液位控制系统设计[].doc

目录 摘要………………………………………………………………………………3 1 前言……………………………………………………………………………4 1.1 课题背景………………………………………………………………………4 1.2 国内外研究的现状……………………………………………………………4 1.3 使用单片机实现水体液位控制的优点…………………………………5 1.4 系统的总体研究方案………………………………………………………5 1.4.1 系统硬件总体方案…………………………………………………………5 1.4.2 系统软件总体方案…………………………………………………………6 1.4.3 设计的研究进程……………………………………………………………6 2 系统硬件设计…………………………………………………………………7 2.1 核心芯片8051单片机………………………………………………………7 2.2 液位传感器设计……………………………………………………………10 2.3 光电传感器的基本特性…………………………………………………….13 2.4 DAC0832 D/A 转换器和ADC0809 A/D 转换器…………………………16 2.4.1 D/A转换?基本原理ADC0809转换芯片…………………………………………………………….23 3.2 水位检测的主程序………………………………………………………….24 4 结论……………………………………………………………………………26 致谢………………………………………………………………………………27 参考文献…………………………………………………………………………28 摘要 本文主要设计了一种液位控制器，它以8051作为控制器，通过8051单片机模数转换器等硬件系统和软件设计方法实现具有液位检测报警和控制双重功能并对液位值进行显示。 本系统是基于单片机的控制，在设计中主要有水位检测、按键控制、水位控制、显示部分、故障报警等几部分组成来实现控制。主要用水位传感器检测水位，用六个控制按键来实现按健控制，用三位7段LED显示器来完成显示部分，用变频器来控制循环泵的转速，并且通过模数转换把这些信号送入单片机中。把这些信号与单片机中内部设定的值相比，以判断单片机是否需要进行相应的操作，即是否需要开启补水泵，来实现对液面的控制,从而实现单片机自动控制液面的目的。本设计用单片机控制易于实现液位的控制,而且有造价低、程序易于调试、一部分出现故障不会影响其他部分的工作、维修方便、等优点。 关键词： 8051单片机; 模数转换; 水位控制; 自动控制 1 前言 1.1 课题背景 控制,是近年来新开发的一项新技术,它是微型计算机软件、硬件、自动控制等几项技术紧密结合的产物,采用的是微机控制和原有的仪表控制,微机控制有以下明显优势: 1)直观而集中的显示各运行参数,能显示液位状态。 2)在运行中可以随时方便的修改各种各样的运行参数的控制值,并修改系统的控制参数,可以方便的改变液位的上限、下限。 3)综合以上的种种优点可以预见采用计算机控制系统是行业的大势所趋。单片机是在一块芯片上集成了一片微型计算机所需的CPU、存储器、输入、输出等部件。单片机自问世以来,性能不断提高和完善,体积小、速度快、功耗低的特点使它的应用领域日益广泛。一般,工业控制系统的工作环境差,干扰强,利用单片机控制就能克服这些缺点,因此单片机在控制领域得到广泛的应用,使用单片机控制是很好的选择。 1.2 国内外研究的现状 目前我国在单片机测控装置研究、生产、应用中,取得了很大的成绩,总结了很多经验,但是各行业仍处于发展期,经调查,更多科研究所在这方面开展的工作更看重的是理论和算法,数年来这方面的研究的论文较多,着重生产实际的很少。在上海,新型的单片机测控装置与系统研究的生产基础较雄厚,在生产过程中需要新型的测控装置与系统,因此在不断的努力研究与开发。上海的工程技术研究人员更着重的是生产实际研究,对理论、算法和成果的论文较少;深圳在研制新型的测控装置与系统领域也比较有成就,尽管与其他国家比较尚有差距,但是,深圳的高校、研究院所的最大的特点就是实际,与生产实际应用项目无关的问题基本不去考虑,主要考虑选取什么材料,测控什么物理量,优点是什么,与机器设备的通讯接口等等。 一些发达国家在单片机新型系统研究、制造和应用上,已积累了很多经验,奠定了基础,进入了国际市场。我国在新型测控装置与系统研究、制造、应用和经验上,与其他发达国家相比还存在差距,但是我国的研究人员已经克服很多困难,并在不断的摸索中前进,有望在相关领域赶上甚至超过发达国家的技术水平,这是发展趋势。使