毕业设计160水位检测仪系统

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毕业设计160水位检测仪系统

毕业设计160水位检测仪系统

毕业设计160水位检测仪系统水位检测仪系统的设计是一个比较常见的毕业设计任务。

在这个项目中,我们需要设计一个能够准确测量水位的仪器,并通过传感器将水位数据传输到计算机上进行处理和显示。

本文将介绍我们设计的水位检测仪系统的详细信息。

首先,我们需要选择合适的传感器来测量水位。

根据我们的需求,我们选择了超声波传感器。

超声波传感器是一种能够通过发送和接收超声波来测量距离的装置。

当超声波探测器向水面发送超声波时,它会测量超声波返回的时间,并根据声速计算出距离,从而得到水位的高度。

接下来,我们需要将传感器与计算机连接起来。

为了实现这一点,我们选择了微控制器作为传感器和计算机之间的中间件。

我们选用了Arduino开发板作为微控制器。

通过将传感器与Arduino开发板连接,我们可以获取到传感器测量到的水位数据,并将其传输到计算机上以供进一步处理。

为了实现数据传输,我们使用了USB连接线将Arduino开发板与计算机连接。

同时,我们还使用了Arduino开发环境来编写代码,以便实时获取水位数据并将其传输到计算机上。

在计算机端,我们编写了一个简单的软件来接收和处理水位数据。

该软件可以实时显示水位的变化,并根据水位的高低来触发警报或其他控制操作。

我们使用了Python编程语言和PySerial库来与Arduino开发板进行通信以及绘制实时数据曲线。

在设计过程中,我们还考虑了一些额外的功能,例如数据记录和报表生成。

我们在软件中添加了文件保存和导出数据的功能,以便用户可以随时查看和分析以往的水位数据。

为了验证我们设计的系统的准确性和可靠性,我们进行了一系列的测试。

我们通过对不同水位下的测量,验证了传感器的准确度和稳定性。

我们还与其他水位检测仪进行比较,验证了我们设计的系统的可靠性和实用性。

在本次毕业设计中,我们成功设计并实现了一个水位检测仪系统。

通过选择合适的传感器、微控制器和软件,我们能够准确地测量水位,并实时将数据传输到计算机上进行处理和显示。

单片机毕业设计—水文站的水位自动监测系统设计(论文+外文翻译+电路图+程序)

单片机毕业设计—水文站的水位自动监测系统设计(论文+外文翻译+电路图+程序)

水文站的水位自动监测系统设计摘要本文是为了实现对大坝水位进行多点水位采集,然后通过远距离传输,并且有数据显示和越限报警功能,单片机作为下位机,负责大坝现场各水位点的选通和采集,作为上位机的PC机,则负责大坝水位的集中显示和管理记录,而PC机与单片机之间的通讯方式主要采用RS-485总线技术。

本文阐述了通过超声波液位传感器等对大坝水位进行自动监测系统,主要由硬件部分和软件部分组成。

硬件部分主要是传感器主要是超声波传感器,数据采集部分采用多路开关方式进行,利用超声波传感器进行模拟数据采集,为了满足生产中多通道的要求,设计了8个模拟数据采集通道。

传感器将非电量信号变为电信号,经放大器放大后送入8位串行模数转换器TLC0838,数据处理部分采用AT89S52单片机为核心控制器件,当AT89S52单片机接到控制软件发出的通道采集指令,采集的信号通过串行接口送入单片机,由显示芯片HD7279八驱动LED数码管进行现场显示,再通过RS-485通信总线上传至上位机,由上位机进行显示。

软件部分主要采用汇编语言编程进行了数据采集处理、数据显示、报警等程序的设计。

针对电磁干扰对系统的干扰,本文提出了去藕电容的配置等三点抗干扰措施,以增加系统的稳定性。

关键词:超声波传感器;AT89S52单片机;数据采集通信;上位机Design of Automatic Monitoring System of the Water Levelin Hydrological StationAbstractThe paper mainly describes the method of the ultrasonic liquid level through the dam of water level sensors for automatic monitoring system, which is consist of the hardware part and software part. In this paper, uses the host who and the monolithic integrated circuit is composed by PC machine from the type many machine networking system, the monolithic integrated circuit took the lower position machine, is responsible for the dam scene various gauging stations the selection and gathering, in the achievement position machine PC machine, then is responsible for the dam water level the centralism demonstrate and manage the record, but PC machine and between the monolithic integrated circuit communication way mainly use the RS-485 main line technology.Here uses the sensor mainly is the ultrasonic sensor, the data-acquisition works in frame of multi-channel switch. Carries on analog data gathering using the ultrasonic sensor, It designs eight analog-data acquisition system .The sensor changes the non-electronic signals into electronic signals and sends them to eight TLC0838 tandem modu1us transfers after being amplified. Data-acquisition takes AT89S52 single chip microcomputer as the key controller element, when the AT89S52 receives the channel acquisition order from the controlling software, the collected signals will be sent to the single chip microcomputer through tandem interface, and will be shown alive as the showing chips HD7279A drives the LED, and sent to the PC through RS-485 the main communication wire, also it will be shown.It designs much program like data-acquisition treatment, data-display and data-communication Etc, using complied languages. As to the interference from the electromagnetism to the system, the thesis proposes three measures to resist the interference like capacitance dispose, to steady the system.Key word: Ultrasonic sensor; Single Chip Microcomputer of AT89S52; Data-acquisition and communication System; PC目录第一章绪论 (1)1.1国内外的发展概况 (1)1.2目的和意义 (1)1.3主要内容 (2)第二章数据采集的硬件设计 (3)2.1单片机数据采集系统 (3)2.1.1基本组成 (3)2.1.2采集方式 (3)2.1.3硬件组成 (4)第三章硬件电路设计 (5)3.1水位传感器的选择 (5)3.1.1浮子式水位传感器 (5)3.1.2压力式水位传感器 (5)3.1.3气泡式水位传感器 (6)3.1.4超声波水位传感器 (6)3.2传感器检测电路 (8)3.2.1超声波发射电路 (9)3.2.2超声波接收电路 (10)3.3 A/D转换电路设计 (10)3.3.1 A/D转换器工作过程 (10)3.3.2 A/D转换单元电路设计 (11)3.4单片机最小系统 (13)3.5 LED显示电路 (14)3.6 报警电路 (16)3.7串行通信电路设计 (16)3.7.1 RS-485通信总线 (17)3.7.2串行通信电路设计 (18)3.8 电源电路设计 (19)第四章软件设计 (20)4.1数据处理程序设计 (20)4.2数据采集处理................................................................... 错误!未定义书签。

水位监测报警系统的设计

水位监测报警系统的设计

水位监测报警系统的设计概述:设计目标:1.准确度高:能够准确测量水位的变化并实时反馈数据。

2.稳定性好:对环境变化和外部干扰具有一定的抗干扰能力,以保证系统稳定运行。

3.实时性强:及时监测水位变化并在必要时发出警报。

4.简单易用:用户友好的界面和操作方式,方便日常运维。

硬件设计:1.传感器选择:选择一种高精度的水位传感器,例如压力传感器或超声波传感器。

2.控制核心选择:采用嵌入式控制器作为控制核心,具有较强的处理能力和数据处理能力。

3.数据存储:选择合适的存储设备,如SD卡或闪存芯片,用于存储水位数据。

4.通信模块:增加无线通信模块,使系统能够与远程服务器进行数据交换。

5.电源管理:使用稳定可靠的电源模块,保证系统的正常工作。

软件设计:1.传感器数据采集:通过嵌入式控制器对传感器数据进行采集,实现对水位变化的准确测量。

2.数据处理:对采集到的传感器数据进行分析和处理,滤波处理以提高数据的准确性和稳定性。

3.报警机制:设置合理的阈值,当水位超过或低于预设阈值时,触发报警机制,及时发出警报。

4.数据存储和管理:将处理后的数据存储在存储设备中,提供查询和管理接口,方便用户查看历史数据。

5.远程通信:通过无线通信模块,将实时数据上传到远程服务器,实现远程监控和管理。

系统工作流程:1.传感器采集:传感器对水位进行采集。

2.数据处理:处理采集到的数据,滤波和去噪处理。

3.报警判定:判断当前水位是否超过或低于设定的阈值,触发报警。

4.报警方式:发出报警信号,例如声音、灯光或短信提醒。

5.数据存储:将处理后的数据存储在本地设备中,以便日后查询和分析。

6.远程通信:将实时数据通过无线方式上传到远程服务器,实现远程监控和管理。

总结:水位监测报警系统通过传感器对水位进行监测,并通过嵌入式控制器进行数据处理和报警判断,可以实现对水位变化的准确监测和及时报警。

此外,通过远程通信功能可以实现对水位变化的远程监控和管理。

该系统可广泛应用于水利、城市防洪等领域,在提高水位监测准确性和及时性方面发挥重要作用。

毕业设计-水位系统的计算机控制系统设计[管理资料]

