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檢測系統(tǒng)綜合課程設計--液位測控系統(tǒng)的設計(編輯修改稿)

2025-06-25 13:34 本頁面
 

【文章內容簡介】 鍵盤設計 鍵盤有兩種最基本的組成形式:獨立式鍵盤和矩陣式鍵盤。矩陣式鍵盤的工作過程要比獨立式鍵盤復雜得多,適用的場合也比較廣。由于本次課程設計不需要復雜的按鍵設置,故在設計中我采用的是獨立式鍵盤。如下圖所示: 圖 鍵盤設計 16 如圖所示,設計中采用四個按鍵來控制液位。它們分別與單片機 AT89C51 的 、 、 口連接。因為是實時液位顯示,“設置”可以用來設置 時間,“ +”、“ — ”用來調節(jié)時間,一旦時間調整完畢按下“確認”即可。它不僅可以顯示當前液位高度,還可以查看歷史水位,只需調節(jié)時間即可。 時鐘信號設計 由于要涉及到實時顯示,所以需要設計一個時鐘信號輸出模塊用以顯示。其電路圖如下所示: 圖 時鐘信號圖 DS1302 是美國 DALLAS 公司推出的一種高性能、低功耗的實時時鐘芯片,附加 31字節(jié)靜態(tài) RAM,采用 SPI 三線接口與 CPU 進行同步通信,并可采用突發(fā)方式一次傳送多個字節(jié)的時鐘信號和 RAM 數(shù)據(jù)。實時時鐘可提供秒、分、時、日、 星期、月和年,一個月小與 31 天可以自動調整,具有閏年補償功能。在本次設計中時鐘信號用來顯示具體時間,以方便查詢歷史數(shù)據(jù)和記錄實時數(shù)據(jù)。 ( 1)確定算法或算法思想。算法是指解決問題的方法和步驟。 ( 2)根據(jù)算法畫出程序流程圖。有了流程圖后可以從圖上檢驗算法的正確性,減少出錯的可能,同時也可以是編程時思路更加清晰。本次設計的程序框圖如下: 17 否 是 圖 程序流程圖 ( 3)根據(jù)流程圖編寫程序。這是本次設計的最重要的一步。首先要進行定義,程序開始后得進行初始化,編寫主程序以及子程序,知道程序結束。 ( 4)上機調試運行程序。在本次設計中所用的是 keil 軟件進行程序調試的。通過 keil編譯通過后會生成一個 hex 文件,將該文件寫進單片機 AT89C51 中就可進行仿真了。但是通過編譯的程序并不能說明它是 正確的,只能說它沒有語法錯誤,之余是否能達到預期效果,還得通過進一步的實驗才能完成。 在本次課程設計中,我采用的是 Keil 軟件仿真,具體介紹如下: 開 始 LCD 初始化 清 屏 ADC0808 初始化 液位采集 LCD 顯示 液位 最大值 電機保持 返回 電機啟動 液位采集顯示18 ( 1) 建立一個新工程。 ( 2) 然后選擇要保存的路徑,輸入工程名字,比如保存到桌面新建文件夾里,工程名字為 text,然后保存。 ( 3) 選擇所用的單片機 AT89C51。 ( 4) 單擊文件菜單,在下拉菜單中單擊“新建”選項。其中文件的擴展名應該為“ .c”,然后再保存。 ( 5) 在編輯菜單界面,單擊“ Target1”前面的“ +”號,然后在“ Source Group1”單擊右鍵即可。 ( 6) 寫入源程序,單擊“ P 工程”菜單,再在下拉菜單中單擊“ B 構造目標”,開始編譯源程序,構造目標。 ( 7) 編譯成功后,開始對程序進行調試。 ( 8) 單擊“ P 工程”菜單,在下拉菜單中單擊“目標 Target1 屬性”,對所需屬性進行相應的修改后即可對程序進行編譯。 任何系統(tǒng)都存在誤差,所謂的“真值”只是一個理想值,在實際中并不存在,我們只能無限的接近它,而并不能達到。因此,對一個測控系統(tǒng)而言,精度是一個主要指標。在本次課程設計中,影響液位測控 系統(tǒng)的精度的因素除了干擾和噪聲外,最重要的因素就是相應電子器件的處理位數(shù)精度的不足,如 ADC0808 的分辨率只有 8 位。一下則是本次液位測控系統(tǒng)的各種誤差來源的分析和相應的解決方法: ( 1) 被測 液體的密度產生的誤差:因為系統(tǒng)中高度的控制是和所測量液體的密度具有一定的比例關系的,當液體的密度不均勻時或者出現(xiàn)誤差時,通過標度變換后誤差就會直接影響到液位的高度上,所以測量時應該對所測液體的密度進行多次的實驗驗證。 ( 2)傳感器誤差:在本次課程設計中我選用的傳感器是 FYC— 3 型浮子式液位傳感器。它的測量精度 有限,為 %? 量程 ? 1cm。這樣就不可避免的會產生誤差。要克服或者減少誤差,就得選用精度更高的傳感器,如在本次實驗中由于水箱不是很高,量程也不需要太大,所以可以選擇量程小的,這樣就在一定程度上提高了精度。 ( 3)工業(yè)現(xiàn)場的電場和磁場的干擾:因為本次液位測控系統(tǒng)是應用到工業(yè)當中去的,所以工業(yè)當中存在電場和磁場的會對系統(tǒng)產生一定的干擾(如交變磁場會產生感應電動勢),為了抑制器兩種干擾都系統(tǒng)的影響,可以采用 如下的方法:屏蔽或去除干擾源,采19 用屏蔽電纜技術,采用光電隔離耦合器隔離技術等。 ( 4) A/D 轉化器和單片機位數(shù)產生的誤差:當傳感器信號經過放大處理后進入到 AD轉換器時,因為本次采用 8 位的 AD 轉換器,它的分辨率為 1/ 82 。所以其轉換精度會對系統(tǒng)產生一定的影響,同時單片機在處理數(shù)據(jù)時,在標度變換中進行計算時因為對數(shù)據(jù)進行了取整,約去了余數(shù)部分,所以也會對系統(tǒng)帶來一定的誤差。 