【正文】 serial_init(void){SCON= 0x50。 // Mode 1: 8bit允許接收TMOD |= 0x20。 // 定時器1 Mode 2: 8Bit reloadPCON= 0x80。 // SMOD = 1TH1= 256 (uchar)(gCLK/)。TR1= 1。 // 定時器 1 啟動ES= 1。 // 串行中斷允許}數(shù)字式液位測量儀有一路壓力信號和一路溫度信號輸入，壓力信號是模擬量，由擴散硅壓力傳感器輸出，大小為0~100mV。壓力信號接到8051的AIN0和AIN1引腳上[23][36]。在初始化程序中，要對A/D轉(zhuǎn)換器進行設(shè)置。A/D設(shè)置部分的程序如下：// Setup ADCACLK=1；ADMUX=0x01； //AIN+=AIN0，AIN=AINIDECIMATION=1920； //抽取因子為1920ADCONO=0x3D； //，緩沖器開，PGA=32ADOCN2=DECIMATIONamp。0x07； //抽取因子的低字節(jié)ADCON3=(DECIMATION8)amp。0x07； //抽取因子的高字節(jié)ADOCN1=0x01； //雙極性，自動穩(wěn)定模式，偏移增益自校準Delay（10）； //延時，等自校準完成ODAC=0x0E1； //偏移DAC輸出設(shè)定為30mVSSCON=0x00； //求和寄存器清0SSCON=0x0C9； //4個ADC采樣值求和，然后除以4AIE=0x0C0； //允許秒定時器中斷，允許求和寄存器中斷DS18B20的命令是靠嚴格的通信協(xié)議來支撐的[37][38][39][40]。為保證數(shù)據(jù)可靠地傳送，同一時刻單總線上只能有一個控制信號或數(shù)據(jù)。進行數(shù)據(jù)通信時一定要符合單總線協(xié)議。主機對某一測控對象操作時，一般有以下四個過程：（1）初始化信號；（2）發(fā)ROM命令；（3）發(fā)RAM命令；（4）進行數(shù)據(jù)交換。主機對DS18B20發(fā)送任何命令前，必須先對其進行初始化，只有當DS18B20應(yīng)答準備好以后，主機才可以發(fā)操作命令。每片DS18B20含有一個唯一的64位ROM編碼。所以多片DS18B20能夠連接在同一條數(shù)據(jù)線上而不會造成混亂。這為溫度的多點測量帶來了極大的方便。溫度傳感器的轉(zhuǎn)換結(jié)果以16位二進制補碼的形式存放在存儲器中，DS18B20的溫度轉(zhuǎn)換位數(shù)可以選擇9~12位。本次設(shè)計采用的是12位，因為數(shù)字液位傳感器內(nèi)只用了一個DS18B20，因此不用讀取它的ROM編碼。，每當定時時間到時就執(zhí)行一次。因為DS18B20溫度轉(zhuǎn)換速度較慢，因此在程序中是先讀的是上一次啟動得到的溫度值，再發(fā)的啟動轉(zhuǎn)換命令。串行通訊中可能遇到電磁干擾、信號衰減等問題，使數(shù)據(jù)發(fā)生錯誤，DS18B20在設(shè)計時己經(jīng)為用戶提供了用于檢驗與糾錯的循環(huán)冗余校驗碼（CRC），然而要用DS18B20中數(shù)據(jù)循環(huán)冗余校驗碼進行檢驗比較麻煩，因此沒有采用這種方法。因為溫度是緩變量，所以如果兩次采樣的結(jié)果相差較大，則可認為讀數(shù)可能發(fā)生了錯誤，那么就重新再采集數(shù)據(jù)。DS18B20的測量數(shù)據(jù)可能有一定的偏差，因此設(shè)了溫度偏置和溫度增益2個參數(shù)，最后輸出溫度等于測量溫度乘溫度增益，再加上溫度偏置。 DS18B20操作程序框圖數(shù)據(jù)處理程序完成壓力傳感器的溫度補償計算和壓力一液位轉(zhuǎn)換計算等。計算公式較多，而且為了達到要求的精度，采用了單精度浮點運算。這樣計算會比較耗時，但本次設(shè)計的這種數(shù)字液位傳感器對時間的要求不高，因此在速度上還是能滿足要求。 數(shù)據(jù)處理流程圖計算~和壓力值時都是用的多項式計算。多項式一般為以下形式將上式按降冪排列得 =設(shè)：則： ，k=1，2，…n這樣，多項式公式中的乘方計算就轉(zhuǎn)為了乘法的遞推計算，這樣大大降低了計算時間。~和壓力值的計算按第三章所述的步驟進行，壓力到液位的轉(zhuǎn)換按公式進行計算。液體的密度與液體的種類和液體所處溫度有關(guān)，因為液體的溫度可能是不均勻的，液體上層的溫度和下層的溫度可能相差較大，投入式變送器一般都放置在液體的底部，因此它所處的溫度并不能代表整個液體的平均溫度，而且在常溫附近液體密度的變化很小，因此只設(shè)了一個密度的參數(shù)，由使用者輸入一個合適的液體密度值。g也是一個參數(shù)，是當?shù)氐闹亓铀俣?，也由使用者輸入。其它補償計算是指在將測得的壓力轉(zhuǎn)換為液位后，再進行的偏置與增益補償，一般采用一次運算，即計算公式為。如果不需要，將a設(shè)為1，b設(shè)為0即可。6 數(shù)字式液位測量儀的仿真由于條件有限，因此進行了比較簡單的仿真。當液位低于50或高于200時，顯示就會一閃一閃的。 數(shù)字式液位測量儀的仿真圖 數(shù)字式液位測量儀的仿真圖仿真結(jié)果的誤差分析在仿真過程中發(fā)現(xiàn)了不少問題，主要問題歸納如下：（1）程序過多，輸入起來很費時間。尤其是在運行時出現(xiàn)了很多的錯誤所以編寫程序時需小心。（2）電路連接過于復(fù)雜，在電路連接時很容易造成連接錯誤或連接交叉。（3）顯示結(jié)果不穩(wěn)定，有時不能完全顯示正確，所以系統(tǒng)穩(wěn)定性還需要進一步加強。（4）因為PROTUES的學(xué)習(xí)時間較短，在實用的時候并不是很熟練，因此在繪圖及編程時會出現(xiàn)錯誤，使預(yù)定的任務(wù)不能準確完成。總結(jié)本設(shè)計的液位測量儀不僅消除了液體密度變化帶來的測量誤差,而且也能直接顯示液位高度的厘米數(shù)。