毕业设计-水位系统的计算机控制系统设计[管理资料]

摘要目前,大部分的水泵控制采用传统的电力拖动方式,水泵在工频下恒速运转,对于流量的控制是利用调节阀门的开度来实现的,这样一方面造成了能源的较大浪费。

采取恒压供水的方式,可以解决传统供水存在的诸多弊端,由于交流变频技术的不断成熟及完善,可以方便地组成恒压供水系统。

本设计得用组态王监控系统实现,组态王画面直观,可以显示变频运行电流、压力测量值等模拟量,以及压力报警界面,本设计可广泛应用于生活供水、高楼供水、工业用水等场合,实现节能、操作维护方便、安全可靠的目的,并为类似系统的工业设计提供了一种可行的设计方法。

关键词:水位控制;组态王;变频器;节能ABSTRACTAt present, most of the water pump control adopts the traditional way, pumps in electric drive under constant speed running power frequency to flow control, using regulating valves to realize the opening, on the one hand, the larger caused energy waste, on the other hand, easy to cause the "water hammer effect". Adopt constant pressure water supply, which can solve the way the defects of traditional water supply, because ac frequency conversion technology continues to mature and improve, which can be conveniently composition constant pressure water supply system. This design must kingview monitoring system realization, kingview pictures, intuitive, and can display the variable-frequency operation current, pressure measurement values, etc, and an analog pressure alarm interface, this design can be widely applied in life water supply, water supply, industrial water buildings such occasions, achieve energy saving, operations and maintenance easy, safe and reliable, and the purpose of the industrial design for similar system provides a feasible design method.Key words: water level control,kingview and frequency,the energy conservation,energy-saving目录摘要 (I)ABSTRACT .......................................................... I I 第1章前言 . (1)供水发展现状 (1)变频恒压供水系统 (2)本课题完成的工作 (3)第2章控制方案选择 (4)变频器控制方案 (4)PID控制 (4)PID闭环控制系统的组成 (6)第3章变频调速技术简介 (8)变频调速的基本原理 (8)变频器的节能 (10)变频调速的优势 (10)变频技术的发展 (11)变频器应用现状及前景 (12)第4章组态王开发监控系统软件简介 (13)概述 (13)特点 (13)建立工程的一般步骤 (14)实践 (14)第5章水位控制系统的组成 (16)系统硬件 (16)系统软件 (20)第6章水位控制系统的设计 (21)组态王简介 (21)PID控制器 (21)组态王系统设计 (23)组态王设计步骤 (23)组态王设计过程 (24)第7章总结 (39)致谢 (40)参考文献 (41)第1章前言供水发展现状我国是一个发展中国家,多年来极其重视和发展能源的建设,尤其是电力能源的发展。

水位检测仪系统设计毕业设计论文

水位检测仪系统设计毕业设计论文

目录摘要 (3)一、绪论 (4)(一)单片机高塔水位控制系统 (4)(二)设计的技术要求和设计任务 (4)(三)设计背景 (4)二、单片机基础 (5)(一)单片机概述 (5)三、硬件设计 (6)(一)单片机最小系统电路设计 (6)(二)水位检测传感器的选用 (7)(三)稳压电路的设计 (7)(四)光报警电路的设计 (8)(五)继电器控制水泵加水电路 (9)(六)电源电路 (10)四、设计语言及软件 (11)(一)汇编语言介绍 (11)(二)wave6000软件介绍 (11)(三)Proteus软件介绍 (13)五、软件设计 (15)(一)系统原理 (15)(二)系统结构图 (15)(三)系统组成及原理 (16)(四)系统总原理图 (17)(五)系统总程序如下 (18)(六)低水位的程序设计 (19)(七)中水位程序设计 (19)(八)高水位程序设计 (19)(九)故障程序设计 (19)毕业设计总结 (20)致谢 (21)参考文献 (22)摘要随着社会和科技的进步,以及人们的生活标准水平逐步的提高与发展,方便的全自动控制系统生活开始逐步进入到我们的生活,单芯片微型计算机发展是其中的一个重要分支,具有高可靠性,高性能价格比,低电压,低功耗等优点,以单片机为核心的自动化控制系统已经赢得了广泛的应用范围。

本设计是基于单片机的水位检测仪系统设计。

设计系统的目的在于应用单片机的自动运行技术,使得水塔中的水位始终保持在一定范围内,以保证连续正常的供水。

本设计是以AT89C51单片机为核心部件的水塔水位检测控制仿真系统设计的,用以检测水位并进行控制、处理以及报警功能,并在Proteus仿真软件环境中仿真测试。

结果表明,设计的系统具有良好的检测和控制功能,方便移植性和可扩展性。

关键词:水位控制单片机报警一、绪论(一)单片机高塔水位控制系统在高塔的内部我们设计一个简易的水位探测传感器用来探测三个水位,即低水位,正常水位,高水位。

水位控制器毕业设计

水位控制器毕业设计

水位控制器毕业设计水位控制器毕业设计毕业设计是大学生在校期间的一项重要任务,它既是对所学知识的综合运用,也是对学生能力的全面考核。

在我的专业领域中,我选择了设计一个水位控制器作为我的毕业设计项目。

水位控制器是一种能够自动监测和调节水位的装置,广泛应用于水处理、工业生产和生活用水等领域。

首先,我将介绍水位控制器的原理和工作方式。

水位控制器主要由传感器、控制器和执行器三部分组成。

传感器用于感知水位的变化,常见的传感器有浮球传感器和电容传感器。

控制器是水位控制器的核心部件,它接收传感器的信号并根据设定的水位值来控制执行器的动作。

执行器可以是电磁阀、水泵或者排水泵等,用于控制水的进出。

接下来,我将详细讲解水位控制器的设计和实现过程。

首先,我需要选择合适的传感器。

浮球传感器是一种常见且简单的传感器,它通过浮球的上升和下降来感知水位的变化。

然而,浮球传感器的使用受到水质和浮球材料的限制,因此我决定采用电容传感器。

电容传感器利用水的介电常数与水位之间的关系来测量水位,具有较高的精度和稳定性。

在控制器的设计中,我将采用微控制器作为控制核心。

微控制器具有较强的计算和控制能力,可以实现水位的精确控制。

我将使用C语言编程,编写相应的控制算法和逻辑。

同时,为了提高系统的可靠性和稳定性,我将设计合适的电路保护和故障检测机制。

在实际的应用中,水位控制器需要考虑多种情况和需求。

例如,对于水处理系统,水位控制器需要能够自动调节水的进出,保持水位在设定范围内。

对于工业生产中的液位控制,水位控制器需要能够实时监测液位,并根据需求控制液体的注入或排出。

对于生活用水,水位控制器可以用于自动控制水箱的进水和排水,提供便利和节约资源。

最后,我将进行实验验证和性能评估。

通过搭建实验平台,我将测试水位控制器在不同水位变化和负载条件下的性能。

同时,我还将对水位控制器的精度、稳定性和可靠性进行评估,并与市场上的其他产品进行比较。

综上所述,水位控制器毕业设计是一个涉及多个领域的综合性项目。

[最新版]水位遥测自动控制系统设计正文毕业论文设计

[最新版]水位遥测自动控制系统设计正文毕业论文设计

[最新版]水位遥测自动控制系统设计正文毕业论文设计优秀论文审核通过未经允许切勿外传1.1 研究的目的和意义在社会经济飞速发展的今天,水在人们正常生活和生产中起着越来越重要的作用。

