【正文】 ...............4 3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)之下位機(jī)部分 .........................................................................................................6 ．液面測(cè)量模塊 :............................................................................................................6 ..............................................................................................................12 串口數(shù)據(jù)發(fā)送模塊 .....................................................................................................14 顯示模塊 .....................................................................................................................16 4 系統(tǒng)設(shè)計(jì)之上位機(jī)部分 .......................................................................................................18 PC 端軟件 ....................................................................................................................18 ARM 嵌入式設(shè)備端軟件 ............................................................................................21 5 系統(tǒng)調(diào)試 ...............................................................................................................................23 調(diào)試計(jì)劃 .....................................................................................................................23 程序運(yùn)行中的錯(cuò)誤 .....................................................................................................23 調(diào)試結(jié)果 .....................................................................................................................23 6 總結(jié)分析 ...............................................................................................................................28 附錄 ...........................................................................................................................................31 長(zhǎng)治學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 1 1 系統(tǒng)概述 題目分析 選題意義 隨著科技的發(fā)展，特別是計(jì)算機(jī)技術(shù)的廣泛應(yīng)用和迅猛發(fā)展，由傳統(tǒng)的人工測(cè)量開始逐步向計(jì)算機(jī)智能監(jiān)測(cè)方向發(fā)展。 功能分析 根據(jù)對(duì)儲(chǔ)油罐液位監(jiān)測(cè)及計(jì)量管理任務(wù)的深入分析，系統(tǒng)應(yīng)實(shí)現(xiàn)以下幾大功能： 長(zhǎng)治學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 2 1. 系統(tǒng)參數(shù)的設(shè)定與修改 儲(chǔ)油罐區(qū)參數(shù)設(shè)定和修改：儲(chǔ)油罐數(shù)量、標(biāo)號(hào)設(shè)定、通訊參數(shù)設(shè)置，儲(chǔ)油罐分區(qū)管理定義等。 方案二：使用 keil 軟件，用 C 語言為單片機(jī)編寫程序。具體實(shí)現(xiàn)方法在下文中分模塊詳細(xì)介紹。 8 位 A/D 轉(zhuǎn)換器的數(shù)值取值空間是 0 ~ 255，也就是說它只 能將一個(gè)模擬量分割成256 份，這個(gè)量化數(shù)值對(duì)于高達(dá)幾十米的大型儲(chǔ)油罐無法做到精確的統(tǒng)計(jì)，這就需要提升 A/D 轉(zhuǎn)換器的精確度，比如用 16 位的轉(zhuǎn)換器，但原理都是一致的。