水位控制报警器毕业论文(1)(2)

目 录

摘要……………………………………………………………………………………1 关键词…………………………………………………………………………………1 1 引言 ............................................................. 1

1.1 选题的目的意义 ............................................... 1 1.2 应解决的主要问题 ............................................. 1 1.3 国内外发展现状 ............................................... 2 2 设计方案的确定 ................................................... 1 3 硬件设计 ......................................................... 1

3.1 传感器的选择 ................................................. 1

3.1.1 传感器的概述 ........................................... 1 3.1.2 传感器类别的选择 ....................................... 2 3.1.3 传感器型号的选择 ....................................... 4 3.2 A/D转换器的选择 ............................................. 5

3.2.1 A/D转换器的主要技术指标 ................................ 5 3.2.2 A/D转换器的类别的选择 .................................. 6 3.2.3 A/D转换器型号的选择 .................................... 8 3.3 单片机选择 .................................................. 11

3.3.1 单片机的简介 .......................................... 11 3.3.2 8051芯片引脚 .......................................... 12 3.3.3 存储器 ................................................ 15 3.4 复位电路和时钟电路的设计 .................................... 16

3.4.1 复位电路设计 .......................................... 16 3.4.2 时钟电路选择 ......................................... 18 3.5 报警电路设计 ................................................ 19 3.6 控制电路的设计 .............................................. 20 3.7 键盘显示电路设计 ............................................ 20

3.7.1 键盘电路简介 .......................................... 20 3.7.2 键盘电路的分类 ........................................ 22

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3.7.3 8155的结构与引脚 ...................................... 22 3.7.4 矩阵式键盘电路简介 .................................... 23 3.8 显示电路设计 ................................................ 24

3.8.1 显示器件的选择 ........................................ 24 3.8.2 驱动芯片的选择 ........................................ 25 3.8.3 MC14499芯片简介 ....................................... 26 3.8.4 LED驱动芯片MC14499 ................................... 27 3.9 集成稳压器电路 .............................................. 29

3.9.1 集成稳压器电路简介 .................................... 29 3.9.2 W7805芯片简介 ......................................... 29 3.10 电源监控器件 ............................................... 30 4 软件设计 ......................................................... 1

4.1 程序模块 ..................................................... 1 4.2 程序流程图 ................................................... 1

4.2.1 主程序流程图 ........................................... 1 4.2.2 A/D0809转换程序流程 .................................... 2 4.2.3 键盘扫描子程序 ......................................... 3 4.2.4 键盘显示子程序的设计 ................................... 5

总结 ................................................................ 1 参考文献 ............................................................ 1 致 谢 ............................................................ 1 附录A ............................................................... 1

VII

水位控制报警器的研究与设计

亳州职业技术学院 黎聪

【摘要】随着计算机技术和现代通信技术的迅速发展，水位报警计已经从普通型发展到智能化，而且水位报警计的功能日益趋向于完善，然而水位制报警器的许多相关理论与技术仍在不断发展。本次设计的就是针对锅炉水位控制报警器研究的一个课题。

【关键词】单片机设计; 传感器与变送器; 51系列单片机及C51程序设计; 检测技术

1 引言

1.1 选题的目的意义

因锅炉里的水在高温时汽化供暖，水和汽的损耗较大，要不断地补充水，使锅炉里的水位保持一定的高度，水位过低，锅炉就有爆炸的危险。为了随时了解锅炉内的水位，在锅炉上都装有水位计，水位计和锅炉构成一个连通器。常用的有玻璃液位计、压强液位计、浮标液位计、电容液位计及电阻液位计等。在高温和高压下，也可采用同位素液位计。

水位计产品多种多样，其中以玻璃管液位计和玻璃板液位计使用的最多，玻璃管液位计又因材质的不同分为普通玻璃管液位计和石英玻璃管液位计，二者是有区别的。

本人之选题《水位控制报警器的研究与设计》，具有如下目的意义：①通过查阅资料可以了解当前行业前沿的水位报警计技术及产品发展状况。②培养自己将所学的知识与现实相联系的能力。③水位报警计，它的作用是观测和控制容器内的介质多少量，通过液面的高度来掌握体积的多少，从而达到防止超装和掌握存液数量的目的。④对水位报警计研究，有利于满足人们日益增长的物质需求，通过将科学技术应用到水位控制上从而使得人们真正体会到科技的发展给自己的现实生活所带来的方便和舒适。 1.2 应解决的主要问题

本设计主要解决传感器的选择、硬件电路的设计和软件程序的设计。其所能达到的技术指标为①可以对水罐水位信息进行采集。②通过单片机控制，使水罐水位维持在正常的范围内。③具有键盘显示功能。④具有报警功能当水位超过上限或下限时，能及时报警。⑤对水位进行控制的功能。⑥对整个电路有一个专门提供电源的基准电压回路。⑦对电源进行监控的电源监控器件。

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1.3 国内外发展现状

2009-2010年中国容器液位报警计产业专题调查分析报告中指出《中国容器液位报警计市场分析报告》立足于容器液位报警计市场发展现状分析，通过对容器液位报警计行业环境、容器液位报警计产业链、容器液位报警计市场供需、容器液位报警计价格、容器液位报警计生产企业的详尽分析，以使企业和投资者达到对容器液位报警计产品市场发展现状的全面、深入掌握；同时为使企业和投资者把握容器液位报警计未来的市场发展趋势，单位还对容器液位报警计行业未来发展趋势和市场前景进行科学、严谨的分析与预测；另外在投资分析部分，针对企业投资决策依据进行了重点分析，并综合给出投资建议。

目前国内外液位计的种类很多，有雷达液位计、磁性浮子液位计、石英管液位计、智能雷达液位计、彩色石英管液位计和超声波液位计等等。而生产液位计的公司有美国罗斯蒙特ROSEMOUNT、德国E+H、日本横河YOKOGAWA、德国西门子SIEMENS、瑞士ABB、德国VEGA 。这些只是常用而较热门的品牌。

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2 总体设计方案的确定

数据采集系统主要是指这样的系统，它具有将模拟量（例如 温度、压力、位移、语音、图像等）变为数字量，然后经计算机进行适当的处理后，再配以显示、记录等功能。典型的数据采集系统框图如图2.1所示，图中各单元的功能如下：

控制设备 被测物理量 传感器 放大，整形，滤波 A/D转换器 单片机 报警设备 变送器 显示设备

2.1 典型的数据采集系统框图

被测物理量：主要是指非电的物理量，例如工业控制中的温度、压力、流量、水位等。

传感器：将输入的物理量转换成相应的电信号输出，实现非电量到电量的变换。传感器的精度直接影响到整个系统的性能，所以是系统中一个重要的部件。

放大，整形，滤波：传感器的输出信号一般不适合直接去转换数字量，通常要进行放大，特性补偿，滤波等环节的预处理来完成。

A/D转换器：实现将模拟量转换成数字量，常用的是并行比较型、逐次逼近式、积分式等。

单片机：目前的数据采集系统功能和性能日趋完善，因此主控部分一般

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