一旦断了水,轻则给人民生活带来极大的不便,重则可能造成严重的生产事故及损失。

因此给水工程往往成为高层建筑或工矿企业中最重要的基础设施之一。

任何时候都能提供足够的水量、平稳的水压、合格的水质是对给水系统提出的基本要求。

就目前而言,多数工业、生活供水系统都采用水塔、层顶水箱等作为基本储水设备,由一级或二级水泵从地下市政水管补给[1]。

因此,如何建立一个可靠安全、又易于维护的给水系统是值得我们研究的课题。

水位自动测报系统属于应用现代遥测、通信、计算机技术,是完成江河流域降雨量、蒸发量、河流湖泊水位、海洋潮位、流量(流速)、风向风速、水质、闸坝的闸门开度、渗压、土壤墒情等数据的实时采集、报送和处理应用的信息系统,属于非工程性防洪措施[2]。

它能将某一流域或区域内的水文气象、水资源信息在短时间内传递至决策机构,以便进行洪水预报和水资源优化调度,减少水害损失,提高水资源的利用率,可以产生巨大的社会效益和经济效益。

水位自动测报系统多用在重点防洪地区及大型水利工程上,特别是在流域性、区域性的水位数据采集、传输和处理、应用的自动化方面起到了积极作用。

水位自动测报系统包括三种工作制式:自报式、查询应答式和混合式。

(1)自报式工作制式:在遥测站设备控制下每当被测参数发生一个规定的增减量变化或按设定的时间间隔,即向中心站发送所采集的数据,接收端的数据接收设备始终处于值守状态。

现在已经对传统的自报式工作制式进行了改进,使自报式工作制式有了较大发展。

改进后自报式也是双向通信方式,不是过去的纯单向工作方式。

在遥测站设备控制下每当被测参数发生一个规定的增减量变化或按设定的时间间隔,即向中心站发送所采集的数据,中心站收到数据后,给遥测站发送“确认”信息,告知遥测站这组数据接收正确或是接收错误。

智能水位控制系统毕业设计

智能水位控制系统毕业设计

智能水位控制系统毕业设计一、水位智能检测系统设计原理实验证明,纯净水几乎是不导电的,但自然界存在的以及人们日常使用的水都会含有一定的Mg2+、Ca2+等离子,它们的存在使水导电。

本控制装置就是利用水的导电性完成的。

如图1所示,虚线表示允许水位变化的上下限。

在正常情况下,应保持水位在虚线范围之内。

为此,在水塔的不同高度安装了3根金属棒,以感知水位变化情况。

图1 水位检测原理图其中B棒处于下限水位,C棒处于上限水位,A棒接+5V电源,B棒、C棒各通过一个电阻与地相连。

水塔由电机带动水泵供水,单片机控制电机转动以达到对水位控制之目的。

供水时,水位上升。

当达到上限时,由于水的导电作用,B、C棒连通+5V。

因此,b、c两端均为1状态,这时应停止电机和水泵工作,不再给水塔供水。

当水位降到下限时,B、C棒都不能与A棒导电,因此,b、c两端均为0状态。

这时应启动电机,带动水泵工作,给水塔供水。

当水位处于上下限之间时,B棒与A棒导通,b端为1状态。

C端为0状态。

这时,无论是电机已在带动水泵给水塔加水,水位在不断上升;或者是电机没有工作,用水使水位在不断下降。

都应继续维持原有的工作状态。

二、基于单片机控制的水塔水位控制系统1 单片机控制电路水塔水位控制的电路如图2所示。

2 前向通道设计图2 水塔水位控制电路由于所采用的信号是频率随水位变化而变的脉冲信号(开关量),因此电路设计中省去了A/D 转换部分,这不仅降低了硬件电路的成本,而且由于采用数字脉冲信号通信,提高了系统的抗干扰能力、稳定性和精度。

输入的可变脉冲信号送到8031的P10和P11脚电平,当接收到信号时,输入脉冲使其输出高电平,而无信号输入时,无触发脉冲,此时翻转为低电平。

程序控制8031周期性地对P11和P10脚电平进行采样,达到控制的目的。

3.微机控制数据处理部分在电路设计中,充分利用8031已有端口的作用,同时也考虑扩展,做到尽可能节省元件,不仅可降低成本,而且提高可靠性。

课程设计(论文)-水位传感器自动测试系统的设计模板

课程设计(论文)-水位传感器自动测试系统的设计模板

水位传感器自动测试系统的设计1 水位传感器的工作原理:水位传感器原理图如图1所示,主要利用电容传感器原理,其电容极板间的距离变化引起电容值的变化而达到水位测试的目的。

极板下边所连空心小球所受浮力的大小与极板的所受重力应满足应满足的条件如公式①,极板间的距离x代表着水位的高低,x与电容值应满足的公式如式②。

图1测试简易图m g≤ρgv ①C=ε A/x ②2测试方案:测试方案流程图如图3所示:由此流程图可以知道是利用电容传感器变化的电容值和高频震荡器电容并联,改变了频率,再由鉴频把它转化成电压信号,在进行放大输出,输出后的电压波形图如图3:图⑴,调频震荡:调频调制原理设载波y(t)=Acos(ω0t),这里角频率ω0为常量。

如果振幅A为常数。

让载波瞬时角频率ω(t)随调制信号x(t)做线性变化,则有:ω(t)=ω0+kx(t)=dθ(t)/dt式中的k为比例因子。

于是调频信号的总相角可以表示为:Θ(t)=∫ω(t)dt=ω0t+k∫x(t)dt+θ0频率调制一般用振荡电路来实现,如图4所示LC振荡电路,变容二极管调制器(电容传感器),组成的电路。

LC振荡电路该电路常用于电容,涡流,电感等传感器作测量电路。

将电容或电感作为调谐参数,则电路的震荡频率为:f0=1/2π√LC0 ③若电容C0的变化量为▲C,则上式变为:f=1/2π√LC0(1+▲C/C0)=f0/√1+▲C/C0 ④将上式按泰勒级数展开并忽略高阶项,得f≈f0(1-▲C/2C0)=f0-▲f ⑤式中:▲f=f0▲C/2C0 ⑥将式①代入式⑥可以得到:▲f= f0εxA/2 C0 ⑦有以上分析可以知道LC振荡电路的振荡频率f与调谐参数呈线性变化关系,亦即振荡频率受控于被测物理量(这里指C0)。

