畢業(yè)論文-天然氣壓力監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計-文庫吧資料
2025-01-18 13:47本頁面
【正文】 、累加器 B、程序狀態(tài)字 PSW、 30H34H 單外部中斷 0 低電平 將累加器 A 、累加器 B、程序狀態(tài)字 PSW、 30H34H 單外部中斷 1 低電平 （ 2）中斷程序 流程圖（手動控制控制） 開始 初始化 啟動 ADC0809 采集數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)并儲存 在 LED 數(shù)碼管上顯示數(shù)據(jù) 判斷采集的數(shù)據(jù)是否大于設(shè)定的上限值或小于設(shè)計的下限值。在編譯方面，它也支持 IAR、 Keil 和 MPLAB 等多種編譯器 。 它 從原理圖布圖、代碼調(diào)試到單片機與外圍電路協(xié)同仿真，一鍵切換到 PCB 設(shè)計，真正實現(xiàn)了從概湖南鐵路科技職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 念到產(chǎn)品的完整設(shè)計。 它是目前最好的仿真單片機及外圍器件的工具。 MCS51 單片機軟件 Keil C51 開發(fā)過程為： ，選擇芯片，確定選項； C 源文件； ； ； ； ； 。下邊的為輸出窗口，源文件編譯之后的結(jié)果顯示在輸出窗口中 ，會出現(xiàn)通過或錯誤（包括錯誤類型及行號）的提示。左邊的工程窗口包含一個工程的目標(biāo)（ target）、組（ group）和項目文件。調(diào)試工具欄位于最后，主要包括一些仿真調(diào)試源程序的基本操作，如單步、復(fù)位、全速運行等。工具欄為一組快捷工具圖標(biāo)，主要包括基本文件工具欄、建造工具 欄和調(diào)試工具欄，基本文件工具欄包括新建、打開、拷貝、粘貼等基本操作。 程序的編譯器我們選擇 Keil C51 軟件 ,電路仿真我們選擇 Proteus 軟件進(jìn)行仿真電路的搭建。 本課題的程序打算分為數(shù)據(jù)采集與存儲、數(shù)據(jù)顯示、聲光報警與電機驅(qū)動、人工手動四個模塊進(jìn)行設(shè)計。當(dāng)存儲罐中的壓力低于設(shè)計的下限值時，步進(jìn)電機進(jìn)行正轉(zhuǎn)，控制閥門開大；當(dāng)存儲罐中的壓力高于設(shè)計的上限值時，步進(jìn)電機進(jìn)行反轉(zhuǎn)，控制閥門關(guān)小 ，使得存氣罐中的壓力處于正常壓力的范圍之內(nèi)。 聲光報警模塊 聲光報警電路采用 LM386 驅(qū)動的蜂鳴器與發(fā)光二極管，從某一 I/O 單調(diào)輸出一信號控制 LM386 驅(qū)動蜂鳴器和發(fā)光二極管進(jìn)行聲光報警，避免采用音樂報警以防止外界各種鈴聲信號的干擾，同時便于晚上能對報警地點進(jìn)行準(zhǔn)確快速的定位。 TIMER OUT：定時 /計數(shù)器輸出端。 PC0～ PC5：有 兩個作用，既可作為通用的 I/O 口，也可作為 PA 口和 PB 口的控制信號線，這些可通過程序控制。 PA0～ PA7： 8 位通用 I/O 口，其輸入、輸出的流向可由程序控制。 8155 內(nèi)部設(shè)有地址鎖存器，在 ALE 的下降沿將單片機 P0 口輸出的低 8 位地址信息及 ， IO/ 的狀態(tài)都鎖存到 8155 內(nèi)部鎖存器。當(dāng) IO/M ＝ 0 時，則選擇 8155 的片內(nèi) RAM， AD0～ AD7 上地址為 8155中 RAM 單元的地址（ 00H～ FFH）；當(dāng) IO/M ＝ 1 時，選擇 8155 的 I/O 口，AD0～ AD7 上的地址為 8155 I/O 口的地址。 CE：片選信號線，低電平有效。 RD：讀選通信號，控制對 8155 的讀操作，低電平有效。與單片機的低 8 位地址 /數(shù)據(jù)總線（ P0 口）相連。復(fù)位后， 3 個 I/O 口均為輸入方式。 數(shù)據(jù)顯示模塊 顯示屏采用四位一體 LED 數(shù)碼管，由于 8051 單片機的 I/O 接口有限，為了節(jié)約 I/O 口，我們采用 8155 芯片對單片機的 I/O 口進(jìn)行擴展，將 8051單片機的 P0 與 8155 的 AD 口做數(shù)據(jù)總線相連， 8155 的 A 口 做 LED 數(shù)碼管的段 選信號線， B 口做 LED 數(shù)碼管 的位選信號線。 CLK：時鐘信號輸入端（一般為 500KHz）。 （以上兩種信號用于啟動 A/D 轉(zhuǎn)換） . EOC：轉(zhuǎn)換結(jié)束信號輸出引腳，開始轉(zhuǎn)換時為低電平，當(dāng)轉(zhuǎn)換結(jié)束時為高電平。 START： A/D 轉(zhuǎn)換啟動信號輸入端。 REF（ +）：參考電壓正端。 VCC： +5V 工作電壓。 湖南鐵路科技職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） ADC0809 各腳功能如下： LSBMSB： 8 位數(shù)字量輸出引腳。 數(shù)據(jù)采集功能模塊 壓力傳感器采用擴散硅壓力傳感器，在信號的調(diào)理電路中用儀表放大器，共模干擾、零漂 、溫漂的抑制，保證采集數(shù)據(jù)的精度和可靠度。 