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基于單片機(jī)的液位控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)畢業(yè)論文-資料下載頁(yè)

2025-06-30 18:10本頁(yè)面

【導(dǎo)讀】師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。盡我所知,除文中特別加。而使用過(guò)的材料。均已在文中作了明確的說(shuō)明并表示了謝意。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外,本論文。不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫(xiě)的成果作品。究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體,均已在文中以明確方式標(biāo)明。全意識(shí)到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。同意學(xué)校保留并向國(guó)家有關(guān)部門(mén)或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版,允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)大學(xué)可以將本學(xué)位。印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。:理工類(lèi)設(shè)計(jì)(論文)正文字?jǐn)?shù)不少于1萬(wàn)字,文科類(lèi)論文正文字?jǐn)?shù)不少于萬(wàn)字。合國(guó)家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。圖表整潔,布局合理,文字注釋必須使用工程字書(shū)寫(xiě),不準(zhǔn)用徒

  

【正文】 他信號(hào)(電壓),模擬輸送可由電位元件的引入達(dá)成訪問(wèn)目的。 大連海洋大學(xué)本科畢業(yè)論文(設(shè)計(jì)) 第三章 硬件電路設(shè)計(jì) 20 依據(jù)上述分析,電路圖 11 如下: V c c20C L K R19D B 018D B 117D B 216D B 315D B 414D B 612D B 513D B 711CS1RD2WR3C L K I N4I N T R5V i n( + )6V i n( )7A G N D8V r e f9D G N D10A D C 0 804U9A D C 0 804R410kR61kR71kV C CR510kC4150pFA D _W RA D _R DV C CAD0AD1AD2AD3AD4AD5AD6AD712J P 2JPR810kV C CS2S W S P D T 圖 11 A/D 轉(zhuǎn)換電路 通訊電路設(shè)計(jì) MAX485電路制定相對(duì)便捷,其中引腳數(shù)八個(gè) 。 圖 12 MAX485 引腳圖 單片機(jī)上的 P 三號(hào)端零口 (RXD)與一號(hào) (RO)管腳相接,四號(hào)管腳與單片機(jī) P3 二號(hào)口( TXD)相接。半雙工模式通信 MAX485,不能發(fā)送并在 同一時(shí)間接收數(shù)據(jù),只有利用二號(hào)( /RE)管腳與三號(hào)( DE)管腳電位的高低來(lái)調(diào)控發(fā)送與接收的狀態(tài)。 減少有限輸入 /出口空間的浪費(fèi),二號(hào) ( RE)管腳與三號(hào) ( DE) 管腳相接,當(dāng)?shù)碗娢煌度耄?MAX485 時(shí)刻能夠接收信息 。當(dāng)輸送電位為高情況下,它能夠?qū)?shù)值狀態(tài)進(jìn)行輸送。二號(hào)與三號(hào)管腳鏈接的限定網(wǎng)絡(luò)標(biāo)記記做 E,微控制器 P1 端的訪問(wèn)用做信號(hào)的接收轉(zhuǎn)換與發(fā)送。 六號(hào)( A)與七號(hào)( B)管腳用于發(fā)送和接收差動(dòng)信號(hào)端子,通常這兩個(gè)管腳間需要加匹配 120Ω的電阻用作匹配 。 