基于單片機(jī)的分段電容式液位測(cè)量的研究畢業(yè)設(shè)計(jì)論文-資料下載頁(yè)
2025-06-22 22:45本頁(yè)面
【正文】 GND ATmega16單片機(jī) 人機(jī)接口電路設(shè)計(jì)人機(jī)接口電路包括三部分：按鍵電路、LED指示燈電路和LCD顯示電路。LED運(yùn)行狀態(tài)分別采用了五個(gè)LED指示燈，分別指示系統(tǒng)電源、傳感器電源、系統(tǒng)運(yùn)行、系統(tǒng)出錯(cuò)報(bào)警和數(shù)據(jù)傳輸指示。采用四個(gè)按鍵實(shí)璣用戶(hù)輸入，當(dāng)按鍵按下時(shí)，對(duì)應(yīng)端口的信號(hào)呈低電平狀態(tài)，上拉電阻可以保證在沒(méi)有按下按鍵時(shí)，端口的信號(hào)呈高電平狀態(tài)。圖中的電容用于減輕和消除按鍵抖動(dòng)造成的不確定現(xiàn)象，消除了按鍵抖動(dòng)的影響。其中，LED數(shù)碼管顯示器如圖：10987612abcdefg4dp3abfcgdedp5GND LED數(shù)碼管LED動(dòng)態(tài)顯示電路： LED動(dòng)態(tài)顯示電路第五章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)在進(jìn)行軟件總體設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該采用結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)方法，即模塊化自頂向下的設(shè)計(jì)方法。根據(jù)需求分析的要求，明確所要解決的問(wèn)題，將一個(gè)總的問(wèn)題，明確為若干個(gè)部分，對(duì)每個(gè)部分給出軟件解決方案，模塊化設(shè)計(jì)有利于程序設(shè)計(jì)任務(wù)的劃分，各獨(dú)立模塊允許被任意調(diào)用，使得整個(gè)程序結(jié)構(gòu)清晰，組合靈活，維護(hù)調(diào)試方便。因?yàn)檎麄€(gè)系統(tǒng)采用了ATmegal6和ATmega8分別作為數(shù)據(jù)采集與處理模塊單片機(jī)和電容傳感器單片機(jī)，因此軟件設(shè)計(jì)分成了兩部分：ATmegal6單片機(jī)程序設(shè)計(jì)和ATmega8單片機(jī)程序設(shè)計(jì)。 ATmegal6單片機(jī)軟件總體設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)采集與處理模塊單片機(jī)ATmegal6完成了以下功能：①整個(gè)系統(tǒng)的初始化：包括單片機(jī)I／O端口的初始化，整個(gè)中斷系統(tǒng)的初始化，串行通信初始化，定時(shí)器初始化，看門(mén)狗初始化，LED系統(tǒng)運(yùn)行指示和LCD顯示初始化，EEPROM設(shè)定值讀取。②人機(jī)交互功能：包括LED系統(tǒng)運(yùn)行指示燈顯示系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，LCD顯示，用戶(hù)按鍵的讀取。③通過(guò)串行通信控制電容傳感器傳送本段電容測(cè)量值，從而獲取十段電容傳感器的測(cè)量值對(duì)測(cè)量值進(jìn)行處理，并計(jì)算出油氣界面位置和油水界面位置，計(jì)算油層厚度并通過(guò)LCD進(jìn)行顯示。通過(guò)按鍵操作能夠讀取十段電容傳感器測(cè)量值，并通過(guò)LCD進(jìn)行顯示，供用戶(hù)調(diào)試使用。④傳感器設(shè)置功能：通過(guò)按鍵操作能夠測(cè)量各段電容傳感器在空管、滿(mǎn)油和滿(mǎn)水狀態(tài)下的電容值，并將這些電容值存入EEPROM中，供每次系統(tǒng)重新運(yùn)行時(shí)讀取使用，該值將用于油氣界面位置和油水界面位置的計(jì)算。通過(guò)按鍵操作能夠設(shè)定判斷油氣界面和油水界面的閾值。⑤定時(shí)檢測(cè)各個(gè)電容傳感器的工作狀態(tài)，如出現(xiàn)錯(cuò)誤通過(guò)LED指示燈報(bào)警，并在LCD顯示出錯(cuò)電容傳感器為第幾段。⑥通過(guò)控制MAX485芯片，使用RS485總線(xiàn)進(jìn)行外部通信。 ATmega8單片機(jī)軟件總體設(shè)計(jì)電容傳感器單片機(jī)ATmega8具有以下功能：①整個(gè)系統(tǒng)的初始化：包括單片機(jī)I／O端口的初始化，整個(gè)中斷系統(tǒng)的初始化，串行通信初始化，定時(shí)器初始化，A／D模塊的仞始化，看門(mén)狗初始化。