水位遙測(cè)自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)-畢業(yè)論文正文-文庫(kù)吧資料
2025-06-28 15:17本頁(yè)面
【正文】 路工作，繼電器電路放水工作。 本章小節(jié)本章主要研究的是硬件電路的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，基于對(duì)水位傳感器的分析與設(shè)計(jì)，水位測(cè)量方面主要采用的是自制電容傳感器，從而實(shí)現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)，可操作的效果。電源芯片4264的輸入和輸出端并入電容以達(dá)到濾除電源紋波，提供一個(gè)干凈的5V電源。 其他電路由于各自的工作電壓不太一樣，在這里采用電平轉(zhuǎn)換芯片MAX3232以實(shí)現(xiàn)電平轉(zhuǎn)換。二極管U11，U12是為了吸收繼電器的剩余能量。 閥門控制電路雙路繼電器K1控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)閥門的關(guān)閉。 閥門控制電路設(shè)計(jì)閥門控制電路由繼電器、三極管和穩(wěn)壓二極管組成，運(yùn)用三極管的開(kāi)關(guān)特性控制繼電器的鏈接方向，從而控制閥門正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)。R5為三極管Q1基極的限流電阻。 報(bào)警電路的設(shè)計(jì)該報(bào)警系統(tǒng)主要是由蜂鳴器、三極管和雙色LED燈構(gòu)成。 SMS0501E3液晶顯示模塊的主要技術(shù)參數(shù) SMS0501E3液晶顯示模塊的主要技術(shù)參數(shù)項(xiàng)目參數(shù)項(xiàng)目參數(shù)顯示容量5 位數(shù)字+3 個(gè)小數(shù)點(diǎn)模塊工作電壓～背光源顏色藍(lán)色工作電流300uA()不含背光源工作電壓電流,20mA字高環(huán)境相對(duì)濕度85％視角6:00工作溫度20～+70℃顯示方式半透半反射式正顯示存儲(chǔ)溫度30～+80℃接口方式二線式串行接口 SMS0501E3 液晶顯示模塊的接口電路SMS0501E3 ，各管腳說(shuō)明如下：（1）VDD: 電源正極（2）DI: 串行數(shù)據(jù)輸入 （3）CLK: 串行移位脈沖輸入 （4）VSS: 電源負(fù)極 （5）VDD: 電源正極 （6）VDD: 電源正極 （7）BLK: 背光源負(fù)極 SMS0501E3 液晶顯示模塊的接口電路．4顯示電路 SMS0501E3 液晶顯示模塊電路通過(guò)三極管Q4能使單片機(jī)來(lái)控制液晶顯示模塊的背光的亮滅，更加節(jié)能，其中R17為三極管基極的限流電阻。為了提供更穩(wěn)定的電源，在電源端并聯(lián)一個(gè)儲(chǔ)能電容C18。 nRF905芯片管腳說(shuō)明管腳名稱管腳功能說(shuō)明1TRX_CE數(shù)字輸入使能芯片發(fā)射或接收2PWR_UP數(shù)字輸入芯片上電3uPCL K時(shí)鐘輸出由晶體震蕩器分頻的輸出時(shí)鐘4VDD電源電源+3V DC5VSS電源地0V6CD數(shù)字輸出載波檢測(cè)7AM數(shù)字輸出地址匹配8DR數(shù)字輸出接收或發(fā)射數(shù)據(jù)完成9VSS電源地0V10MISOSPI 接 口SPI 輸出11MOSISPI 接 口SPI 輸入12SCKSPI 時(shí)鐘SPI 時(shí)鐘13CSNSPI 使能SPI 使能14XC1模擬輸入晶體震蕩器1 腳/外部時(shí)鐘輸入腳15XC2模擬輸出晶體震蕩器2 腳16VSS電源地0V17VDD電源電源+3V DC18VSS電源地0V19VDD_PA電源輸出給nRF905 功率放大器提供的+1 .8V 電源20ANT1射頻輸出天線接口121ANT2射頻輸出天線接口222VSS電源地0V23IREF模擬輸入?yún)⒖茧娏?4VSS電源地0V25VDD電源電源+3V DC26VSS電源地0V27VSS電源地0V28VSS電源地0V29VSS電源地0V30VSS電源地0V31DVDD_1V2電源藕和的低壓正數(shù)字電源輸出32TX_EN數(shù)字輸入TX_EN= 1 TX 模式 TX_ EN= 0 RX 模式。