畢業(yè)設(shè)計(jì)：天然氣壓力監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)-文庫(kù)吧資料
2025-01-19 04:09本頁(yè)面
【正文】 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(shí)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(shí)還要將壓力值參數(shù)換成二進(jìn)制數(shù)，便于 8051 單片機(jī)處理。 軟件方面，我們使用匯編語(yǔ)言對(duì) 8051單片機(jī)進(jìn)行程序設(shè)計(jì)， 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(guò)設(shè)定的上限值時(shí)，系統(tǒng)會(huì)進(jìn)行聲光報(bào)警，并 控制步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)使天然氣儲(chǔ)氣罐進(jìn)氣管的閥口關(guān)小，從而達(dá)到自動(dòng)調(diào)節(jié)儲(chǔ)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(guò)擴(kuò)散硅壓力傳感器將壓力非電量轉(zhuǎn)換為微弱的電信號(hào)，通過(guò)信號(hào)放大電路，將微弱的電信號(hào)轉(zhuǎn)化為 A/D 能轉(zhuǎn)化的閾值 ，使輸 8051單片機(jī) 壓力傳感器 I/O 擴(kuò)展芯片8155 AD 轉(zhuǎn)換電路 差動(dòng)放大器 LED 顯示屏 聲光報(bào)警 步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng) 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(jì)（論文） 入的模擬信號(hào)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(jì) 此天然氣壓力監(jiān)控系統(tǒng)來(lái)來(lái)源于生產(chǎn)實(shí)際，設(shè)計(jì)要求既滿足用戶要求又使系統(tǒng)簡(jiǎn)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(jì)（論文） 1 天然氣壓力監(jiān)控系統(tǒng)的概念設(shè)計(jì) 本課題設(shè)計(jì)的天然氣壓力監(jiān)控系統(tǒng)是通過(guò)調(diào)節(jié)天然氣壓力儲(chǔ)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(guò)儲(chǔ)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(shí)，系統(tǒng)能發(fā)出聲光報(bào)警并控制步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)監(jiān)控，同時(shí)也有人性化的人工手動(dòng)控制。 本課 題打算分四個(gè)模塊進(jìn)行解決：壓力數(shù)據(jù)采集與存儲(chǔ)模塊 、數(shù)據(jù)顯示模塊、 聲光報(bào)警與步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、人工控制模塊。然后將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號(hào)傳送給 8051 單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理；通過(guò)比較設(shè)定在 8051 單片機(jī)內(nèi)的上、下限壓力值參數(shù)，來(lái)決定是否應(yīng)啟動(dòng)相 應(yīng)的報(bào)警與控制程序。整個(gè)過(guò)程中的壓力值變化會(huì)通過(guò) LED 顯示屏顯示出來(lái)，便于記錄與生產(chǎn)管理。分為 壓力數(shù)據(jù)采集與存 儲(chǔ)模塊、數(shù)據(jù)顯示模塊、聲光報(bào)警與步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、人工控制模塊、這四大模塊進(jìn)行編寫(xiě)。 天然氣壓力監(jiān)控系統(tǒng)的硬件 電路 設(shè)計(jì) 根據(jù)總體方案設(shè)計(jì)，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(bào)警模塊、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊 以及電路圖五個(gè)部分。 模數(shù)轉(zhuǎn)換采用 ADC0809,將信號(hào)預(yù)處理電路傳送過(guò)來(lái) 的調(diào)理信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換才傳送至 8051 單片機(jī)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(hào)輸入端。 OE：輸出允許控制端，用以打開(kāi)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(jì)（論文） 8155 各引腳功能說(shuō)明如下： RST：復(fù)位信號(hào)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(jī)與 8155 之間的地址、數(shù)據(jù)、命令與狀態(tài)信息都是通過(guò)這個(gè)總線口傳送的。 WR：寫(xiě)選通信號(hào)，控制對(duì) 8155 的寫(xiě)操作，低電平有效。 IO/M ： 8155 的 RAM 存儲(chǔ)器或 I/O 口選擇線。 ALE：地址鎖存信號(hào)。因此， P0 口輸出的低 8 位地址信號(hào)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(shí) /計(jì)數(shù)器脈沖輸入端。 湖南鐵路科技職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） VCC：＋ 5V 電源。 步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)模塊 此處步進(jìn)電機(jī)采用三 相六拍的驅(qū)動(dòng)方式，步進(jìn)電機(jī)的主要功能是根據(jù)存儲(chǔ)罐中的壓力狀況，來(lái)進(jìn)行正反轉(zhuǎn)的控制。 電路圖 湖南鐵路科技職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 天然氣壓力監(jiān)控系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) 軟件設(shè)計(jì)是測(cè)控系統(tǒng)的主要內(nèi)容和重點(diǎn)，設(shè)計(jì)人員不僅要能夠從事硬件設(shè)計(jì)，同時(shí)還必須掌握測(cè)控軟建的設(shè)計(jì)，通常，軟件設(shè)計(jì)是先畫(huà)出軟件的流程圖，然 后根據(jù)流程圖用匯編語(yǔ)言或者高級(jí)語(yǔ)言進(jìn)行編程。在程序的編寫(xiě)中我們應(yīng)該按照這設(shè)計(jì)的四大模塊 由上至下的進(jìn)行編寫(xiě)，一一實(shí)現(xiàn)控制的要求。 Keil C51 的介紹 Keil C51 集成開(kāi)發(fā)環(huán)境主要由菜單欄、工具欄、源文件編輯窗口、工湖南鐵路科技職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 程窗口和輸出窗口五部分組成。建造工具欄主要包括文件編譯、目標(biāo)文件編譯連接、所有目標(biāo)文件編譯連接、目標(biāo)選項(xiàng)和一個(gè)目標(biāo)選擇窗口。在工具欄下面，默認(rèn)有三個(gè)窗口。右邊為源文件編輯窗口，編輯窗口實(shí)質(zhì)上就是一個(gè)文件編輯器，我們可以在這里對(duì)源文件進(jìn)行編
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