传感器课程设计-水位指示及水满报警精选.doc

题 目 水位指示及水满报警 摘要 随着电力电子的蓬勃发展和迅速换代促进了交流电动机变流(频)供电技术的迅速发展和变流(频)装置的现代化，其中逆变技术的发展是其中具有代表性的一个分支，具有很重要的研究价值。电流控制电压型逆变器(Current-controlled PWM)，简称CC-PWM,是一种电压型逆变器的直接电流控制方法，即：通过电流的闭环控制实现逆变器负载电流的准确、及时跟踪。在CC-PWM电流控制方案中，滞环电流控制是应用得最经常、最广泛的一种控制方法。 本文对滞环电流控制的电流跟踪型逆变器进行了原理的分析，并且利用Matlab/Simulink动态仿真工具对其系统进行了动态的仿真，验证了其原理的正确性和可行性，证明了滞环电流控制具有输出电流正弦，具有鲁棒性好和动态性能好的突出优点。 关键词：逆变器 电流控制 滞环电流 仿真 目 录 一 、设计目的 二、设计任务与要求 2.1设计任务 2.2设计要求 三、设计步骤及原理分析 3.1设计方法 3.2设计步骤 3.3设计原理分析 四、课程设计小结与体会 五、参考文献  一 、设计目的 本设计是在学完数电、模电、单片机原理及其他课程之后综合利用所学知识完成的一个系统设计。该设计的主要任务是通过设计和制作水位报警器来巩固和加强对三年来所学的理论知识和锻炼自己的动手能力，基本掌握单片机应用电路的一般设计方法，提高电子电路的设计和动手能力，加深对单片机软硬件知识的理解，获得初步的应用经验，为以后从事生产和科研工作打下一定的基础。 二、设计任务与要求 2.1设计任务： 根据设计要求，系统可分为四部分，第一部分是辅助电源模块部分，第二部分是水位检测部分，第三部分是水位信号的处理部分，最后一部分是水位报警指示与控制部分。为实现各模块的功能分别做了几种不同的设计方案进行了论证。 2.2设计要求： 1．能够对水位的过高和过低做出报警指示。 2做出报警指示的同时具有一定的带负载能力，比如带动电机控制水位或其他功能。 三、设计步骤及原理分析 3.1设计方法 方案一：串联式稳压源。串联式稳压电源具有较宽的输出电压调节范围，合理地选择元器件可以达到较高的性能指标，如：电压调整率、负载调整率、纹波电压等，但效率较低，需增设保护电路使调整管在输出电流过大或短路时不致损坏。 方案二：并联式稳压电源。并联式稳压电源电路简便易行，所用元器件相对较少， 当负载电流恒定时稳定性较好。最突出的优点是可承受输出端短路。但效率低于串联式稳压电源，输出电压小调节范围较小。 方案三：开关电源。开关电源的调整管工作在截止和饱和区，自身功耗很小。电源效率较高，但电路复杂，且纹波较大。 方案四：采用三端集成稳压78系列的稳压管可得到所需的工作电压，如图2.1所示，选用该方法方便简单，工作稳定可靠。 3.2设计步骤 软件的设计重要的是建立数学模型，确定算法和安排数据结构，是审查设计能否成功，是否精妙的关键。软件完成各部分的控制，下面介绍软件的设计方案。 1．软件功能 本系统的软件开发相对比较容易，主要是水位检测的扫描、控制报警信号的输出等。 2．主程序流程图 3．软件开发与调试 本系统单片机程序采用MCS-C51编写。采用上海星研Star51L仿真器进行调试，同时定期用烧写器写到单片机进行实际测试。整个系统的软件如下：（其中P1.5是高水位检测口，P1.6是低水位报警。） ORG 0000H AJMP LOOP ORG 0030H MOV P1,#FFH ；P1口置位。 LOOP: ORL P1,#1CH MOV A,P1 JB ACC.5,ONE P1.5=1转。 JNB ACC.6,TWO P1.6=0转。 BACK: ACALL D10S AJMP LOOP ；延时程序，延时10S ONE: JNB ACC.6,THREE CLR P1.3 ；P1.5=0，P1.6=1，故障报警。 AJMP BACK THREE: CLR P1.2 ；P1.5=0，P1.6=0，水位过低报警。 AJMP BACK TWO:CLR P1.4 ；P1.5=1，P1.6=1，水位过高报警。 AJMP BACK D10S:MOV R3,#19H LOOP3:MOV R1,#85H LOOP1:MOV R2,#0FAH LOOP2:DJNZ R2,LOOP2 DJNZ R1,LOOP1 DJNZ R3,LOOP3 RET END 3.3设计原理分析 （1）水位检测部分 方案一：采用连续信号输出方式进行水位检测，例如超声波探测变送等。这种采用这种探头检测精度比较