水位报警器

目录

1引言 (1)

1.1课题的目的意义 (1)

1.2要解决的主要问题 (1)

2硬件设计 (2)

2.1总体设计方案 (2)

2.1.1设计方法 (3)

2.2硬件选择 (3)

2.2.1传感器的选择 (3)

2.2.2 A/D转换器的选择 (4)

2.2.3控制芯片的选择 (6)

2.2.4报警电路的设置 (6)

2.2.5控制电路的设计 (6)

2.2.6显示电路的设计 (7)

3软件设计 (8)

3.1程序模块 (8)

3.2程序流程图 (8)

3.3 A/D转换子程序 (8)

3.4报警子程序 (11)

3.5总程序 (12)

4实验与调试 (14)

5课程设计总结 (15)

5.1设计总结 (15)

5.2心得体会 (16)

5.3致谢 (17)

6参考书籍 (17)

1 引言

1.1 课题的目的意义

随着计算机技术和现代通信技术的迅速发展，水位报警计已经从普通型发展到智能化，而且水位报警计的功能日益趋向于完善。然而水位报警计的许多相关理论与技术仍在不断发展。本次课程设计就是针对锅炉水位报警计研究的一个课题。

因锅炉里的水在高温时汽化供暖，水和汽的损耗较大，要不断的补充水，使锅炉里的水位保持一定的高度，水位过低，锅炉就有爆炸的危险。为了随时了解储水设备内的水位，在储水设备上都装有水位计，水位计和储水设备构成一个连通器。通过安装在储水设备里面的传感器和设计好的电路通过报警和控制来调控储水设备里面的水位。

水位报警计是近年来开发的一项新技术，它是传感器、硬件、软件等几项技术紧密结合的产物，它的作用是观测和控制容器内的介质多少量，通过液面的高度来掌握体积的多少，从而达到防止超装和掌握存液数量的目的，可用于很多地方进行工业控制。本次设计主要针对水塔，水库等储水设备进行自动检测、自动报警等功能，其主要任务是保证储水设备的安全、稳定、经济的运行，减轻工作人员的劳动强度，由于我国水位报警操作水平落后，工作人员过多，但是现在水位报警计为水位控制开辟了广阔的前景。

本人的课程设计——水位报警计，具有如下的目的意义：

a)通过查阅资料可以了解当前行业前沿的水位报警计技术及产品发展

状况。

b)培养自己将所学的知识与现实相联系的能力。

c)水位报警计的作用是观测和控制容器内的介质多少量，通过液面的

高度来掌握体积的多少，从而达到防止超装和掌握存液数量的目的。

d)对水位报警计的研究，有利于满足人们日益增长的物质需求，通过

将科学技术应用到水位控制上，从而使得人们真正体会到科技的发

展给自己的现实生活所带来的方便与舒适。

1.2 要解决的主要问题

本课程设计主要解决传感器的选择、硬件电路的设计和软件程序的设计。其所能达到的技术指标有：

1）可以对水罐水位信息进行采集。

2）通过接口芯片控制，使水罐水位维持在正常的范围内。

3）具有键盘显示功能。

4）具有报警功能，当水位超过上限或下线时，能及时报警。

5）对水位进行控制的功能。

6）对整个电路有一个专门提供电源的基准电压回路。

7）对电源进行监控的电源监控器件。

2硬件设计

2.1 总体设计方案

设计数据采集系统时在硬件方面的工作主要是根据系统要求，合理选好个单元器件及互相连接，以及完成输入、输出的设计。而数据采集系统的软件设计是根据系统要实现的功能，经接口对各个部分进行控制；对模拟多路输入通道的选择以保证选择正确的通道；在正确的时刻取样和保持以使ADC能正确完成转换；对输入的数字信息进行运算处理以及显示、记录和传输，对信息格式可能还要做变换工作，这些基本上都是通过编程来实现。

基于上述的考虑本设计的整体思路如下:以8086cpu和8255a接口芯片为核心开始设计，选用合适的液位传感器对储水设备中的液位参数进行报警把检测到的模拟信号转换成电信号。本次设计采用的是变送器，它可以直接把液位信号转化成标准的电信号，而不需要放大、整形、滤波等。对该电信号通过模数转换把模拟信号转换成数字信号。模数转换器A/D与8255a相连，输入到8255a，由8255a 对其进行监测和控制。在控制电路的控制下，最后经过输出端口与显示电路相连通过所编的程序完成显示功能。

2.1.1 设计方法

硬件电路的设计，对传感器的选型，A/D转换器，接口芯片的选型。为显示的驱动电路、数码管的选型。

硬件设计大体可以分为4步：①用传感器将非电量信号转换成电量信号，而在设计中选用什么类型的传感器，从经济性，可靠性和准确性的方面考虑。②用

模/数转换器将模拟信号转换成数字信号，然后传送到8255a里。③是控制电路的设计，即对水位报警系统的控制。④显示、监控电路的设计。

硬件设计框图，如图1所示：

图1：硬件系统的设计框图

2.2 硬件选择

2.2.1 传感器的选择

传感器是一种能将与待报警的能量形式，转化成另一种可供处理查询的能量形式的装置。信号处理电路用于处理信息，而输出器件是一种利用已处理过的信号的装置、显示或动作。传感器不但对被测信号敏感，而且具有把它对被测变量的响应送出去的功能。也就是说，传感器不是一般的敏感元件，它的输出响应还必须易于传送的物理量。

首先要了解本次对于水位测量报警主要是位于水利方面的应用，例如水库，水塔等储水设备。所以选择浮力式液位计，价格较低，简单易于操作，可用来远传和调节。适合用上述所说的设备上面。

在本次设计中，准备选用液位传感器为JBY系列L形普通投入式液位变送器。作为此次设计所使用的传感器。

投入式静压式液位变送器是基于所测液体静压与该液体的高度成比例的原理，采用外国先进的隔离型扩散硅敏感元件，利用压阻效应，将静压转换为电信号，再经过温度补偿和线性修正，转化成标准电信号。JBY系列L形普通投入式