- 1、本文档共23页,可阅读全部内容。
- 2、有哪些信誉好的足球投注网站(book118)网站文档一经付费(服务费),不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
- 3、本站所有内容均由合作方或网友上传,本站不对文档的完整性、权威性及其观点立场正确性做任何保证或承诺!文档内容仅供研究参考,付费前请自行鉴别。如您付费,意味着您自己接受本站规则且自行承担风险,本站不退款、不进行额外附加服务;查看《如何避免下载的几个坑》。如果您已付费下载过本站文档,您可以点击 这里二次下载。
- 4、如文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“版权申诉”(推荐),也可以打举报电话:400-050-0827(电话支持时间:9:00-18:30)。
查看更多
创
新
设
计
总
结
报
告
指导老师:XXX
小队成员:XXX
XXX
XXX
题目名称:水流速度实时检测及报警装置
摘要: 本装置由8位MCU为主控器,通过拉力传感器,对水流情况进行采样得到电信号,通过AD转换,把电信号转换为数字信号,数字信号经过MCU处理反馈到LCD1602液晶,液晶显示的就是实时的水流速度此时绿灯闪烁。若水流速度超过某一预定值,则开始报警,液晶会显示:Dangerous! Please away!,红灯闪烁,蜂鸣器响。若拉力传感器的工作电压下降到某一预定值,则液晶会显示:Volatage! Off normal!,黄灯闪烁。
关键词: MCU AD 报警 电压不稳
1 方案论证与比较 1
1.1 采样方法方案论证 1
1.2 芯片选择方案论证 2
2 理论分析与计算 2
2.1 采样分析 2
2.2 功耗分析 3
3 系统设计 6
3.1 硬件设计 6
3.2 过程设计 7
4 系统测试 8
4.1 仿真测试 8
4.2 模拟测试 9
5 结论 11
参考文献: 11
附录: 11
附1:元器件明细表: 11
附2:程序清单 12
方案论证与比较
1.1 采样方法方案论证
方案一、用涡轮电机作为水流速度传感器,水流速度越大,电机旋转越快,输出电压(直流涡轮电机)或电压频率(交流涡轮电机)也会越大,若是直流涡轮电机,则用AD对电压信号进行采样,若为交流涡轮电机,则用MCU的内部计数器对其频率信号进行采样。
方案二、根据斯托克斯定律,水流对放入其中的小球的冲击力与水流速度成正比,这样我们可以通过拉力传感器把水流速度与冲击力之间的线性关系反馈给AD,这样就可以间接地得到水流速度。
考虑到实际应用,所以我们选择方案二。
1.2芯片选择方案论证
考虑到不需要非常高的精度和严格的时间限制,所以我们选择 AT89C51为中央控制器,选择ADC0804为模拟信号采集处理芯片。
考虑到MCU的IO口数量的有限性,我们采用分时复用的方法进行扩展,所以我们选用两片74LS573锁存器。
考虑到功耗问题,不能对监测电压进行实时采样,我们选用与非门74LS00芯片。
考虑到数据记录的便捷性,需要记录某一段时间的水流速度,我们选用LCD1602.
2理论分析与计算
2.1 采样分析
根据斯托克斯定律f=6ηrv,f为小球所受到的水流的冲击力的(等于粘滞力),其中η为液体的粘滞系数,r为小球的半径,v为水流的速度,可得到f∝v,
由于ADC0804的VIN+与VIN-之间的输入阻抗约为2M,可看做无穷大所以给定一个电位器RV1,在一定误差范围内,设它的触头与参考点之间的电压为Vg,若在触头上安装一个弹簧弹簧受到的力为F,因为F=kx,其中k为弹簧的弹性系数,x为弹簧的形变量,则F∝x∝Vg,若水流的冲击力f=F,则v∝Vg,即水流速度v与采集上的电压Vg成正比,如图2..1.1,我们限定Vg的相对误差0.1%,则RV11.1K,我们取RV1=1K。所涉及的电路图如图2.1.2.
图2.1.2
2.2 功耗分析
由于整个系统里LCD1602和发光二极管的功耗较大,危险报警模块只需要外部电压有一个跳变延就可以实现其功能,功耗几乎为零,但电压监测模块需要实时采样电压信号,若直接并到MCU的中断输入口,则单片机的中断寄存器工作于临界状态,既不稳定又耗电量高,所以我们对一些基本的电子元器件进行了测试,最终找到与非门74LS00的输入输出关系上有个跳变,用这一个跳变信号就可以进入电压不稳定处理环节,已达到降低功耗的目的。
74LS00输入(B)为2管脚,1管脚接VCC,3管脚作为输出(Y),如图2.2.1,图2.2.2用Matlbe对测量数据进行分析。
所涉及的电路图如图2.2.3
图2.2.1
图2.2.2
图2.2.3
3系统设计
3.1 硬件设计
电路图如图3.1.1
电路图的搭接按照芯片技术资料中的典型接法进行搭接。
图3.1.1
3.2 软件设计
程序流程图
图3.2.1
程序设计的依据是芯片技术资料。
4系统测试
4.1 仿真测试
我们首先采用Keil uVision4与Protues 7.8连调的方法对这个设计方案进行了仿真测试,其中设计中的水速反馈模块用一个电位器代替,两个中断入口分别用两个接地开关代替,仿真效果如图4.1
先编写使LCD1602显示时钟的程序,让LCD1602显示时钟,然后把控制ADC0804的程序嵌入到时钟程序中的“秒”
您可能关注的文档
最近下载
- 培训新人百问百答.pdf VIP
- 水利水电工程移民安置监督评估指南_江河水利水电咨询中心编著_2014_2.pdf
- 新课标小学语文五年级上册第9课《猎人海力布》冯惠扬一等奖获奖教案.doc
- 电动自行车一线通、RS485、CAN2.0通信协议规范、基于RS485通信的充放电流程示例.pdf VIP
- 新课标小学语文五年级上册第9课《猎人海力布》冯惠扬一等奖获奖课件.pptx
- 10KV投标技术部分.pdf VIP
- 10kv输电线路监理大纲.docx VIP
- 110KV输变电项目工程监理大纲.doc VIP
- 50118马工程行政法与行政诉讼法(第二版)全套PPT课件.ppt
- 大副实习报告附页.doc VIP
文档评论(0)