这种被测物理量转化为振荡频率的过程称为直接调频测量。

图4⑵鉴频电路:对调频波的解调也称为鉴频,鉴频的原理是将调频信号频率的变化相应的复原为原来电压幅值的变化。

水位监测毕业设计

水位监测毕业设计

水位监测毕业设计水位监测毕业设计水位监测是一项重要的工程技术,对于保障水利工程的安全运行和防止水灾具有重要意义。

在毕业设计中,水位监测是一个常见的课题,需要学生运用所学的知识和技术,设计出一个可行的方案来实现水位监测。

首先,水位监测的原理是通过测量水体的高度来确定水位的变化。

常见的水位监测方法有测量水压、测量水面反射的声波或激光的时间等。

在毕业设计中,可以根据实际情况选择合适的水位监测方法。

其次,设计一个合适的水位监测装置是毕业设计的重点。

水位监测装置需要包括传感器、数据采集系统和数据处理系统等组成部分。

传感器是用来感知水位变化的装置,可以根据测量原理选择合适的传感器类型。

数据采集系统是用来采集传感器所得到的数据,并将其传输到数据处理系统进行处理和分析。

数据处理系统可以根据需求进行设计,可以是一个简单的计算机程序,也可以是一个复杂的数据处理平台。

在设计水位监测装置时,需要考虑多种因素。

首先是装置的稳定性和精度。

水位监测装置需要在各种环境条件下都能正常工作,并保持较高的测量精度。

其次是装置的可靠性和耐用性。

水位监测装置需要能够长时间稳定工作,同时能够抵抗恶劣的环境条件和外界干扰。

此外,装置的成本和易用性也是需要考虑的因素。

毕业设计中,学生需要综合考虑这些因素,设计出一个既能满足需求又具有可行性的水位监测装置。

除了设计水位监测装置,毕业设计还需要进行实验验证和数据分析。

学生可以选择一个合适的实验场地,如河流、湖泊或水库等,搭建实验装置并进行实际测量。

通过实验数据的采集和分析,可以验证所设计的水位监测装置的性能和精度,并对其进行改进和优化。

在毕业设计中,学生还可以考虑一些创新点。

例如,可以将无线传输技术应用于水位监测装置中,实现远程监测和数据传输。

又或者可以将人工智能技术应用于数据处理系统中,实现智能化的数据分析和预测。

这些创新点可以增加毕业设计的深度和难度,同时也能提升学生的综合能力和创新意识。

总之,水位监测毕业设计是一个综合性的工程项目,需要学生综合运用所学的知识和技术,设计出一个可行的水位监测装置。

水位监测报警系统的设计

水位监测报警系统的设计

4.2.1
4.2.1三模块要紧设计电路图
4.2.2
P1是连接水位信号模块、信号转换模块、发光管显示模块的接口;
第一,自己对系统的整体方案进行了设计,通过几天的试探论证,依照设计要求,本系统要紧由六个大的模块组成,别离是:水位信号模块,信号转换模块,发光管显示模块,数码管显示模块,报警模块,编码模块。整体方案设计好以后,然后自己别离对各模块的电路进行了分析与设计。第一对水位信号模块的分析,考虑到分辨率要求不高和信号处置的难度,我决定采纳触点的方式,即在每一个水位点放置一个触点,当水位达到该触点时就可取得一个信号。然后是对信号模块的分析选择,考虑到系统工作时的稳固性,决定利用CD4066双向模拟开关,把微弱的水位信号转换为稳固的电位信号。最后关于编码模块和数码模块的选择,考虑到电路的靠得住性和各类芯片的经常使用程度,自己利用了异或门74LS86和或门74LS32组成一个特殊的编码电路对个位的数进行编码。当对各模块分析选择完成以后,接下来确实是对系统中各要紧芯片的概述,自己通过查阅图书馆的资料和在网上搜集资料,别离对CD40066双向模拟开关芯片,CD4511显示译码器芯片,74LS32和74LS86芯片的各引脚功能进行了图表概述。当做完这些工作以后,然后确实是对系统电路的设计。第一是对水位信号模块、信号转换模块、发光管显示 模块的电路设计(图)。接下来是对数码管显示模块、报警模块、编码模块的电路设计(图)。接下来确实是对系统的要紧工作原理的概述。当以上工作完成以后,最后确实是对整个系统的做了一个简单调试,调试大体成功。
Keyword:Decoding circuit alarm circuit monitoring circuit.

现代传感技术、电子技术、运算机技术、自动操纵技术、信息处置技术和新工艺、新材料的进展为智能检测系统的进展带来了前所未有的奇迹。在工业、国防、科研等许多应用领域,智能检测系统正发挥着愈来愈大的作用。检测设备就像神经和感官,源源不断地向人类提供宏观与微观世界的各类信息,成为人们熟悉自然、改造自然的有力工具。现代的广义智能检测系统应包括一切以运算机(单片机、PC机、工控机、系统机)为信息处置核心的检测设备。因此,智能检测系统包括了信息获取、信息传送、信息处置和信息输出等多个硬、软件环节。从某种程度上来讲,智能检测系统的进展水平表现了一个国家的科技和设计水平。随着我国经济科技的不断进展,各类智能监测技术都取得长足进展,智能水位操纵在日常生活及工业领域中应用相当普遍,比如水塔、地下水、水电站等情形下的水位操纵。而以往水位的检测是由人工完成的,值班人员全天候地对水位的转变进行监测,用有线及时把水位转变情形报知主控室。然后主控室再开动电机进行给排水。很显然上述重复性的工作不管从人员、时刻和资金上都将造成专门大的浪费。同时也容易出过失。因此随着自动化技术的进展,水位监测技术也取得了突飞猛进,为人们的生产生活带来了许多方便。大到可用于水库、湖泊、水池水位的检测,小的能够用于鱼缸、锅炉水位等的检测。水位检测能够有多种实现方式,如机械操纵、逻辑电路操纵、机电操纵等,在那个地址我选择了数模逻辑电路的方式来监测水位,利用水的导电性持续地全天候地测量水位的转变,把测量到的水位转变转换成相应的电信号,再通过整体电路,完成相应的水位显示操纵和报警功能。具体设计内容如下:

液位测量与监控系统设计---毕业设计

液位测量与监控系统设计---毕业设计

毕业论文题目液位测量与监控系统设计姓名:________ _所在学院:___ _ _ ____所学专业:___ _ ___ _班级__ _ ____学号___ ____指导教师:_____ ________完成时间:____ ____________毕业论文(设计)任务书摘要随着计算机技术和网络技术的的飞速发展,为工业自动化开辟广阔的发展空间,用户可以方便快捷地组建优质高效的监控系统,并且通过采用远程监控及诊断,双机热备等先进技术,是系统更加安全可靠,在这方面,MCGS工控组态软件将为您提供强有力的软件支持。

MCGS(Monitor and Control Generated System)是一套基于Windows平台的、用于快速构造和生成上位机监控系统的组态软件系统。

MCGS为用户提供了解决实际工程问题的完整方案和开发平台,能够完成现场数据采集、实时和历史数据处理、报警和安全机制、流程控制、动画显示、趋势曲线和报表输出以及企业监控网络等功能。

MCGS具有功能完善、操作简便、可视性好、可维护性强的突出特点。

通过与其他相关的硬件设备结合,可以快速、方便的开发各种用于现场采集、数据处理和控制的设备。

用户只需要通过简单的模块化组态就可构造自己的应用系统,如可以灵活组态各种智能仪表、数据采集模块,无纸记录仪、无人值守的现场采集站、人机界面等专用设备。

所以,使用MCGS用户无需具备计算机编程的知识,就可以在短时间内轻而易举地完成一个运行稳定、功能全面、维护量小,并且具备专业水准的计算机监控系统的开发工作。

MCGS已成功应用于石油化工、钢铁行业、电力系统、水处理、环境监测、机械制造、交通运输、能源原材料、农业自动化、航空航天等领域,经过各种现场的长期实际运行,系统稳定可靠。

