口電路實(shí)現(xiàn)動態(tài)顯示。反相器74LS06作為顯示器的位驅(qū)動, 8 個(gè)47Ω的電阻是LED 的限流電阻, ,使單片機(jī)8031輸出電平與MC14499輸入電平相兼容。它因性能穩(wěn)定、價(jià)格低廉而得到廣泛的應(yīng)用。 MAX705引腳圖MAX705的主要性能如下。②主程序MAIN：完成鍵盤掃描、溫度值采集及轉(zhuǎn)換、水位的顯示。最后就是軟件方面的設(shè)計(jì)，對于編程是非常復(fù)雜的，對于結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)的方法有順序結(jié)構(gòu)程序、分支結(jié)構(gòu)程序和循環(huán)結(jié)構(gòu)程序等。河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 附錄附錄A硬件電路原理接線圖硬件電路原理接線圖附錄BMC144999顯示程序MC14499XS: MOV ,0 ；將使能端清零，使能端低電平有效 MOV ,1 ；將時(shí)鐘信號置1 MOV 30H,8 ；將8位依次送入MC14499驅(qū)動芯片 MOV A,30HAA: ANL A,01H ；使第一位數(shù)碼管顯示 MOV ,A MOV 30H,A RR A DJNZ 20H,AA MOV ,1 MOV ,0 ACALL DELAY1 MOV ,0 ；將使能端清零，使能端低電平有效 MOV ,1 ；將時(shí)鐘信號置1 MOV 30H,8 ；將8位依次送入MC14499驅(qū)動芯片 MOV A,30HBB: ANL A,01H ；使第二位數(shù)碼管顯示 MOV ,A MOV 30H,A RR A DJNZ 20H,BB MOV ,1 MOV ,0 ACALL DELAY1 MOV ,0 ；將使能端清零，使能端低電平有效 MOV ,1 ；將時(shí)鐘信號置1 MOV 30H,8 ；將8位依次送入MC14499驅(qū)動芯片 MOV A,30HCC: ANL A,01H ；使第三位數(shù)碼管顯示 MOV ,A。在編程的時(shí)候還有一點(diǎn)就是要先畫出程序流程圖，這樣在編程的時(shí)候就會事半功倍。③鍵盤掃描程序KEYSCAN:完成鍵盤的掃描并根據(jù)確定的鍵盤值執(zhí)行相應(yīng)的功能，主要完成最高水位、低水位的設(shè)定。②準(zhǔn)確的電壓監(jiān)控功能。：W7805的主要參數(shù)參數(shù)名稱符號測試條件單位W7805（典型值）輸入電壓V10輸出電壓=500mAV5最小輸入電壓V7電壓調(diào)整率=500mA8V18VmV7電流調(diào)整率10 mV25輸出電壓溫度變化率=5mAmV/℃1輸出噪聲電壓10Hzf100kHzV40從表中參數(shù)可知，W7805輸入端和輸出端之間的電壓允許值為3～13V；輸出交流噪聲很小，溫度穩(wěn)定性好。 集成穩(wěn)壓器電路 集成穩(wěn)壓器電路簡介 W7800引腳圖，從外形上看，集成串聯(lián)型穩(wěn)壓電路有三個(gè)引腳，分別為輸入端、輸出端和公共端（或調(diào)整端），因而成為三端穩(wěn)壓器。 LED驅(qū)動芯片MC14499發(fā)現(xiàn)通常只需要4位的LED即可滿足大多數(shù)的顯示精度要求,為了減少所需的I/O數(shù)量,降低成本,采用動態(tài)顯示控制方式。為時(shí),允許接收串行數(shù)據(jù)輸入；為1時(shí),片內(nèi)移位寄存器將數(shù)據(jù)送入鎖存器中鎖存。2）工作溫度為0℃～+70℃。 MC14499芯片簡介①主要性能MC14499的主要性能如下。ICM7218A和ICM7218B何以接受串行數(shù)據(jù)，并且驅(qū)動LED進(jìn)行顯示。