大連海洋大學(xué)本科畢業(yè)論文(設(shè)計(jì)) 第三章 硬件電路設(shè)計(jì) 21 圖 13 串 行通信電路圖 外圍電路設(shè)計(jì) 采用單片機(jī)的輸入 /出端的驅(qū)動(dòng)電流強(qiáng)度低不符合繼電器當(dāng)前的參數(shù),因此添加驅(qū)動(dòng)吸和的三極管繼電器(圖 14) 。 圖 14 繼電器電路圖(部分) 預(yù)防因電力尖峰和高頻信號(hào)線造成的耦合,電源和芯片頂部或入口的底部噪聲連接了訪問(wèn)去耦容器,提高穩(wěn)定程度。 大連海洋大學(xué)本科畢業(yè)論文(設(shè)計(jì)) 第三章 硬件電路設(shè)計(jì) 22 圖 15 電源工作信號(hào)燈電路圖 圖 16 時(shí)間單元電路 該模塊在無(wú)主電路供電( VCC2)時(shí),可用一號(hào)管腳( VCC1) 座備用供電源使用,這兩個(gè)供電源其中較大端為實(shí)時(shí)供電方。二號(hào)管腳( X1)與三號(hào)管腳 ( X2)為振蕩端口;串行時(shí)鐘輸入信號(hào)端為 SCLK。 大連海洋大學(xué)本科畢業(yè)論文(設(shè)計(jì)) 第四章 軟件設(shè)計(jì) 23 第四章 軟件設(shè)計(jì) 系統(tǒng)軟件 系統(tǒng)調(diào)控的目的是完成對(duì)待控液體的液位值調(diào)節(jié),首先初始化主機(jī)對(duì)調(diào)控系統(tǒng)的液位各項(xiàng) 初值進(jìn)行設(shè)定,測(cè)量液位中系統(tǒng)檢測(cè)是否有按鍵,無(wú)按鍵時(shí)檢測(cè)液位值并顯示、轉(zhuǎn)換、對(duì)比、存儲(chǔ)等,對(duì)應(yīng)相應(yīng)數(shù)值電機(jī)會(huì)有對(duì)應(yīng)的工作方式進(jìn)而達(dá)到液位調(diào)控目的,如圖 17。 圖 17 主程序流程圖 開(kāi)始 初 始化 CPU 參數(shù)設(shè)定 是否按鍵 采樣 顯示液位 數(shù)據(jù)處理子程序 電機(jī)工作 按鍵 是 否 大連海洋大學(xué)本科畢業(yè)論文(設(shè)計(jì)) 第四章 軟件設(shè)計(jì) 24 基于 8051的微控制器共一百一十一條系統(tǒng)命令基本操作。低可讀性匯編語(yǔ)言又是指令程序讀取的一大劣勢(shì),應(yīng)用程序的需要常時(shí)間進(jìn)行開(kāi)發(fā)并且其難度系數(shù)大,其缺陷是移植能力弱。 C語(yǔ)言它保留了高級(jí)語(yǔ)言的許多功能 , C編寫(xiě)目標(biāo)系統(tǒng)程序,將大幅削減研發(fā)時(shí)間,提高程序的可讀,有利于程序改動(dòng)與擴(kuò)填。 系統(tǒng)運(yùn)作前需要對(duì)本機(jī)初始化,具體的數(shù)值情況如下表。 表 2 數(shù)值初始化表 各模塊的軟件設(shè)計(jì) 在系統(tǒng)調(diào)控過(guò)程顯示的數(shù)據(jù)為 BCD壓縮碼,這就需要對(duì)其輸送的數(shù)值進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換,下表為相關(guān)數(shù)值。 名稱(chēng) 代號(hào) 管腳 初值 運(yùn)作意義 初始化端口 AD RD 1 轉(zhuǎn)換(模 /數(shù))元件獲取數(shù)值(初始狀態(tài)禁止讀 ?。? AD WR 0 轉(zhuǎn)換(模 /數(shù))元件獲取數(shù)值(初始狀態(tài)不運(yùn)作) E 0 通 訊獲取與發(fā)送( 初始 狀態(tài)獲取) DIS 0 顯示數(shù)據(jù)鎖存控制 ( 初始 狀態(tài) 保持 ) RELAY 1 繼電器 運(yùn)作( 初始狀態(tài)斷開(kāi) ) 初始化波特率元件 TMOD 0x22 定時(shí) /計(jì)數(shù)器 運(yùn)作 方式 第 二 類(lèi) SCON 0x40 串行 端八 位 UART運(yùn)作狀態(tài) TH1 0xf4 波特 值 4800bps TL1 0xf4 IE 0 定時(shí) 元件 中斷 不被允許 TR1 1 運(yùn)作 定時(shí)器 REN 1 串行 端獲取 數(shù)據(jù) 請(qǐng)求被通過(guò) 初始化 數(shù)值 X mark 0x7531 字節(jié) 指針 (數(shù)據(jù)存儲(chǔ)) NUM tab 0x0001 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)指針 