组态(Configuration)为模块化任意组合。

关键词:MCGS 组态AbstractAlong with the computer technology and the network technology rapid development, industrial automation and open up a broad development space, users can easily and quickly establish efficient quality monitoring system, and through the use of remote monitoring and diagnosis, hot standby and other advanced technology, is the system more safe and reliable, in this respect, the MCGS industrial control configuration software will provide you provide strong software support.MCGS ( Monitor and Control Generated System ) is set based on the Windows platform, used for rapid construction and generation of PC control system configuration software system. MCGS provides users with solving the practical problems in the complete plan and development platform, can complete field data acquisition, real-time and historical data processing, alarm and security mechanism, process control, animation display, trend curve and report output and enterprise monitoring network and other functions.MCGS has perfect function, simple operation, good visibility, the maintainability is strong outstanding characteristic. Comparing with other related hardware combination, can be fast, convenient to develop a variety of data collection, data processing and control equipment. The user need only through simple modular configuration can construct their own application system, such as a flexible configuration of intelligent instrument, data acquisition module, paperless recorder, the unattended field acquisition station, man-machine interface equipment. Therefore, the use of MCGS users without the need for computer programming knowledge, then in a short period of time can be an easy job to perform a stable operation, complete function, small maintenance amount, and the professional development of computer monitoring system.MCGS has been successfully applied in petrochemical, iron and steel industry, power systems, water treatment, environmental monitoring, machinery manufacturing, transportation, energy and raw materials, agricultural automation, aerospace and other fields, through a variety of live long-term practical running, the system is stable and reliable.Configuration ( Configuration ) is a modular combination.Key words: MCGS configuration目录1 绪论 (1)1.1选题的目的和意义 (1)1.1.1目的 (1)1.1.2意义 (1)1.2组态软件的发展现状 (1)1.2.1组态软件现状 (1)1.2.2几种典型的组态软件 (2)1.3本论文研究的主要内容 (4)2 单容水箱液位系统 (5)2.1单容水箱液位系统的发展 (5)2.1.1发展现状 (5)2.1.2发展趋势 (5)2.2系统的设计 (6)2.2.1系统的工艺流程 (6)2.2.2系统的控制要求和实现功能 (8)3 液位控制系统的组态实现 (9)3.1MCGS组态软件 (9)3.1.1软件特点 (9)3.1.2软件构成 (10)3.2系统的组态设计 (12)3.2.1实时数据库的设计 (12)3.2.2用户窗口的组态设计 (14)3.2.3运行策略的编写 (16)3.2.4硬件设备的选取 (17)3.3运行效果 (19)总结 (22)参考文献 (23)1 绪论1.1选题的目的和意义1.1.1目的进入 90 年代以来,自动化技术发展很快,并取得了惊人的成就,已成为国家高科技的重要分支。

水位监控系统的设计说明书

水位监控系统的设计说明书

2015届毕业设计说明书水位监控系统的设计院、部:电气与信息工程学院学生姓名:林光宗指导教师:王韧职称副教授专业:电气工程及其自动化班级:电气本1105班完成时间:2015年6月摘要作为水资源大国,合理利用水资源成为现在面临的一个严峻问题。

因此,应用新技术,实时监控水库水位,有利于更好地对水资源进行调度和管理。

经过近几十年的发展,水位监控系统由原来的人工目视手动监控发展到如今的基于单片机自动控制,这对于水位监控不仅是从技术上解决人工监控的误差,更有利于对水资源的合理利用和节约用水。

单片机技术越来越成熟,现如今单片机更是向着高度集成、低功耗、低价格、处理速度高等方向发展,因而越来越多的水位监控系统采用单片机来控制,这种系统具有成本低、可靠性高、易于操作、维护简单方便等特点,一般大量应用于大型的水库以及工业生产。

水位监系统的设计理念是适合大众使用,体积相对小,功能齐全,操作简单,交互界面人性化,能实现不间断的水位监控,以及对所测水位信息进行实时显示、远距离传送和高低水位上下限的报警,同时对相应的水泵电机进行相应的控制,真正实现节约水资源。

水位监控系统的设计方案,主要采用STC89C52单片机作为系统的核心控制部件,采用TLC1549采集水位信息并进行模数转换处理,利用LCD12232液晶显示水位信息,通过VB编写上位机监控程序,从而实现上位机与水位监控系统进行信息交换。

水位监控系统的硬件系统包含电源、振荡、复位、下载、键盘、显示、时钟、串行通信、模数转换、模拟水位、报警、电机等模块,利用电子绘图软件进行原理图、PCB图的绘制,并完成了硬件系统实物的制作。

软件系统包含监控等各个模块的模块化程序。

通过硬、软件系统的联调、测试,该水位监控系统的功能和性能指标完全符合设计任务书的要求。

据初步测算,系统成本远远低于市场所售其它同类产品,而且该系统具有应用范围广、操作简单、可靠性高等优点,具有一定的推广价值。

关键词:水位监控;单片机;串行通信;VBABSTRACTOur country is a rich country of water resources, rational use of water resources has become a serious problem our country has to face. Therefore, applying new technologies to monitor reservoir’s levels in real-time is conducive to better scheduling and the management of water resources. After decades of developments, the water’s level monitoring system has developed from the original artificial manual monitoring in eyes to the today' s automatic control based on microcontroller, which is not only solve the errors of manual monitoring in technical for water level monitoring, but also more conducive to the rational use of water and the conservation of water.SCM technology becomes more mature. And now it is developing to the direction of high integrated single-chip, low-power, low-cost, high processing speed. Thus more and more water level’s monitoring systems are using the microcontroller to control. This system is low cost, high reliability, easy operation, easy maintenance, etc..So it is generally used in large reservoirs and industrial production.The desig n of water level’s monitoring system is suitable for public use.The volume is relatively small, and it’s full-featured, easy to operate, user-friendly inter face. It can achieve continuous water level’s monitoring, as well as real-time display of the measured water level information, long-distance transmission and the alarm of the lower and the higher level, while control the corresponding pump motor, in order to save water resources in real.The design of the water level monitoring system mainly use STC89C52 microcontroller as the core of the system control unit, and use TLC1549 to gather level’s information and analog to digital conversion process, use LCD12232 LCD display water level information. According to VB for compiling monitoring program, it can achieve the information exchange between PC and water level’s monitoring system.The hardware system of the water level’s monitoring system includes a power supply, oscillation, reset, download, keyboard, display, clock, serial communication, analog to digi tal conversion, analog’s level, alarms, motors and other modules. Using the electronic drawing software can draw the schematics, PCB map, and complete thephysical hardware production. Modular software system contains various modules monitoring.Through the alignment and testing of hardware and software systems, the function and performance of the water level’s monitoring system is fully consistent with the requirements of the design specification. According to preliminary estimates, the system’s costs is far less than to other similar products in the market for sale. And the system has wide range of applications, simple operation, high reliability. It has some promotional value.Key words water level monitoring;mcu;serial communication;vb目录1 绪论 (1)1.1 课题的背景及意义 (1)1.2 设计的主要工作 (2)2 设计思想与方案 (3)2.1 设计思想 (3)2.2 设计方案 (3)3 硬件系统的设计 (5)3.1 主要元器件介绍 (5)3.1.1 STC89C52单片机 (5)3.1.2 TLC1549模数转换芯片 (5)3.1.3 DS1302时钟芯片 (6)3.1.4 LCD12232液晶显示屏 (7)3.1.5 直流电机驱动模块 (8)3.1.6 蜂鸣器 (8)3.1.7 MAX232芯片 (9)3.1.8 DAC8512数模转换芯片 (9)3.1.9 WT588D语音模块 (10)3.2 硬件单元电路的设计 (11)3.2.1 STC89C52单片机最小系统 (11)3.2.2 下载电路 (12)3.2.3 键盘模块电路 (12)3.2.4 蜂鸣器报警电路 (13)3.2.5 液晶显示模块电路 (13)3.2.6 DS1302时钟电路 (14)3.2.7 数模转换模块电路 (14)3.2.8 模拟水位及模数转换模块电路 (15)3.2.9 通信模块电路 (15)3.2.10 语音报警模块电路 (16)3.2.11 LED电路 (17)3.2.12 拨动开关电路 (17)4 软件系统的设计 (18)4.1 软件设计的描述 (18)4.2 系统软件的程序设计 (18)4.2.1 系统监控程序设计 (18)4.2.2 键盘模块程序设计 (18)4.2.3 液晶显示模块程序设计 (19)4.2.4 DS1302时钟程序设计 (19)4.2.5 报警模块程序设计 (20)4.2.6 模数转换模块程序设计 (20)4.2.7 通信模块程序设计 (21)4.2.8 数模转换模块程序设计 (22)4.2.9 语音模块程序设计 (22)4.2.10 VB上位机设计 (23)4.2.11 水位算法设计 (23)5 系统调试运行及结果分析 (24)5.1 系统使用说明 (24)5.2 系统运行结果 (24)5.2.1 密码输入 (24)5.2.2 水位信息状态显示 (25)5.2.3 当前日期显示 (25)5.2.4 水位上下限的修改 (26)5.2.5 报警开关 (26)5.2.6 密码修改 (27)5.2.7 调节水位的反映 (27)5.2.8 上位机监控功能 (29)5.3 设计课题的误差及缺陷分析 (32)5.4 设计体会 (32)结束语 (33)参考文献 (34)致谢 (37)附录 (38)附录A 元件清单 (38)附录B 实物图 (39)附录C 程序清单 (40)1 绪论1.1 课题的背景及意义在工、农业生产中,大型的水库、水箱是工业和农业生产中重要的蓄水工具,对水位进行有效的实时监控、可靠控制直接关系到工厂生产的效率以及农业生产的质量,同时也影响其生产的安全[1]。