②對(duì)電容測(cè)量電路傳送的電壓信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，采用極值平均軟件濾波，對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行軟處理，提高系統(tǒng)的抗干擾能力。③通過(guò)串行通信接收ATmegal6單片機(jī)的控制信息，傳送本段電容傳感器的測(cè)量值。第六章 結(jié)束語(yǔ) 本傳感器的設(shè)計(jì)這期間經(jīng)歷了選題，需求分析，原理的設(shè)計(jì)和改進(jìn)，傳感器總體設(shè)計(jì)，硬件各模塊的設(shè)計(jì)，軟件的設(shè)計(jì)，傳感器的分析?？偨Y(jié)所有工作，可以得到如下幾點(diǎn)結(jié)論： (1)小電容量的檢測(cè)足本系統(tǒng)的核心問(wèn)題之一，改進(jìn)的直流充放電電容檢測(cè)方法是一種比較適合的方法。(2)小電容檢測(cè)的最重要的問(wèn)題，是如何最大限度減少線(xiàn)路電容和元件電容的干擾。通過(guò)改進(jìn)傳感器結(jié)構(gòu)，采用數(shù)字信號(hào)傳送，極大的減小了線(xiàn)路電容。通過(guò)改進(jìn)直流充放電測(cè)量電路，基本消除了元件電容的影響。(3)利用本文總結(jié)出的十分簡(jiǎn)單易行的界面計(jì)算方法，簡(jiǎn)化計(jì)算和判斷的過(guò)程，既節(jié)省了單片機(jī)的資源，又降低多次浮點(diǎn)數(shù)計(jì)算帶來(lái)的近似計(jì)算誤差，提高了測(cè)量精度。(4)傳感器設(shè)計(jì)利用高性能而廉價(jià)的元器件，既簡(jiǎn)化電路設(shè)計(jì)，又節(jié)省傳感器的成本。例如高速、高集成度的AVR系列單片機(jī)，使用方便的4路模擬開(kāi)關(guān)74HC4066。能夠滿(mǎn)足顯示要求，使用簡(jiǎn)單的1602LCD等等。 參考文獻(xiàn)[1]《國(guó)家海洋局》:海洋出版社,1998.[2]侯解民,孫玉清,:第五屆中國(guó)國(guó)際救撈論壇論文集,2008．[3]:中國(guó)科學(xué)環(huán)境出版社,1991．[4]齊永生,宋生奎,，32(4):14．[5],9(3):57．[6]楊萬(wàn)國(guó),30(1):3843．[7]任開(kāi)春,(5):1216．[8]:(碩士學(xué)位論文).,2006．[9]何奇,32(2):89．[10]:(碩士學(xué)位論文).大連:大連理工大學(xué)，2009．[11]／容積精確監(jiān)控系統(tǒng):(碩士學(xué)位論文).上海:上海海事人學(xué),2006．[12](碩士學(xué)位淪文).武漢:武漢理工大學(xué)，2007.[13]王毅,候解民,(5):5658．[14]:(碩士學(xué)位論文).吉林:吉林大學(xué),2006．[15]:(碩士學(xué)位論文).天津:天津工業(yè)大學(xué),2003．[16]駱宇鋒,高應(yīng)俊,劉志麟,，24(5):1924．[17]余成波,:高等教育出版社,2009．[18]:清華大學(xué)大學(xué)出版社,2009．致 謝本畢業(yè)設(shè)計(jì)論文是在我的指導(dǎo)老師姜老師的悉心指導(dǎo)下完成的。從開(kāi)始的畢業(yè)設(shè)計(jì)講課答疑，平時(shí)資料的搜集，一直到現(xiàn)在畢業(yè)論文的最終完成，老師在每一個(gè)階段都激勵(lì)著我們前進(jìn)。幾個(gè)月以來(lái)，老師在指導(dǎo)我們做畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)那種兢兢業(yè)業(yè)、孜孜不倦、無(wú)怨無(wú)悔的精神給我們留下了深刻的印象，使我們學(xué)到了很多書(shū)本上學(xué)不到的知識(shí)，使我們明白了很多書(shū)本上學(xué)不到的道理。在此謹(jǐn)向老師致以誠(chéng)摯的謝意和崇高的敬意。祝愿老師身體健康，工作順利！感謝在大學(xué)期間教過(guò)我的各科老師，是你們的悉心教導(dǎo)才有我學(xué)業(yè)的進(jìn)步和順利的畢業(yè)，感謝你們！感謝在一起愉快的度過(guò)大學(xué)生涯的的同學(xué)，感謝你們?cè)趯W(xué)習(xí)和生活上給予我的幫助！21
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