Up LQ 0xCF 高極值(初始) Down LQ 0x10 低 極值( 初始 ) 大連海洋大學(xué)本科畢業(yè)論文(設(shè)計(jì)) 第四章 軟件設(shè)計(jì) 25 進(jìn)制方式 滿 量程 比率 (四位) 對(duì)應(yīng) 電壓幅值 ( V ref) (四位) 十六 二 高 低 高 低 F 1111 15/16 15/256 E 1110 14/16 14/256 D 1101 13/16 13/256 C 1100 12/16 12/256 B 1011 11/16 11/256 A 1010 10/16 10/256 9 1001 9/16 9/256 0 1000 8/16 8/256 7 0111 7/16 7/256 6 0110 6/16 6/256 5 0101 5/16 5/256 4 0100 4/16 4/256 3 0011 3/16 3/256 2 0010 2/16 2/256 1 0001 1/16 1/256 0 0000 0/16 0/256 表 3 A/D轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)關(guān)系表 該部分程序見(jiàn)附件 B1。 可變控制轉(zhuǎn)換元件(模 /數(shù))有兩種( ADWR和 ADRD) 。這部分轉(zhuǎn)換被分成以下幾個(gè)狀態(tài),頭一個(gè)狀態(tài)為 A/ D轉(zhuǎn)換開(kāi)始檢查出 ADWR復(fù)位由延遲至設(shè)置;另一狀態(tài)是劫獲數(shù)值的狀態(tài), P零端作為輸送特點(diǎn),經(jīng)由程序?qū)⒓拇嬖?( P零端)設(shè)置 0xFF,復(fù)位 ADRD,生產(chǎn)轉(zhuǎn)換(模 /數(shù))延遲之后的數(shù)據(jù),然后經(jīng)由 P零端, ADRD被恢復(fù)至高位,至此該部分終止。兩個(gè)狀態(tài)能夠添加適當(dāng)?shù)难舆t,用來(lái)達(dá)到一百納秒的 ADC0804轉(zhuǎn)換時(shí)間。 鎖存的靜態(tài)方式需要被展現(xiàn)的數(shù)值先運(yùn)作完成后才能鎖存,元器件采用 74LS273。 它的特點(diǎn)是一個(gè)下降沿鎖存輸入信號(hào) ALE到達(dá),所以第一控制管腳較高位置時(shí),延時(shí)多個(gè)周期(時(shí)鐘)期望穩(wěn)定信號(hào),運(yùn)作完成后由 P0端輸送該數(shù)值,也推遲預(yù)期對(duì)應(yīng)信號(hào)(時(shí)鐘周期)直至不再波動(dòng),控制管腳制定低電位,屏幕生產(chǎn)數(shù)據(jù)。 液位顯示簡(jiǎn)略程序見(jiàn)附件 B2。 較少按鈕在系統(tǒng)中被使用,使用單獨(dú)式的鍵盤(pán),這是由一個(gè)單一的電纜端口占用每個(gè)鍵。該方案通過(guò)方式查詢(xún)輸入 /出端讀取當(dāng)前鍵設(shè)置狀態(tài),相應(yīng)的端口變低,所以讀取 I / O端口的狀態(tài)為低電位,以確定是否被按下一個(gè)按鈕(圖 18)。 鍵盤(pán)程序入口 Key_value=P3amp。0x3c 大連海洋大學(xué)本科畢業(yè)論文(設(shè)計(jì)) 第四章 軟件設(shè)計(jì) 26 圖 18 鍵盤(pán)程序流程圖 獲取按鍵輸入主程序見(jiàn)附件 B3: 在該設(shè)計(jì)中運(yùn)用單片機(jī)來(lái)調(diào)控電機(jī)(圖 19),具體程序見(jiàn)附件 D4。 圖 19 液位檢測(cè)圖 為了使電腦主機(jī)與通訊設(shè)備之間構(gòu)建通信橋梁,該協(xié)議作為一個(gè)便捷的通信方式使用。 是否按鍵 調(diào)用延時(shí)程序 Key_value==P3amp。0x3c 調(diào)用相應(yīng)子程序 是 否 模 /數(shù)轉(zhuǎn)換 獲取液位值 開(kāi)始 實(shí)時(shí)液位≥極高液位值 則電機(jī)運(yùn)作 停止電機(jī) 指令 實(shí)時(shí)液位≤極低液位值 則電機(jī)停止 返回 運(yùn)作電機(jī) 指令 是 否 是 否 大連海洋大學(xué)本科畢業(yè)論文(設(shè)計(jì)) 第四章 軟件設(shè)計(jì) 27 當(dāng)通信模塊使用四千八比特每秒時(shí),沒(méi)有發(fā)生檢測(cè)是一個(gè)高頻率事件,該值低會(huì)降低輸送速度 。 