水位检测仪设计毕业设计

水位检测仪设计毕业设计

(此文档为word格式,下载后您可任意编辑修改!)目录摘要 (1)1 引言 (2)1.1水位检测仪器的现状和发展前景 (2)1.2 本文的结构安排 (2)2 水位监测仪的基本原理 (3)2.1功能说明 (3)2.2整体架构 (3)3 硬件设计 (5)3.1水位检测与数据采集 (5)3.2数码管与LED显示 (7)3.2.1 相关芯片简介 (7)3.2.2 显示部分工作原理 (9)4 系统软件设计 (12)4.1 初始化程序 (12)4.1.1 IO端口方向控制寄存器 (12)4.1.2 TMR1初始化 (12)4.1.3 TMR0初始化 (13)4.2 定时计数器 (13)4.2.1 TMR1中断服务程序 (14)4.2.2 TMR0中断服务程序 (15)4.3 数据转换子程序 (17)结束语 (19)致谢 (20)参考文献 (21)附录 (22)附录程序清单及注释 (22)水位检测仪设计摘要:水位检测和显示仪表装置在工业上有着广泛的应用,本文设计了一种能实时检测并显示水位的仪器----水位检测仪。

设计主要论述对水位数据采集系统的设计与实现,其主要功能是完成数据采集、处理、显示、数据存储等。

根据对数据采集系统体系结构及功能要求的分析,以PIC16F877单片机为核心设计并实现的采集系统,结合CD4051实现对水位的检测,结构简单,实现可靠。

在PIC 单片机中实现了数据存储和处理,获取了当前的水位,并设计实现了数码管的驱动显示电路。

该设计是基于单片机技术设计实现的低功耗水位数据采集装置,是一个具有一定实用性的实时数据采集系统。

最后的实验结果验证了水位监测仪的总体设计思路及硬件、软件设计方案正确,能够准确地实现了水位的自动检测。

关键词:PIC单片机;水位检测;LED显示Design of Water-level Detecting MeterAbstract: Water level detection and display devices industry, this article design areal-time detection and display equipment ---- water level detector.This design focuses on the design and implementation of data acquisition system for the water level,and its main function is to complete the data collection, processing, display, data storage and so on.According to the data acquisition system architecture and functional requirements analysis,the article design and accomplish the acquisition system with simple structure using PIC16F877 single-chip as the core,it can detect the water level with CD4051 reliably.It implements the data storage and processing in the PIC MCU, access to the current water level, and design digital display drive control circuit.The design is alow-power water-level data acquisition device based on single-chip technology,it's a practical real-time data acquisition system.Finally, the experimental results verify the water level monitor the overall design ideas and is correct, can be achieved accurately the water level auto-detection.Keywords:PIC Single-chip Computer; Water level detection; LED display第1章引言1.1 水位检测仪器的现状和发展前景随着科学技术的不断发展,我国的监测仪器已具有一定研究、开发和生产能力,特别是各种仪器的数据处理系统及自动控制系统的最新研究成果,使我国仪器研制和在用仪器改造的升级,迈上了一个新的台阶。

毕业设计论文_液位检测显示控制系统设计

毕业设计论文_液位检测显示控制系统设计

毕业设计论文_液位检测显示控制系统设计毕业设计论文_液位检测显示控制系统设计摘要水位测量在日常生活和工业领域有着广泛的应用,比如江河湖泊,地下水,水电站等都需要进行水位监测,以此来了解水位的工作情况以方便工作。

水位监测系统目前在国里外都有广泛的应用。

水位检测就是水位数据的采集、存储、传输、处理等技术的集成。

水位检测的方法有很多种,如人工检测、传感器检测等等。

本文介绍的是基于压力传感器实现的液位控制器的设计方法,该控制器以STC89C51单片机为核心,并辅以外围硬件电路来实现控制要求。

本文首先介绍总体的设计方案,接着重点介绍各功能模块的作用及实现方法。

最后,介绍proteus 仿真软件。

关键词:水位检测单片机控制传感器摘要ABSTRACTWater level measurement in daily life and industrial fields have a wide range of applications, such as rivers, lakes, groundwater, hydropower, all these need water level monitoring , in order to understand the changes in the water level to facilitate the work. Water level monitoring system are widely used inside and outside currently. Level detection is the level of data collection, storage, transmission, processing and other technology integration. Level detection methods are many, such as artificial detection, sensor detection and so on. This article is based on a pressure sensor to achieve the level controller design method, the controller STC89C51 microcontroller as the core, supplemented by peripheral hardware circuit to achieve control requirements. This paper describes the overall design scheme, and then focuses on the role of various functional modules and implementation. Finally, proteus simulation software is introduced.Keywords: level detection single chip microcomputer control sensor目录第一章绪论 (3)1.1 液位自动检测的现状及发展趋势 (3)1.2 课题背景及研究意义 (4)1.3 方案规划 (4)第二章单片机最小系统设计 (7)2.1 单片机最小系统的功能 (7)2.2 51系列单片机 (7)2.3 单片机最小系统的结构 (10)2.3.1 时钟电路 (10)2.3.2 复位电路 (10)2.4 最小系统的电路设计 (11)第三章水位测量与显示模块的设计 (15)3.1 传感器的介绍 (15)3.2 0804模数转换器 (16)3.3 LCD液晶显示模块电路设计 (18)3.4 报警电路的设计 (20)3.5 控制电路的设计 (21)第四章软件的设计 (23)4.1 软件的整体结构设计 (23)4.2 LCD液晶显示程序设计 (23)4.2.1 LCD1602的基本操作时序 (23)4.2.2 LCD1602的初始化过程 (26)4.2.3 LCD1602的显示流程 (26)4.2.4 液晶显示部分子函数源程序 (27)4.3 4*1键盘程序设计 (29)4.3.1 按键的消抖 (29)4.3.2 按键部分源程序 (29)4.4 ADC0804程序的设计 (31)第五章Proteus仿真软件介绍 (37)5.1 仿真介绍 (37)5.2 Proteus的ISIS介绍 (37)5.3 利用Proteus绘制原理图 (40)5.4 Keil与Proteus的联调仿真 (41)第六章总结 (43)致谢 (45)参考文献 (47)附录1 电路图 (49)附录2 程序 (51)附录3 实物图 (59)第一章绪论1.1 液位自动检测的现状及发展趋势在现代化的工业生产中,液位测量几乎遍及生产工厂的各个环节。

水位自动检测与控制系统的设计

水位自动检测与控制系统的设计

1 引言1.1 研究背景在社会经济飞速发展的今天,水在人们生活和生产中起着越来越重要的作用。

一旦断水,轻则给人民生活带来极大的不便,重则可能造成重大的生产事故及损失。

因此,对水位的自动检测及控制的研究,有着极其重要的地位。

任何时候都能提供足够的水量,平稳的水压,合格的水质,是对供水系统的基本要求。

就目前而言,多数工业生活供水系统,都采用水塔,层顶水箱等基本储水设备,由一级二级水泵从地下市政水管补给,因此如何建立一个可靠安全又利于维护的给水系统是值得我们研究的课题。

现今社会,自动化装置无所不在,在控制技术需求的推动下,控制理论本身也取得了显著的进步。

水塔水位的监测和控制,再也不需要人工进行操作。

实践证明,自动化操作,具有不可替代的应用价值。

在工农业生产以及日常生活应用中,常常会需要对容器中的液位(水位)进行自动控制。

比如自动控制水箱、水池、水槽、锅炉等容器中的蓄水量,生活中抽水马桶的自动补水控制、自动电热水器、电开水机的自动进水控制等。

虽然各种水位控制的技术要求不同,精度不同,但基本的控制原理都可以归纳为一般的反馈控制方式,就是利用传感器对于信号的提供通过单片机对数码显示、电机控制、报警控制部分的控制[1]。