除了實現(xiàn)所要求的控制功能外，還要進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，即將所采集到的數(shù) 據(jù)轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)（ BCD 碼）進(jìn)行顯示，符合人們所使用十進(jìn)制數(shù)的習(xí)慣 ，同時還要將壓力值參數(shù)換成二進(jìn)制數(shù)，便于 8051 單片機處理。 軟件方面，我們使用匯編語言對 8051單片機進(jìn)行程序設(shè)計， 用 Proteus搭建仿真系統(tǒng)，用 Keil C51 進(jìn)行程序匯編。當(dāng)前壓力值超過設(shè)定的上限值時，系統(tǒng)會進(jìn)行聲光報警，并 控制步進(jìn)電機轉(zhuǎn)動使天然氣儲氣罐進(jìn)氣管的閥口關(guān)小，從而達(dá)到自動調(diào)節(jié)儲氣罐中壓力的目的。 系統(tǒng)硬件電路原理框圖如下： 系統(tǒng)硬件電路原理框圖 本系統(tǒng)中， 通 過擴散硅壓力傳感器將壓力非電量轉(zhuǎn)換為微弱的電信號，通過信號放大電路，將微弱的電信號轉(zhuǎn)化為 A/D 能轉(zhuǎn)化的閾值 ，使輸 8051單片機 壓力傳感器 I/O 擴展芯片8155 AD 轉(zhuǎn)換電路 差動放大器 LED 顯示屏 聲光報警 步進(jìn)電機的驅(qū)動 人工控制 湖南鐵路科技職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 入的模擬信號的電壓為 05V，壓力傳感器的量程為 01000MPa。 2 天然氣壓力監(jiān)控系統(tǒng) 總體方案設(shè)計 此天然氣壓力監(jiān)控系統(tǒng)來來源于生產(chǎn)實際，設(shè)計要求既滿足用戶要求又使系統(tǒng)簡單、經(jīng)濟(jì)、穩(wěn)定、可靠。湖南鐵路科技職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 1 天然氣壓力監(jiān)控系統(tǒng)的概念設(shè)計 本課題設(shè)計的天然氣壓力監(jiān)控系統(tǒng)是通過調(diào)節(jié)天然氣壓力儲氣罐進(jìn)氣管道的流量使存氣罐中的壓力穩(wěn)定在 200Pa800Pa 之間，從而能使天然氣通過儲氣罐的出氣管穩(wěn)定的供給給用戶使用。 在壓力值大于上限值或者小于下線值時，系統(tǒng)能發(fā)出聲光報警并控制步進(jìn)電機轉(zhuǎn)動實現(xiàn)自動監(jiān)控，同時也有人性化的人工手動控制。 本課 題打算分四個模塊進(jìn)行解決：壓力數(shù)據(jù)采集與存儲模塊 、數(shù)據(jù)顯示模塊、 聲光報警與步進(jìn)電機驅(qū)動模塊、人工控制模塊。然后將模擬信號轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號傳送給 8051 單片機進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理；通過比較設(shè)定在 8051 單片機內(nèi)的上、下限壓力值參數(shù)，來決定是否應(yīng)啟動相 應(yīng)的報警與控制程序。整個過程中的壓力值變化會通過 LED 顯示屏顯示出來，便于記錄與生產(chǎn)管理。分為 壓力數(shù)據(jù)采集與存 儲模塊、數(shù)據(jù)顯示模塊、聲光報警與步進(jìn)電機驅(qū)動模塊、人工控制模塊、這四大模塊進(jìn)行編寫。 天然氣壓力監(jiān)控系統(tǒng)的硬件 電路 設(shè)計 根據(jù)總體方案設(shè)計，本監(jiān)控系統(tǒng)的硬件電路可劃為：數(shù)據(jù)采集功能模塊、數(shù) 據(jù) 顯示功能模塊、聲光報警模塊、步進(jìn)電機驅(qū)動模塊 以及電路圖五個部分。 模數(shù)轉(zhuǎn)換采用 ADC0809,將信號預(yù)處理電路傳送過來 的調(diào)理信號進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換才傳送至 8051 單片機中進(jìn)行各種處理。 IN0IN7： 8 位模擬量輸入引腳。 GND：地。 REF（ ）：參考電壓負(fù)端。 ALE：地址鎖存允許信號輸入端。 OE：輸出允許控制端，用以打開三態(tài)數(shù)據(jù)輸出鎖存器。 A、 B、 C：地址輸入線。 湖南鐵路科技職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 8155 各引腳功能說明如下： RST：復(fù)位信號輸入端，高電平有效。 AD0～ AD7：三態(tài)的地址 /數(shù)據(jù)總線。單片機與 8155 之間的地址、數(shù)據(jù)、命令與狀態(tài)信息都是通過這個總線口傳送的。 WR：寫選通信號，控制對 8155 的寫操作，低電平有效。 IO/M ： 8155 的 RAM 存儲器或 I/O 口選擇線。 ALE：地址鎖存信號。因此， P0 口輸出的低 8 位地址信號不需外接鎖存器。 PB0～ PB7： 8 位通用 I/O 口，功能同 A 口。 TIMER IN：定時 /計數(shù)器脈沖
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