但是本設(shè)計的雙差壓法測量液位的方案只適用于容器中的液體是均勻液體的情況,即容器中液體密度必須處處相同才行,這個條件一般都是能滿足的。本設(shè)計的液位測量儀也適用于測量敞口容器內(nèi)的液位。測量敞口容器內(nèi)的液位時,(即)即可。本設(shè)計基本符合了擴散硅敏感電阻的滿量程信號輸出在80~100mV左右，敏感膜片硅材料的本身固有頻率高，一般在50kHz，可抗擊1500V/AC電壓的沖擊。%FS/70℃（0~70℃），精度可達（%~%）FS。參考文獻：[1][M].北京航空航天大學(xué)出版社，2004年，1~8.[2]徐俊臣，[J].，( 20)，1：74~77.[3]Brignel and White. Intelligent Sensor Systems[M]. UK：IOP(Institute of Physics)Publishing Inc，1994.[4]朱欣華，姚天忠，[M].，1~9.[5]杜如彬，[M].原子能出版社，1987年，1~3.[6]任開春，[J].，12~16.[7][M].石油大學(xué)出版社，1997年，47~54.[8]劉迎春，[M].，48~60.[9]孫以材，劉玉嶺，、制造與應(yīng)用[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2000年，44~54.[10][J].黑龍江電子技術(shù)，1991年第1期，12~16.[11]尹永觀，葛軍，[J].儀表技術(shù)與傳感器，1991年第2期，13~16.[12][J].計量與測試技術(shù)，1997，13~16.[13]戎華，李俊峰，[J].儀器儀表學(xué)報，2000年2月，70~72.[14]唐偉，[J].儀表技術(shù)與傳感器，1995年第6期，5~8.[15]張春曉，劉沁，[J].傳感器技術(shù)，2001年第5期，5~7.[16][J].自動化儀表，1997，18(2)，36~39.[17][J].自動化與儀表，1992年第2期，3~6.[18][M].高等教育出版社，2002年，110~165.[19]徐金梧，[J].北京科技大學(xué)學(xué)報，1994年2月.[20] Device Data Book[M]. 2003.[21]孫傳友,[M].北京：高等教育出版社，2006.[22]孫傳友,[M].北京：科學(xué)出版社，2004.[23][M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2002.[24]Borecki, analysis of plumplinetype liquid level measurement system[M].Conference RecordIEEE Instrumentation,v 2,2001,p 1406~1411.[25]Jiao, analysis of floattype liquid level sensor with fiber Bragg grating[M].Proceedings of the Second International Symposium on Instrumentation Science and Technology,2002,p 4/015~4/018.[26]Kostamovaara, for the measurement of liquid level heights[M]. Proceedings of SPIEThe International Society for Optical Engineering,v 1230,1990,p 297~300.[27]羅翼，[M].北京：中國電力出版社,～8.[28]李廣第，朱月秀，[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社，~35.[29]陳汝全,劉運國,(整機設(shè)計、多機通信、實用技術(shù)) [M].北京：電子工業(yè)出版社，~46.[30][M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社,2003.[31][M].北京：機械工業(yè)出版社,~43.[32][M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社，1990.[33][M].北京：航空航天大學(xué)出版社，1992.[34](第四版) [M].北京：高等教育出版社，1999.[35](4版) [M].北京：高等教育出版社，1999.[36]電子工程手冊編委會,[M].北京：電子工業(yè)出版社，1992.[37][M].北京：北京理工大學(xué)出版社，1998.[38][M].南京：東北大學(xué)出版社，1999.[39]賈伯年. 傳感器技術(shù)[M].南京：東北大學(xué)出版社，1999.[40][M].成都：電子科技大學(xué)出版社，1999.附 錄致 謝本設(shè)計是在指導(dǎo)老師邱雄邇老師的精心指導(dǎo)下完成的，邱老師在理論分析和工作經(jīng)驗方面給了我諸多指導(dǎo)性的建議，他淵博的知識、全新的理念、豐富的經(jīng)驗和對學(xué)科發(fā)展的深邃見解，不但使我順利完成了畢業(yè)設(shè)計，而且對我今后走向工作崗位有很大的影響。在此我向邱老師表示我最誠摯的感謝！同時對四年來在學(xué)習(xí)上關(guān)心、支持和幫助我的老師們，謹此一并感謝！各位老師嚴謹?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，踏踏實實做人的品質(zhì)，以及良師益友的風范給我留下了深刻的印象，使我終身受益！最后還要感謝我的那些同學(xué)，要不是他們的熱心幫助，我的畢業(yè)設(shè)計不可能這么順利完成。謝謝！ 設(shè)計者 ：王海波 2009年5