本设计从分析水塔水位报警器的原理和设计方法入手,主要基于单片机的硬件电路和语言程序设计,实现一种能够实现水位自动控制、具有自动保护、自动声光报警功能的控制系统。

本控制系统由A/D转换部分、单片机控制部分、数码显示部分、电机驱动部分、电机控制部分等构成。

这是个简单而灵敏的监测报警电路,操作简单,接通电源即可工作。

因为大部分电路采用数字电路,所以本水位监测报警器还具有耗能低、准确性高的特点。

该系统设计新颖、简易,灵敏度高,工作稳定,能够自动检测与显示当前水位、高低水位报警等功能水位自动控制电路是通过水位传感器将水位高度转换为0~10V的直流电压,再经过A/D转换后,将转换所得的数字量送入单片机进行处理来达到对水位进行自动控制的目的。

毕业设计---水位检测仪系统

毕业设计---水位检测仪系统

目录第1节引言 (1)1.1 设计背景 (1)1.2 系统功能说明 (1)第2节硬件设计基本原理与实现方法 (2)2.1 水位检测与数据采集 (2)2.2 数码管LED显示 (4)2.2.1 相关芯片简介 (4)2.2.2 显示部分工作原理 (5)第3节系统软件设计 (8)3.1 初始化程序 (8)3.2 TMR1中断服务程序 (9)3.3 数据转换子程序 (10)3.4 TMR0中断服务程序 (11)3.5 程序清单 (13)第4节结束语 (22)参考文献 (22)水位检测仪系统第1节引言水位检测和显示仪表装置在工业上有着广泛的应用。

本设计采用的是一种低成本的数码管显示驱动方案。

在对成本较敏感的小型系统中,该方案有着一定的参考价值。

1.1 设计背景键盘和显示器是单片机系统中人机对话不可缺少的一部分。

在许多智能仪表的设计中,多用LED数码管来显示。

这是因为LED数码管驱动简单,成本较低并且能适应恶劣的环境。

用于数码管显示驱动的芯片有很多种,常见的有MAX7219、MAX7221、ZLG7290、IMC7218B以及8279等。

这些专用芯片使用方便、功能教强,但价格偏高。

本设计中采用的循环扫描的方式,充分利用单片机快速的处理能力对各显示单元分时选通,只需普通的串行移位芯片,就可以达到显示驱动的目的。

这种方法对单片机的CPU占用率相对较高,不适宜于CPU任务繁忙的场合,但是对那些功能相对简单,CPU相对空闲的中小型系统非常实用,能够大大降低系统成本。

1.2系统主要功能该装置对偏离零点的水位进行检测,然后将带符号的水位值(低于或高于零点)用数码管显示出来,并通过双色发光二极管LED阵列对水位高度进行模拟显示。

整个装置主要包含水位检测和显示两个部分,现将每部分功能说明如下:(1)水位检测:在0mm、±10mm、±25mm、±50mm、±80mm、±120mm、±160mm、±240mm共15点基础上,检测水位偏离零点的大小。

毕业设计游泳池水温水位远程监控系统的设计PPT课件

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超声波测距
❖ 系统数据传输部分
NRF24L01 无线模块
系统
系统
从机
主机
Communication
部分
部分
上位机部分
❖ 系统数据显示部分
Display
从机端
LCD1602显示
主机端
LCD12864显示
上位机
MFC监控界面
❖ 系统控制部分
Control
液位控制
通过继 电 器 控制小型抽水机进行液位的控制
系统不足:
1、控制算法比较简单。 2、数据采集面比较少。 3、模型采用热得快进行加热,在实际泳池中可行性不大。
敬请各位老师指导!
Forever shan
感谢您的观看。
温度控制
通过继 电 器 控制热得快进行温度的控制
❖ 主要硬件部分
(一) 主机部分最小系统板部分
1、主机部分P0口用于LCD12864 的数据并行传输。 2、P2.5~P2.7用于控制液晶。 3、P1.3~P1.7用于无线模块 NRF24L01。 4、P3.0,P3.1通过MAX232与串 口连接。 5、P2.0~P2.3用于控制按钮。6、 RESET引脚用于按钮复位。7、 XTAL1与XTAL2用于晶振电路,主 机部分系统采用11.0592MHz晶振, 系统不分频。
(四) 数据显示部分
(LCD12864液晶)
1、本模块带有中文字库,内置8192个16*16 点汉字。要想在制定位置显示指定数字或字 符,只需要把显示位置设定好,然后写入要 显示的数据即可。模块具有串并口通讯方式 选择,为液晶的第15引脚。本系统中该引脚 接单片机P1.0引脚。
(LCD1602液晶)
引言
❖ 系统设计内容
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课程设计题目:水位检测仪系统专业:计算机科学与技术班级:姓名:学号:实验地点:电子系统设计室成绩:( 2006.6 )目录第1节引言 (1)1.1 设计背景 (1)1.2 系统功能说明 (1)第2节硬件设计基本原理与实现方法 (2)2.1 水位检测与数据采集 (2)2.2 数码管LED显示 (4)2.2.1 相关芯片简介 (4)2.2.2 显示部分工作原理 (5)第3节系统软件设计 (8)3.1 初始化程序 (8)3.2 TMR1中断服务程序 (9)3.3 数据转换子程序 (10)3.4 TMR0中断服务程序 (11)3.5 程序清单 (13)第4节结束语 (22)参考文献 (22)水位检测仪系统第1节引言水位检测和显示仪表装置在工业上有着广泛的应用。

本设计采用的是一种低成本的数码管显示驱动方案。

在对成本较敏感的小型系统中,该方案有着一定的参考价值。

1.1 设计背景键盘和显示器是单片机系统中人机对话不可缺少的一部分。

在许多智能仪表的设计中,多用LED数码管来显示。

这是因为LED数码管驱动简单,成本较低并且能适应恶劣的环境。

用于数码管显示驱动的芯片有很多种,常见的有MAX7219、MAX7221、ZLG7290、IMC7218B以及8279等。

这些专用芯片使用方便、功能教强,但价格偏高。

本设计中采用的循环扫描的方式,充分利用单片机快速的处理能力对各显示单元分时选通,只需普通的串行移位芯片,就可以达到显示驱动的目的。

这种方法对单片机的CPU占用率相对较高,不适宜于CPU任务繁忙的场合,但是对那些功能相对简单,CPU相对空闲的中小型系统非常实用,能够大大降低系统成本。

1.2系统主要功能该装置对偏离零点的水位进行检测,然后将带符号的水位值(低于或高于零点)用数码管显示出来,并通过双色发光二极管LED阵列对水位高度进行模拟显示。

整个装置主要包含水位检测和显示两个部分,现将每部分功能说明如下:(1)水位检测:在0mm、±10mm、±25mm、±50mm、±80mm、±120mm、±160mm、±240mm共15点基础上,检测水位偏离零点的大小。

(2)水位显示:将上一步检测结果用数码显示出来,显示值以比实际水位小的最近点为准,例如:水位实际高度为35mm,则数码管显示25mm。

同时,用15个竖直排列的双色LED阵列直观的模拟当前水位高度,当水位没有达到某点相应的LED显示红色,达到或超过则显示绿色。

当水位低于-240mm时报警灯显示绿色,高于+240mm时报警灯显示红色,当水位恢复正常值时报警灯熄灭。

第2节硬件设计基本原理与实现方法2.1 水位检测与数据采集本设计采用电接点水位检测方法,在每一个预定水位检测点处,将两个电极安装在容器壁,使其一端能够与没过该点的水充分接触,另一端引出到容器外面同检测电路相连,两个电极等高度并间隔一定距离。

