超声波明渠流量计.doc

毕业设计书专业（班级）设计人设计指导教师本科生毕业设计（论文）任务书（由指导教师填写）学生姓名指导教师设计（论文）题目超声波明渠流量计的研究主要研究内容一些工业废水及农业用水采用明渠输送形式，明渠流量计是为了解决这种液体输送方式流量测量的有效方法，具有水头损失较小，适用水质条件较宽的特点。此设计中学生要完成，资料的收集，测量方法的选择，整体方案的确定，硬件电路的设计，软件的编写。研究方法美国Microchip公司推出的8位PIC系列单片机，采用精简指令集(RISCReducedInstructionSetComputer)、哈佛总线(Harvard)结构、二级流水线取指令方式，具有实用、低价、指令集小、低功耗、高速度、体积小、功能强和简单易学等特点。PIC还提供程序监视器(WDT)和瞬间掉电复位功能，使其具有较强的抗干扰能力，适宜工业现场使用。它体现了单片机发展的一种新趋势，深受用户的欢迎，正在逐渐成为世界单片机的新潮流。本设计中综合应用模拟、数字电路理论、单片机软硬件技术。采用超声波测距传感器与PIC单片机技术相结合的方法。主要研究目标完成资料的收集，整体方案的确定，硬件的设计，软件的编写及毕业设计说明书的编写。主要参考文献1刘和平，黄开长等.PIC16F87X数据手册-28/40脚8位FLASH单片机.北京：北京航空航天大学出版社，2001.2窦振中，汪立森.PIC系列单片机应用设计与实例.北京：北京航空航天大学出版社，1999.3王幸之，王蕾，翟成，王闪.单片机应用系统抗干扰技术.北京：北京航空航天大学出版社，2000.论文（或说明书）的要求设计说明书包括以下内容：1前言2控制方法的选择，整体方案的确定3硬件部分的实现（包括各功能单元的选择）4软件的实现5结束语图纸的要求对于硬件原理图给出标准图纸工作进度1-2周：查资料理解题目2-4周：确定方案5-16周：软硬件设计17-18周：总结，撰写说明书注：任务书的具体内容可依据专业要求进行修正。目录摘要前言第一章超声波明渠流量计的简介.1.1流量计的分类.1.2超声波流量计的原理及类型1.3明渠1.3.1渠道量水1.3.2巴歇尔槽简介第二章流量计的原理及分析2.1明渠水力学的计算.3.1.1明渠的分类3.1.2明渠定常均匀流2.2巴歇尔槽测流量的常用计算方法.2.3超声波在空气中的传播速度的计算.第三章PIC16F877单片机及其它器件的简介.3.1PIC16F877单片机3.1.1PIC单片机的特点3.1.2PIC16F877单片机3.2LCD显示器3.3传感器.第四章超声波明渠流量计的硬件设计.4.1获取数据部分。.4.2LCD显示和开关控制部分.4.3电源控制部分4.4整流滤波输出部分.第五章超声波明渠流量计的软件设计.5.1PIC单片机的C语言编程介绍5.2PIC单片机的汇编语言介绍.第六章结论与展望.附页（一）电路原理图.附页（二）程序代码.摘要超声波明渠流量计作为一种非接触式检测仪表，具有非接触、量程宽、线性好等其它流量计没有的优点，在明渠流量计的检测上得到了广泛的应用。本论文在分析了超声波检测明渠流量计的基础上，同时结合当今电子发展的新技术，提出了基于16F877单片机的设计方案，并完成了超声波明渠流量计系统的硬件、软件设计。本论文主要完成了以下工作：对超声波明渠流量计测量原理进行了分析。对超声波明渠流量计主控板的硬件电路进行了设计，完成了电路原理图和电路板的制作。对超声波明渠流量计探头驱动和接收电路进行了设计，完成了电路原理图和电路板的制作。对超声波明渠流量计低功耗，抗干扰性进行了设计，并提出相应的改进方案。完成了16F877单片机C语言控制板的软件设计。本论文提出的基于16F877单片机超声波明渠流量计的设计方案是可行的。系统结构简单紧凑，功耗较低，总体性能较好，符合了当今智能仪器仪表小型化的潮流，为当今开发高性能和商品化的超声波明渠流量计奠定了良好的基础。关键字：超声波；明渠；流量计；16F877单片机；LCD显示器AbstractUltrasonicopenchannelflowmeter,akindofnon-contactflowmeter,hasbeenwidelyusedinthemeasurementofopenchannelforitsbettermeritsofnon-contact,widemeasurementscopeandgoodlinearity.Basedonprinciplesofopenchannelflowmeasuredbyultrasonicandnewelectronictechniquesemergedcurrently,aschemeusing16F877isproposedinthispaper.Themainachievementsareobtainedasfollow:Theoryofultrasonicopenchennelflowmeterisfullyanalyzed.Hardwarecircuitofheadinultrasonicopenchennelflowmeterisalsogiven.Hardwarecircuitofheadinultrasonicopenchannelflowmeterisdesignedandtherealizatonschemeisgiven.Researchesonhowtoultra-lowpowerandimprovereliabilityisimplementedandthemeasureispresentedinthispaper.Thesoftwaredesignfor16F877inClanguaageisgiven.Experimentresultsindicatethattheschemeofsoftwareissuccessful.Accordingwiththeminiaturzationofintellgentinstrument,systemlayagoodfoundatoionindevelopingthepractical,high-perfor