单片机液位控制系统.docx

微机控制技术课程设计 题 目 姓 名 学 号 班 级 指导老师 时间 一、设计题目 单片机液位控制系统. 二、 设计目的 利用单片机控制对液位进行实时控制，使其能够自定义水位高高度，可以正常安全工 作，满足生产需求 三、 设计方案分析 方案的核心是传感器的设计，本设计主要采用压阻压力传感器。以此为核心展开方案 设计，压力传感器置于被测量的容器的底部，把当前水位的压力值通过标准工业电信号的 模拟信号输出，经过前置放大、A / D变换成数字信号传送到单片机,经单片机运算和给定 参量的比较，进行P1D运算，得出调节参量;经由D / A变换给调压/变频调速装置输入给 定端和继电器，控制其输出电压变化，来调节电机运行，以达到控制水位的冃的。 四、硬件设计方案 1、 电路工作原理总体概念设计 基于单片机实现的水位控制器是以AT89C52芯片为核心，由键盘、数码显示、A/D转换、继 电器、传感器，电源和控制部分等组成。工作过程如下：当液位发生变化时，引起连接在水位 底部软管管内的空气气压变化，气压传感器在接收到软管内的空气气压信号后，即把变化量转 化成电压信号;该信号经过运算放大电路放大后变成幅度为0?5 V标准信号，送入A/D转换 器,A / D转换器把模拟信号变成数字信号量，由单片机进行实时数据采集，并进行处理，根据设 定要求控制输出，同时数码管显示液位高度。通过键盘设置液位高、低和限定值以及强制报警 值。 2、 模块功能介绍及连接图示 2. 1核心部件压力传感器 系统选用B2119压阻式压力传感器，压阻式压力传感器是利用单品硅的压阻效应制成的器件。 这种传感器精度高、工作可靠，容易实现数字化，比应变式压力传感器体积小而输出信号大。 它是目前压力测试中使用最多的一种传感器。压阻式压力传感器使用集成电路工艺技术，在 硅片上制造出四个等值的薄膜电阻，并组成电桥电路，当不受到压力作用时，电桥处于平衡 状态，无电压输岀；当受到压力作用时，电桥失去平衡，电桥输岀电压。电桥输出的电压与 压力成止比例。其工作原理图如3—1所示 主要参数 基准量程：20Kpa 35Kpa 60kpa, 工作温度：-45—125°C? 供电电源：恒流0. 5-1. 5mA,或者5V-10V灵敏度0. 6mV/kpa 2.2、AD转换模块 ADC0804是带有8位A/D转换器、单模拟量输入及微处理机兼容的控制逻辑的CMOS 组件。它是逐次逼近式A/D转换器，可以和单片机直接接口。 INTR与接P3.3脚,WR, RD对应单片机引脚,Vref/2接电位器clkr/clkin如图接 法，ADC 的晶振电路由 FCK=1/（1. 1X10K 欧姆 X150PF）可得到。VIN-、DGND、AGND 接 地，VIN+接放大后的电压信号，引岀八根数据脚接P2 口，由此完成硬件连接。 U1GND-|||—B1211 HB1312 :B1413 :B1514 :B1615 :B1716 : U1 GND-|||— B12 11 H B13 12 : B14 13 : B15 14 : B16 15 : B17 16 : B1S 17 : B19 18 : A12 5 v DGND VCC 7 6 5 4 3 2 10 DBDBDBDBDBDBDBDB ADC14 WR CS CLKR CLKIN VCC .3 A15 10K o ,2 A16 3 B6 C2 150pF U0 GXD 2?3、警报显示和电机继电器操作模块 这部分模块比较简单，主要由蜂鸣器的简单电路连接，4位共阳极数码管，和继电器组成 GNU VCC Bl PNP 7LED Relav-SPST 5 ￡ S 5 5 S 继电器 ||?GND 2. 4总设计图纸 2—— ADC0OC04 A2 2 A3 3 A4 4 A5 5 A6 6 A7 7 A8 8 RST 9 A9 10 A10 11 All 12 A12 13 A13 14 A14 15 A15 16 A16 17 X2 18 XI 19 20 1X.FX.V T2EXP1.1 Pl.2 Pl.3 Pl.4 P1.5.WSI P1.62US0 P1.7/SCK RST PVTV A PO.O.ADO PO.1.AD1 P0.2AD2 PC-.3.-AD3 P0.4AD4 PO.5.AD5 PO.6AD6 P0.7..W FT VCC 39 B1 38 B2 37 B3 36 J34 35 B5 34 B6 33 B7 32 J38 31 J312 11 :B13 12； B14 13： B15 ]5 :B17 16： B18 1 了： B1918J J31 2 B2 3 B3 4 J34 5 B5 6 J36 B7 8 B8 9 RN1 jcc VC