当水位没有达到该检定点时,两个电极间电阻为无穷大;而一旦水位上升到该点高度,则两个电极同时没于水中,由于水的导电性,两个电极导通。

通过检测两个电极是否导通就可以检测水位的高度了。

对15个检测点相应有15个检测通道,本设计运用了两片8通道的多路开关CD4051,对各通道循环检测来实现数据采集。

CD4051是一种双向8通道的多路开关,可以8路选通输入,1路输出;也可1路输入,8路选通输出。

通过3为数据位A、B、C进行通道选择。

禁止输入输出端INH 可以禁止和允许工作。

CD4051具有低接通电阻和低关断电流的特点,其引脚定义如图2.1所示,真值表如表2.1所示。

IN/OUTV DD 1 0 3 A B C4 6 OUT/IN 75 INH V EE V SSIN/OUT IN/OUT图2.1 CD4051引脚图尽管水位检测原理简单,但应用时却不能仅仅用每路的通断来判断水位是否没过该路的电极。

实际上,水的电阻因水中所含成分不同有很大的差异,例如蒸馏水就不导电,就不能用这种方法来检测,而本设计所应用的场合经试验测得水阻在几KΩ到几十KΩ不等;另一方面,空气电阻也不是无穷大,也跟其成分有关,例如饱和蒸汽的阻值就大概在1MΩ欧左右。

所以,不能通过判断单片机的数据采集引脚输入电平高低来判断水位是否到达某点,否则,对介于高、低电平之间的电平状态就无法做出判断,而这种情况是可能存在的。

一个可靠的方法是对输入引脚的数据进行采样,然后将采样结果与一个阈值进行比较,从而得出正确的结论。

根据这个原理设计的水位检测电路如图2.2所示。

从图中可以看出,通过RD0~RD3口进行采样通道地址译码,在不同时刻选通16个通道中的1个。

当水位上升到某一对电极高度时,相应通道的采样电压将会较低;若水位没有上升到电极高度,那么上拉电阻将会把采样值钳位到+5V。

RA0口作为A/D采样通道输入口。

图2.2 水位检测电路原理图2.2 数码管与LED显示模拟水位高度由15个双色发光二极管(LED)来完成,共分为4组。

在某一特定时刻,每组LED与一个数码管一起被选通(4组LED对应4个数码管),两个8位的移位寄存器741S164级联,将单片机送出的2个字节串行数据转化为16位并行数据,分别送选通的LED和数码管。

在不同时刻,系统对4组LED和数码管快速地循环扫描,就完成了面板显示的功能。

2.2.1 相关芯片简介显示部分用到的芯片包括移位寄存器74LS164、数据缓冲器74LS244以及多路开关CD4051。

下面就74LS164和74LS244作简单介绍。

(1)移位寄存器74LS164。

74LS164引脚定义如图2.3所示,起真值表如表2.2所示,其功能是将外部输入的串行数据转化为8位的并行数据输出具有锁寸功能。

A、B端为串行数据输入端,QA ~ QH,CLK为外部时钟输入端,CLR为清零端。

74LS164在高电平输出时,为并行数据输出端其输出最大电流为0.4mA;低电平输出时,其输出最大电流为8mA,不足以驱动数码管或发光二极管正常工作,所以在本设计中外加数据缓冲器以增大驱动能力。

图2.3 74LS164引脚图表2.2 74LS164真值表注Q A0、Q B0、Q H0为在稳态输入条件建立之前Q A、Q B和Q H相应的电平;Q An、Q Gn为在最近的时钟↑转换前Q A或Q G的电平,表示移1位。

(2)数据缓冲器74LS244。

74LS244 缓冲器常用作三态缓冲或总线驱动,+5V供点,其高电平时输出最大电流可达15mA,低电平输出时最大电流可达24mA,足以驱动数码管和LED工作。

74LS244共8个输入输出通道,通过门控端G1和G2来选择其通断,其功能原理及引脚如图2.4所示。

图2.4 74LS244内部结构及引脚图从图中可以看出,当引脚1G为低电平时,输入通道1A~1A4与输出通道1Y1~1Y4连通;当引脚1G为高电平时则截止。

同理引脚2G控制着输入通道2A1~2A4与输出通道2Y1~2Y4的通断。

2.2.2显示部分工作原理首先介绍一下双色二极管的功能和用法。

如图1.5所示,1个双色二极管有3个引脚,引脚1、2均为信号“+”端,引脚3为GND端(信号“—”端)。

引脚电平(TTL电平)与LED显示颜色如表1.6所示。

图1.5 双色二极管外观图数码管及LED显示电路如图1.6所示,RC5口作为串行数据的同步时钟端,与74LS164的数据输入端相连;RC3口作为串行数据的同步时钟端,与74LS164的同步时钟输出端均与SPI方式时端口一样;实际应用中,若不用SPI方式,而用第5章中提到的模拟数据串行口时,可以用任何普通I/O端口代替)。

两片移位寄存器74LS164的并行数据输出端则分别与两片数据缓冲器74LS244的输入端相连,RD7口作为数据缓冲器74LS244的门控信号输出端,控制74LS244的通断。

图1.6 数码管和LED显示电路每4个双色二极管和1个数码管一组,二极管的8个信号“+”端分别与第一片74LS244的8位数据输出端相连,数码管的8位数据输入端分别与第二片74LS244的8位数据输入端相连,每组二极管和数码管的GND端都与CD4051的1个输入通道相连,CD4051的输出端与系统的“地”相连。

RE0~RE1口作为地址译码输出端口,用于多路开关CD4051的4路通道选择,每一时刻只有一组共4个二极管和1个数码管被选通,其GND端同系统的“地”构成通路,其他的二极管与数码管则不能构成通路。

每向74LS164传送完两个字节共16位数据,通过RD7口使能74LS244,将数据送到二极管和数码管的输入口,然后通过RE0~RE1口打开一条通道,则被选通的数码管和二极管就会按照接收的数据进行相应的显示。

不断地发送新数据并利用CD4051循环的扫描4个通道,则所有的二极管和数码管就会持续的发光显示。

另外由一个双色二极管作为报警灯,RD5口与二极管的引脚1相连,RD4口与二极管的引脚2相连。

第3节系统的软件设计本系统的软件的核心是两个不断循环执行的中断程序:TMR0中断用于驱动数码管和LED显示:TMR1中断用于采集水位值并且将采集结果送缓冲寄存器供显示部分读取,同时对采集结果进行简单的分析,判断其是否超过水位上限或下限,若超过则点亮相应的报警灯。

整个软件部分大体可分为初始化程序、TMR1中断服务程序、数据转化子程序、TIMR0中断服务程序4个部分,以下分别加以描述。

3.1初始化程序初始化程序位于主程序开始部分,主要对3个部分进行初始化:I/0端口、TMR1和TMR0各部分初始化步骤如下描述,不再给出流程图。

1.I/O端口方向控制寄存器A/D输入端口RA0设置为输入方式,串行时钟及串行数据输出端口RC,采样通道地址译码端口RD、显示部分地址译码及报警输出端口RE均设置为输出方式。

2. TIMR1初始化TIMR1初始化步骤如下:●将第一位外设中断标志寄存器PIR1中的中断标志位TMR1IF清零。

●将第一位外设中断屏蔽寄存器PIE1中的中断允许位TMR1IE置位。

●通过TMR1中断控制器I1CON设置时钟及分频比等●给TMR1计数器TMR1H、TMR1L赋初值。

●将中断控制寄存器INTCON中的全局中断屏蔽位GIE置位。

●将外设中断屏蔽位PEIE置位。

3. TIMR0初始化TIMR0初始化步骤如下:●通过选项寄存器OPTION_REG设置TMR0的分频比及时钟。

●将INTCON寄存器中的TMR0中断标志位清零并将中断屏蔽位置位。

●给TMR0计数器赋初值。

3.2TMR1中断服务程序设计系统的水位值刷新时间为1s,即单片机每秒钟对采样通道一遍A/D转换。

软件上则设定TMR1定时器每秒产生一次中断,执行数据采样程序,从最高水位采样通道向下执行,并不断将每次采样结果与系统设定的门限值比较,当检测到水位超过某一对电极时,则退出采样程序。

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