《基于单片机的液位检测及显示电路设计》开题报告(姓名.doc

福建工程学院毕业设计（论文）开题报告软件学院系物联网工程 专业设计（论文）题目基于单片机的液位检测及显示电路设计 学生姓名 袁杰学号3112113215起迄日期2014年10月22日至2014年11月30日设计地点福建工程学院软件学院指导教师黄福明 讲师 2014年11月30日毕业设计（论文）开题报告1.结合毕业设计（论文）课题任务情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写文献综述。随着微电子工业的迅速发展，单片机控制的智能型控制器广泛应用于电子产品中，液体控制系统被广泛运用到石油、化工等各个行业。另外，在小型行业上，液位控制在高层小区水塔水位控制，污水处理设备和有毒，腐蚀性液体液位控制中也被广泛应用。该技术涉及的传感器结构、安装方式、远程控制及信号处理软件等方面的进展，随着网络通信技术的应用，预计该技术将向数字网络液位定位系统发展。液位检测技术是基于液位敏感元件在液位发生变化时把能够表示液位变化且于检测的物理量变化值检测出来再把这些物理量变化值采用相应的简便可靠的信号处理手段转换成能够用来显示的信号。基于单片机的液位检测装置具有测量准确、重复性好、功耗低、使用寿命长的特点，是广泛采用的技术。在深入学习科学发展观的同时，电子设备的设计也需融入可持续发展的设计理念。故此，在基于单片机的液位检测装置基础上，扩展实时监控、数据采集、计算机串行通信等功能，从而能够通过科学的方法将液位测量与统计科学结合，合理调度水资源，降低能源消耗。本课题从系统方案选择，硬件电路设计，系统软件与上位机软件设计等几个方面介绍了基于单片机的液位检测系统的设计过程，最终实现了液位的实时检测监控。2. 毕业设计（论文）任务要研究或解决的问题和拟采用的方法：一、本课题研究内容本课题主要研究了基于单片机的液位检测，设计并实现液位实时数显输出部分以及液位控制部分系统，实时检测水箱的液位高度，并与开始预设定值做比较，由单片机控制固态继电器的开断进行液位的调整，最终达到液位的预设定值。该系统以AT89C51作为核心控制部件，外加传感器，一片A/D转换芯片和数码管来完成系统的预期任务，即液位的检测、显示和超限报警。传感器实现液位信号到电压信号的转换，再由8位A/D转换芯片ADC0809将模拟信号转换为数字信号，实现液位信息的输入，AT89C51从ADC0809读取液位信息后进行数据处理和超限判断，随后将处理过的数据输出到数码管显示，设置最高液位和最低液位，检测值若高于上限设定值时，要求报警，断开继电器，控制水泵停止上水；检测值若低于下限设定值，要求报警，开启继电器，控制水泵开始上水。现场实时显示测量值，从而实现对水箱液位的监控。二、拟采用方法其基本框图模块如下：51单片机核心控制 传感器检测模块声音报警模块 A/D转换模块电源模块 数码显示模块复位电路模块图1. 液位测量原理流程图 设计方案：（1）复位电路模块计算机在启动运行时都需要复位，使中央处理器CPU和系统中的其它部件都处于一个确定的初始状态，并从这个状态开始工作。复位方法一般有上电自动复位和外部按键手动复位，单片机在时钟电路工作以后, 在RESET端持续给出2个机器周期的高电平时就可以完成复位操作。例如使用晶振频率为12MHz时，则复位信号持续时间应不小于2us。本设计采用的是自动复位电路。（2） 电源模块 本设计的供电模块将选择直流稳压电源。直流稳压电源是由电源变压器、整流、滤波和稳压电路等四部分组成的。其中整流电路使用最为简单常用的单向桥式整流电路。整流电路输出的电压是单相脉动电压。通常用它的平均值与直流电压等效。(3) A/D转换电路的设计本次课程设计使用A/D转换器件是ADC0809，ADC0809是8路模拟信号的分时采集，片内有8路模拟选通开关，以及相应的通道抵制锁存用译码电路，其转换时间为100s左右，ADC0809芯片为28引脚为双列直插式封装。 （4） 声音报警模块1. 报警器设计本设计将采用有源蜂鸣器 5V 电磁式 5伏 蜂鸣器作为报警模块的报警器，当液体水位超过预定值时，蜂鸣器将工作发出蜂鸣声。以此来完成声音报警模块。2. 电磁阀控制设计液体由管道经过电磁阀注入，系统通过控制电磁阀来控制液体的注入。控制信号来自单片机的P1.6引脚，经过三极管放大来驱动继电器，电磁阀由继电器直接控制。（5） 数码显示模块本设计将采用AMPIE128* 64液晶显示屏（LCD）来完成数码显示模块。液晶显示屏用于数字型钟表和许多便携式计算机的一种显示器类型。（6） 传感器检测模块本设计的传感器模块使用SY-9411L-D型变送器，它内部含有1个压力传感器和相应的放大电路。压力传感器选择压阻式压力传感器，利用半导体硅材料的压阻效应，实现压力与电信号的转换。被测压力作用到不锈钢膜片上，通过不锈钢膜片与敏感芯片之间灌充的硅油，把压力传递到敏感芯片上，芯片上输出的电信号与作用压力有着良好的线性关系，所以可以实现对压力的准确测量。变送器对液体测量的基本原理，就是把与液体深度成正比的液体静压力，通过变送器转换成电流信号输出，从而建立起输出电信号与液体深度的线性对应关系，实现对液体深度的测量。在水箱底部安装1根直径为5 mm的软管，一端安装在水箱底部；另一端与传感器连接。水箱水位高度发生变化时，引起软管内气压变化，然后传感器把气压转换成电压信号，输送到AD转换器。三、进度安排为了实现课题研究目标，对进度进行如下安排：起迄日期工作内容备注2014.10-2014.111)围绕毕业设计任务，展开前期调研工作，查阅、研究及分析现有相关科研成果及资料。2)根据前期调研结果，撰写开题报告。开题准备开题答辩2014.12 -2015.31)完成方案需求分析和方案设计工作2)完成方案的设计工作。3）2015.3.2-2015.3.14中期检查中期检查2015.3-2015.51)撰写毕业设计论文初稿并提交。2)完善系统，完善论文，参加毕业答辩。设计测试2015.5.5-2015.5.18完成毕业答辩论文答辩四、参考文献1王祁.智能仪器设计基础.北京：机械工业出版社，2009.2王洪君.单片机原理及应用.济南：山东大学出版社，20093王庆.protel99SE&DXP电路设计教程.北京：电子工业出版社，2006.4阎石.数字电子技术基础.北京：高等教育出版社，2006.5何立民单片机应用技术选编北京：北京航空航天大学出版社，19946李小莹传感器与测试技术.北京：高等教育出版社，20047肖婧. 单片机系统设计与仿真-基于proteus M.北京航空航天大学出版 2010.8指导教师意见（