八位有實(shí)際意義的數(shù)據(jù)位 。沒(méi)有奇偶位檢驗(yàn) 設(shè)置 。 停止位為一位。 控制通信協(xié)議表 4。 控制 命令(上位機(jī)) 指令意義 控制 命令(下位機(jī)) 響應(yīng)意義 0x00 申請(qǐng)測(cè)試 聯(lián)機(jī) 0xF0 測(cè)試聯(lián)機(jī)完成 0x01 讀取實(shí)時(shí)時(shí)間 0xF1 時(shí)間 獲取并輸送數(shù)值( 時(shí)間 為七字節(jié)) 0x02 制定調(diào)控模型初始 時(shí)間 0xF2 接收時(shí)間制定數(shù)值(七字節(jié)) 0x03 獲取實(shí)時(shí)液位 0xF3 運(yùn)行液位獲取并輸出數(shù)值(一字節(jié)) 0x04 數(shù)據(jù) 記錄讀取 0xF4 數(shù)據(jù)被記錄輸送對(duì)應(yīng)數(shù)值 0x05 獲取調(diào)控模型中上下液位極值數(shù)據(jù) 0xF5 液位限 值被獲取并輸出數(shù)值(兩字 節(jié)) 0x06 制定被控液位高低極值 0xF6 獲取并響應(yīng)制定值液位(兩字節(jié)) 0x07 獲取當(dāng)前液位值并明確 電機(jī)運(yùn)作情況 0xF7 獲取當(dāng)前數(shù)值并輸送器狀態(tài) 表 4 通信協(xié)議 圖 20 通信流程圖 本模塊的目的是調(diào)控函數(shù),分別為被發(fā)送功能函數(shù)與接收功能函數(shù)。調(diào)節(jié)變量( E)初值通過(guò)半雙工的方式進(jìn)行通訊,并最終得到輸出狀態(tài)或進(jìn)行復(fù)位功能的運(yùn)作。 開(kāi)始 判斷是否有 通信請(qǐng)求 通信響應(yīng)處理 返回 請(qǐng)求信息 是 否 滿足條件 1 滿足條件 n 響應(yīng)處理 1 響應(yīng)處理 n ? ? 大連海洋大學(xué)本科畢業(yè)論文(設(shè)計(jì)) 第四章 軟件設(shè)計(jì) 28 發(fā)送時(shí)將 E設(shè)置 為一,從而使數(shù)據(jù)傳送狀態(tài)系統(tǒng) 。數(shù)據(jù)輸送到通信串行緩沖區(qū)( SBUF)中等到傳輸完畢, E被清除并恢復(fù)到獲取主機(jī)信息的狀態(tài) 。 DS1302根據(jù)內(nèi)部寄存器的應(yīng)用功能不同被劃分成兩大類(lèi),分別為內(nèi)存 RAM(內(nèi)部)型與時(shí)間控制型。 時(shí)鐘在十二小時(shí)振蕩器運(yùn)作(第七位值為 0);振蕩器不運(yùn)作時(shí)為二十四小時(shí)(第七位值為 1)。 寄存器數(shù)據(jù)在模式為下午( AP值為 1)情況下能被載入,此時(shí) WP值為零;上午( AP值為0)情況下不能被載入,此時(shí) WP值為一。 選 DS(值為 01)用單個(gè)二極管使 涓流充電 ,此時(shí) TCS為 1010;選 DS(值為 10)用兩個(gè)二極管禁止涓流充電,此時(shí) TCS為其他值。當(dāng) TCS值為 1010時(shí), DS值為 00或 11時(shí)充電被停止。 充電時(shí)電阻選擇情況與 RS的數(shù)值有關(guān)。 RS位 電阻代號(hào) 參考值 00 無(wú) 無(wú) 01 1 兩千歐 10 2 四千歐 11 3 八千歐 表 5 RS位與阻值大連海洋大學(xué)本科畢業(yè)論文(設(shè)計(jì)) 總結(jié) 29 總結(jié) 液位控制系統(tǒng)在現(xiàn)代生活、工業(yè)、醫(yī)療以及軍事上都有著廣泛的應(yīng)用,例如工業(yè)中冷凝器中冷凝水液位的調(diào)節(jié)、鍋爐中水位的調(diào)節(jié)、醫(yī)療中液氧的灌輸以及生活中熱水器自動(dòng)進(jìn)關(guān)水等。 傳統(tǒng)的液位控制系統(tǒng)會(huì)損耗大量的人力,尤其是在工廠中最為明顯,同時(shí)傳統(tǒng)的液位控制也存在著隱在的危險(xiǎn),尤其是在夜間值班人員的疏忽導(dǎo)致對(duì)液位儀表數(shù)值的獲取不夠及時(shí)或不夠準(zhǔn)確等都會(huì)造成不必要的損失。
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