C 總線上接入 8 個(gè) PCF8591 器件，而無需額外的硬件。 D2 是自動(dòng)增益位，有效值是 1。 如圖 時(shí)鐘與數(shù)據(jù)變化規(guī)律 SCL線為高電平期間， SDA 線由高電平向低電平的變化 (下降沿 )表示起始信號(hào) ， SCL線為高電平期間， SDA 線由低電平向高電平的變化（上升沿）表示終止信號(hào)（如圖 ）。所有時(shí) 序都是將主機(jī)作為主設(shè)備，單總線器件作為從設(shè)備。 操作單片機(jī)發(fā)送串口 數(shù)據(jù)時(shí)，要利用定時(shí)器來設(shè)置波特率。= 0xf8。 整個(gè)圖形化界面的源代碼由以下文件組成見圖 。由于本人能力有限，暫時(shí)不能對(duì)該軟件做出太多的功能。 （ 2） 運(yùn)行時(shí)錯(cuò)誤。 uchar wd,wdshi,wdge。 COM_Out(0xfe)。 /* 以上 table 中的 10 個(gè)元素顯 示到數(shù)碼管上 時(shí)分別為 {0， 1， 2， 3， 4， 5， 6， 7， 8， 9} table[0]對(duì)應(yīng)數(shù)組中的第一個(gè)元素，顯示到數(shù) 碼管上是： 0 以此類推 table[9]對(duì)應(yīng)數(shù)組中 長(zhǎng)治學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 33 的第十個(gè)元素，顯示到數(shù)碼管上是： 10 */ void display (uchar d,uchar w) { duan = 0。 */ void display (unsigned char ,unsigned char )。 TH1 = 0xFd。 DQ = 1。 } /******************************************************************** * 名稱 : read_byte() ***********************************************************************/ uchar read_byte(void) { uchar i,m,receive_data。 } } /******************************************************************** * 名稱 : wendu() ***********************************************************************/ uchar wendu() { uchar temp。 unsigned char Reset(void)。 temp = temp amp。 } /******************************************************************** * 名稱 : write_bit() ***********************************************************************/ void write_bit(uchar bitval) { DQ=0。 i++) 。 } TI = 0。j++) for(x=0。//儲(chǔ)油罐編號(hào) 2 顯示模塊函數(shù)代碼 /*數(shù)碼管動(dòng)態(tài)掃描顯示函數(shù)，片選信號(hào)接 38 譯碼器，段選信號(hào)接鎖存器， */ include include define uchar unsigned char define uint unsigned int sbit duan = P3^7。 wdge = wd%10。 （ 5） 由于對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的掌握不夠牢固，在設(shè)計(jì)過程中走了不少彎路，做了不少無用功。有些錯(cuò)誤在編譯時(shí)即可發(fā)現(xiàn)排出，但還有一些錯(cuò)誤是在軟件運(yùn)行時(shí)由于用戶錯(cuò)誤的輸入等方面的原因而產(chǎn)生的。 readTimerstart(1000)。開發(fā)軟件是 ， Qt是一個(gè) 1991 年由奇趣科技開發(fā)的跨平臺(tái) C++圖形用戶界面應(yīng)用程序 開發(fā)框架， 20xx 年，奇趣科技被諾基亞公司收購， QT也因此成為 諾基亞 旗下的編程語言工具，我們熟知的塞班操作系統(tǒng)的圖形界面就是用 Qt寫的。 特別強(qiáng)調(diào)的是，在操作單片機(jī)給 三端賦值時(shí)，應(yīng)只給這三個(gè)端口賦值，盡量不要采用 “P2 = XXX”的形式。在本系統(tǒng)中采用的串口數(shù)據(jù)通信芯片是 MAX485。 圖 DS18B20 封裝 由于 DS18B20 采用的是 1－ Wire 總線協(xié)議方式，即在一根數(shù)據(jù)線實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的雙向傳輸，而對(duì) 51 單片機(jī)來說，跟 I2C 總線設(shè)備一樣，硬件上并不支持單總線協(xié)議，因此，我們必須采用軟件的方法來模擬單總線的協(xié)議時(shí)序來完成對(duì) DS18B20 芯片的訪問。 