這次為期四周的課程設計終于要落下帷幕了。在這說長不長,說短不短的四周時間里 ,我學到了很多! 這次課程設計是監(jiān)測系統(tǒng)綜合課程設計,在沒有做以前,覺得這個課程設計只是對四年來所學的知識做一個單純總結 ,但是通過這次做課程設計我發(fā)現(xiàn)自己的看法有點太片面。通過 這次 監(jiān)測系統(tǒng)綜合課程設計 使我明白了自己原來知識還比較欠缺。自己要學習的東西還太多,以前老是覺得自己什么東西都會,什么東西都懂,有點眼高手低。通過這次課程 設計,我才明白學習是一個長期積累的過程,在以后的工作、生活中都應該不斷的學習,努力提高自己知識和綜合素質。 在設計過程中,我通過查閱大量有關資料,與同學交流經驗和自學,并向老師請教等方 式,使自己學到了不少知識,也經歷了不少艱辛,但收獲同樣巨大。在整個設計中我懂得了許多東西,也培養(yǎng)了我獨立工作的能力,樹立了對自己工作能力的信心,相信會對今后的學習工作生活有非常重要的影響。而且大大提高了動手的能力,使我充分體會到了在創(chuàng)造過程中探索的艱難和成功時的喜悅。 也許 這個 課程 設計做的也不太好,但是在設計過程中所學到的東西是這次 課程 設計 中 最大 的 收獲和財富,使我終身受益。 在此要感謝 黎水平老師 對我 的悉心 指導, 黎老師在我選擇設計方案時給我指明了方向。有了方向,以后的路就好走多了。同時 也使我們的同學關系更進一步 得到了提升, 同學之間互相幫助,有什么不懂的大家在一起商量,聽聽不同的看法 ,這樣使我們對一些知識點的理解更透徹, 所以在這里 也要 感謝幫助我的同學。 總之, 在這次課程設計中遇到了很多困難,同時也克服了很多困難,在解決困難的過程中我們享受了很多、學到了很多。通過這次課程設計我對“紙上得來終覺淺,絕知此事要躬行。這句古訓體會更深了。 實踐出真知! 20 【 1】汪德彪 .CS51 單片機原理及接口技術 .北京:電子工業(yè)出版社, 【 2】趙燕 .傳感器原理及其應用 .北京:北京大學出版社, 2020 年 2 月 【 3】 康華光 .模擬電子技術基礎 .北京:高等教育出版社, 2020 年 4 月 【 4】何橋 .單片機原理及應用 .北京:中國鐵道出版社, 2020 年 【 5】何小艇 .電子系統(tǒng)設計(第三版) .浙江:浙江大學出版社, 2020 年 8 月 【 6】張朝輝 .檢測技術及應用 .北京:中國計量出版社, 2020 年 10 月 【 7】李朝青 .單片機原理與接口技術 .北京:北京航空航天大學出版社, 1999 年 【 8】李剛 .林凌 .現(xiàn)代測控電路 .北京:高等教育出版社, 2020 年 1 月 【 9】譚浩強 .C 語言程序設計 .北京:清華大學出版社, 2020 年 7 月 【 10】 楊龍麟 .電子 測量技術 .北京:人民郵電出版社 2020 年 7 月 【 11】張國雄 .測控電路 .北京:機械工業(yè)出版社 .2020 年 【 12】陳守仁 .自動檢測技術及儀表 .北京:機械工業(yè)出版社 .1998. 21 附錄 1 液位測控系統(tǒng)完整程序 /* 文件 DS1302 的一些命 令定義 */ ifndef _DS1302_H define _DS1302_H define uchar unsigned char /* register address */ define DS1302_sec_add 0x80 //秒寄存器地址 define DS1302_min_add 0x82 //分寄存器地址 define DS1302_hr_add 0x84 //時寄存器地址 define DS1302_date_add 0x86 //日寄存器地址 define DS1302_month_add 0x88 //月寄存器地址 define DS1302_day_add 0x8A //星期寄存器地址 define DS1302_year_add 0x8C //年寄存器地址 define DS1302_control_add 0x8E //控制寄存器地址 define DS1302_charger_add 0x90 //涓細充電管理寄存器地址 define DS1302_clkburst_add 0xBE //時鐘突發(fā)模式寄存器地址 /* 函數(shù)聲明 */ void delay_DS1302(uchar)。 //延時函數(shù) void DS1302_write_data(uchar ,uchar)。 //寫一個字節(jié)到 DS1302 uchar DS1302_read_data(uchar)。 //從 DS1302 讀一個字節(jié) void DS1302_write_time(void)。 //寫入當前時間到 DS1302 void DS1302_read_time(void)。 //從 DS1302 讀取當前時間 22 void DS1302_initial(void)。 //DS1302 初始化 void Time_to_Str(void)。 //實時時間轉換為液晶字符 endif include include define uchar unsigned char uchar Time_Buffer1[3]={12,00,00}。 //時、分、秒 uchar Time_Buffer2[3]。
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