液晶顯示器具有體積小、重量輕、功耗極低、顯示內(nèi)容豐富等特點(diǎn)，在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中得到了日益廣泛的應(yīng)用。按一次進(jìn)入最高水位設(shè)定狀態(tài)，選擇最高限水位值后，再按一次確認(rèn)設(shè)定完成。PC0～PC5：C口的輸入/輸出或控制信號線。 TIMERIN：定時(shí)器輸入。 它與8031單片機(jī)的P0口直接相連。它是采用8155并行擴(kuò)展接口構(gòu)成的鍵盤顯示接口電路。例如44的行、列結(jié)構(gòu)可組成16個(gè)鍵的鍵盤，比一個(gè)鍵位用一根I/O接口線的獨(dú)立式鍵盤少了一般的I/O接口線。 鍵盤電路的分類鍵盤的結(jié)構(gòu)形式一般有兩種：獨(dú)立式鍵盤和矩陣式鍵盤。如果檢測到位高電平，說明沒有按下；如果檢測到為低電平，則說明該線路上的鍵位已按下。 控制電路電路圖 鍵盤顯示電路設(shè)計(jì) 鍵盤電路簡介單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，鍵盤掃描只是單片機(jī)的工作內(nèi)容之一。①內(nèi)部時(shí)鐘方式利用芯片內(nèi)部的振蕩器，然后再引腳XTAL1和XTAL2兩端跨接晶體振蕩器（簡稱晶振），就構(gòu)成了穩(wěn)定的自激振蕩器，發(fā)出的脈沖直接接送人內(nèi)部時(shí)鐘電路，外接晶振時(shí)，C1和C2的值通常選擇為30pf左右；C1和C2對頻率有微調(diào)作用，對外接電容的值雖然沒有嚴(yán)格要求，但電容的大小會影響振蕩器頻率的高低，振蕩器的穩(wěn)定性和起振的快速性，晶振的頻率越高，單片機(jī)的運(yùn)行速度也越快。其持續(xù)時(shí)間取決于RC電路的時(shí)間常數(shù)。因而，復(fù)位是一個(gè)很重要的操作方式。8051單片機(jī)片內(nèi)RAM共有256個(gè)單元(00HFFH),這256個(gè)單元共分為兩部分。對于內(nèi)部有ROM的8051等單片機(jī)，正常運(yùn)行時(shí)，則需接高電平，使CPU先從內(nèi)部的程序存儲中讀取程序，當(dāng)PC值超過內(nèi)部ROM的容量時(shí)，才會轉(zhuǎn)向外部的程序存儲器讀取程序。那么設(shè)計(jì)人員編寫的程序就存放在微處理器的程序存儲器中，俗稱只讀程序存儲器(ROM)。③片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器。 接低電平時(shí)：CPU讀取外部程序存儲器（ROM）。當(dāng)ALE是低電平時(shí)，P0口上的內(nèi)容和鎖存器輸出一致。 ～ P1口8位雙向口線（在引腳的1～8號端子）。MCS51系列單片機(jī)包括三個(gè)基本型8031，8051，8751。START上升沿將逐次逼近寄存器復(fù)位。 鎖存器74LS373的引腳其引腳的功能如下：D7～D0：8位數(shù)據(jù)輸入線Q7～Q0：8位數(shù)據(jù)輸出線G：數(shù)據(jù)輸入鎖存選通信號，高電平有效。 ②具有轉(zhuǎn)換起停控制端。OE:輸出允許控制端，高電平有效。ADC0809芯片有28條引腳，采用雙列直插式封裝。～。在自動低功耗模式下，該器件在轉(zhuǎn)換吞吐率為1kSPS時(shí)的功耗僅為27W，因此特別合適于應(yīng)用在便攜式儀表中及各種電池供電的設(shè)備中。%。，不需要借口邏輯電路。②逐次比較型ADC0804ADC0804為CMOS、8位、逐次比較型模數(shù)轉(zhuǎn)換器，具有類似于電阻網(wǎng)絡(luò)的差分電位梯形網(wǎng)。逐次比較型A/D轉(zhuǎn)換器次之，轉(zhuǎn)換速度較慢，一般在1