長(zhǎng)治學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 10 到此，我們就順利 的讀取到了想要的壓力值 ,但我們不免會(huì)有疑問：數(shù)據(jù)究竟是如何在總線上傳輸?shù)?？這個(gè)問題將在下一個(gè)小節(jié)： I2C 總線驅(qū)動(dòng)部分中介紹到。這時(shí)總線上的 I2C 設(shè)備會(huì)根據(jù)自己的地址來判斷主控器是否在 “呼叫 ”自己。 PCF8591 是一個(gè)單片集成、單獨(dú)供電、低功耗、 8bit CMOS 數(shù)據(jù)獲取器件。液體式壓力計(jì)又可以分為 U 型管壓力計(jì)、單管壓力計(jì)、傾斜微壓計(jì)和自動(dòng)液柱壓力計(jì)等，不管采用哪種壓力傳感器，在測(cè)量壓力時(shí)兩個(gè)傳感器必須要用相同規(guī)格的，這樣測(cè)量的的數(shù)據(jù)在計(jì)算時(shí)才有意義。所以我們選用 Qt 作為本系統(tǒng)的上位機(jī)開發(fā)軟件。 本設(shè)計(jì)最終選擇方案 1，因?yàn)樗鄬?duì)于方案 2 來說，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，結(jié)構(gòu)高度模塊化，低 功耗電路設(shè)計(jì)，全數(shù)字總線接口，通信協(xié)議開放，網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展能力強(qiáng)，抗干擾能力強(qiáng)，所利用的液位測(cè)量技術(shù)成熟，可靠性高。 （ 4）經(jīng)濟(jì)性。 長(zhǎng) 治 學(xué) 院 20xx 屆學(xué)士學(xué)位畢業(yè)論文 儲(chǔ)油罐實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 學(xué) 號(hào)： 08405433 姓 名： 張國(guó)雁 指導(dǎo)教師： 張 毅 專 業(yè)： 電子信息科學(xué)與技術(shù) 系 別： 電子信息與物理系 完成時(shí)間： 20xx年 5月 長(zhǎng)治學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 儲(chǔ)油罐實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 專業(yè)： 電子信息科學(xué)與技術(shù) 姓名： 張國(guó)雁 學(xué)號(hào)： 08405433 指導(dǎo)教師： 張毅 摘要 :我國(guó)石 油資源豐富 ,采油煉油企業(yè)眾多 ,儲(chǔ)油罐是儲(chǔ)存油品的重要設(shè)備 ,儲(chǔ)油罐液位的精確計(jì)量對(duì)生產(chǎn)廠庫存管理及經(jīng)濟(jì)運(yùn)行影響很大。系統(tǒng)的造價(jià)經(jīng)濟(jì)合理，性能價(jià)格比高。 2. 2 軟件方案 使用儲(chǔ)油罐計(jì)量監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)，能夠?qū)崟r(shí)采集和處理儲(chǔ)油罐中所儲(chǔ)油品的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，通過軟件顯示并打印油品的儲(chǔ)量、溫度及相關(guān)的各項(xiàng)數(shù)據(jù) ， 使管理人員了解各個(gè)油長(zhǎng)治學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 4 罐 的 情況。 長(zhǎng)治學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 6 3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)之下位機(jī)部分 液面測(cè)量模塊 液面測(cè)量模塊功能是測(cè)量液位的高度 ， 并計(jì)算出液位高度比。 無論是常壓儲(chǔ)油罐還是受壓儲(chǔ)油罐，底部是承壓最大的區(qū)域 ，監(jiān)測(cè)儲(chǔ)油罐的壓力值時(shí)，就應(yīng)該以底部作為監(jiān)測(cè)部位。 PCF8591具有 4 個(gè)模擬輸入、 1 個(gè)模擬輸出和 1 個(gè)串行 I178。若收到的地址和自己的地址和自己的地址相匹配，就要做好接收數(shù)據(jù)的準(zhǔn)備了。 (3) I2C 總線驅(qū)動(dòng)部分 I2C 總線設(shè)備是飛利浦公司推出的串行總線設(shè)備，它與傳統(tǒng)的并行總線設(shè)備相比較，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可維護(hù)性好，易于實(shí)現(xiàn)擴(kuò)展、易于模塊化標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，可靠性高等優(yōu)點(diǎn)。 DS18B20 是在一根 I/O 線上讀寫數(shù)據(jù)，因此，對(duì)讀寫的數(shù)據(jù)位有著嚴(yán)格的時(shí)序要求。 PC 機(jī)一般接收的 RS232 電平，不識(shí)別 RS485 的電平信號(hào)，所以在接收端需要將 RS485 電平轉(zhuǎn)換為 RS232 電平。這樣雖然可以改變這三個(gè)端口的值，達(dá)到操作38 譯碼器的效果，但同時(shí)也改變了 P2 口其他五個(gè)端口的值，這