電流消耗很低，在發(fā)射功率為10Bm時(shí)，發(fā)射電流為11mA。ShockBurst工作模式的特點(diǎn)是自動(dòng)產(chǎn)生前導(dǎo)碼和CRC。為了盡量的減小輸入干擾及其保護(hù)ICM7555，則在輸入端串接電容C23和C24。 水位測(cè)量電路原理圖通過(guò)三極管Q6來(lái)控制ICM7555的電源供給，使單片機(jī)能自由控制其頻率的輸出，更有利于對(duì)頻率的測(cè)量和系統(tǒng)的穩(wěn)定性控制。 水位測(cè)量電路的設(shè)計(jì)水位測(cè)量電路由簡(jiǎn)單的電容傳感器和ICM7555定時(shí)器構(gòu)成。PB1 ,PB2分別連接雙路繼電器來(lái)控制閥門的正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)。PF0連接555定時(shí)器的輸出信號(hào)。 水位遙測(cè)單片機(jī)接口電路設(shè)計(jì)。 MC9S08AW60 引腳圖MC9S08AW60單片機(jī)具有8位 HCS08中央處理單元（CPU），40 MHz的HCS08的CPU（中央處理單元），20MHz的內(nèi)部總線頻率。本設(shè)計(jì)所使用的MC9S08AW60為44引腳的低輪廓四方扁平封裝（LQFP）。 單片機(jī)的概述本設(shè)計(jì)利用的是MC9S08AW60單片機(jī)，它是一個(gè)低成本、高性能 8 位微處理器單元（MCUs）HCS08 家族中的成員。其中MC9S08AW60為核心控制器件，水位測(cè)量運(yùn)用電容傳感器及555頻率計(jì)算器組成，無(wú)線傳輸運(yùn)用NRF905模塊，數(shù)碼管為顯示器件，繼電器為控制器件[10]。方案2的nRF905模塊更方便應(yīng)用于本次設(shè)計(jì)，因此本設(shè)計(jì)無(wú)線傳輸方案選擇方案2。NRF905無(wú)線收發(fā)器用戶無(wú)需另外組網(wǎng)，為客戶節(jié)省了昂貴的建網(wǎng)費(fèi)用和維護(hù)費(fèi)用。方案2：無(wú)線收發(fā)器nRF905NRF905無(wú)線收發(fā)器工作在433/868/915MHZ的ISM頻段，由一個(gè)完全集成的頻率調(diào)制器，一個(gè)帶解調(diào)器的接收器，一個(gè)功率放大器，一個(gè)晶體震蕩器和一個(gè)調(diào)節(jié)器組成，可以通過(guò)一種無(wú)線通信的方式實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程終端監(jiān)控和報(bào)警的功能[9]。采用GSM模塊與單片機(jī)構(gòu)成的系統(tǒng)通過(guò)單片機(jī)的并行I／0口可以很方便的實(shí)現(xiàn)水位的顯示功能。其內(nèi)置的德國(guó)西門子公司GSM模塊TC35使得模塊操作簡(jiǎn)單，無(wú)須學(xué)習(xí)復(fù)雜的GSM模塊AT指令集。（2）一階滯后濾波法 ：一般取a=0~1。方案2與方案1比較：一般工農(nóng)業(yè)上進(jìn)行水位測(cè)試的裝置多采用方案1的壓力傳感器，然而對(duì)于本次的設(shè)計(jì)，方案2的電容傳感器相比之下更經(jīng)濟(jì)，可操作性更強(qiáng)，更能達(dá)到現(xiàn)場(chǎng)模擬的目的，因此傳感器采用方案2。C=Q/U 平行板電容器的電容：理論和實(shí)驗(yàn)表明，平行板電容器的電容C跟介電常數(shù)ε成正比，跟正對(duì)面積成反比，跟極板間的距離d成反比。水位的變化直接影響導(dǎo)線間的介質(zhì)多少變化，從而引起電容值的變化。水質(zhì)對(duì)采集精度的影響：投入壓力傳感器是通過(guò)測(cè)量水的靜壓力來(lái)間接的測(cè)量水位，其基準(zhǔn)是以凈水壓力來(lái)核算的，
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