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1、毕业设计基于单片机的液体转移监控系统设计The Design of Liquid Transfer Monitoring System Based on Micro-controller 2014 届 电气工程 系专 业 电子信息 学号 学生姓名 指导老师 完成日期 2014年5 月27日毕业设计成绩单学生姓名学号 班级方1009-2班 专业电子信息工程毕业设计题目基于单片机的液体转移监控系统的设计指导教师姓名指导教师职称评 定 成 绩 指导教师得分评阅人得分答辩小组组长得分成绩：院长(主任) 签字：年 月 日毕业设计任务书题 目基于单片机的液体转移监控系统的设计学生姓名学号班级方1009-2
2、班专业电子信息工程承担指导任务单位电气工程系导师姓名导师职称一、主要内容设计并制作一个液体转移监控装置，放置两个盛水容器，分别为A容器和B容器，A容器盛有足量的水，B容器为空，初始时，从A容器转移水到B容器，当B容器中液面高于规定的上限值时，停止注水；当B容器中液面低于规定的下限值时，又开始注水。二、技术参数和要求1单片机完成液位转移控制的功能。2B容器中的水的重量的预设值可调。3使用Keil C编程。实现相关逻辑控制。4. 电路原理图设计，protel印刷电路图设计。5. 提出系统设计框图，提出相应的解决方案。三、主要技术指标（或研究方法）1单片机工作电源电压直流5V，工作电流小于500mA
3、。2传感器测量液位范围：01m。误差0.1%。3. 液位显示部分，保留小数点后两位有效数字。 4. 论文正文不少于1万字，查阅文献资料不少于10篇，其中外文文献2篇以上，翻译与课题有关的外文资料不少于3000汉字。四、应收集的资料及参考文献 1C语言开发。 2. 关于STC89系列相关单片机开发文档。 3. 相关传感器和显示器件使用手册和接口电路。五、进度计划第1周第2周： 资料收集，方案设计；第3周第4周： 开题报告，需求分析，概要设计；第5周第7周： 系统设计；第8周： 中期检查；第9周第12周： 系统调试和论文撰写；第13周第14周： 论文审核定稿；第15周第16周： 答辩。教研室主任签
4、字时间 年 月 日毕业设计开题报告题 目基于单片机的液体转移监控系统的设计学生姓名学号班级方1009-2班专业电子信息工程一、研究背景液体转移监控系统的主要作用是进行液位检测跟控制，并根据液位的变化作出相应的动作。目前在很多方面都需要用到液体转移监控系统，尤其是随着中国经济的发展，液体转移监控系统的应用更加广泛。在工厂、科研实验、工业控制等领域深受广大工作人员的喜爱。该液体转移监控系统的主要作用是设计并制作一个液体转移监控装置，放置两个盛水容器，分别为A容器和B容器，A容器盛有足量的水，B容器为空，初始时，从A容器转移水到B容器，当B容器中液面高于规定的上限值时，停止注水；当B容器中液面低于规
5、定的下限值时，又开始注水。检测液位的方法有很多，而本系统通过超声波测距，就可以直接放在容器的上方。没有像液压传感器放在容器的底部，防止传感器坏掉要进行更换带来的麻烦。采用超声波测液位达到了很好的效果。2、 国内外研究现状 现在国内外的液压控制一般使用直流电机调速系统来控制供给液体流量，利用压力传感器来测量液体重量，使用压力传感器测得液体实时重量，并以此作为反馈信号，以单片机为核心组成微机测控系统。国内外基本都采用压力式、超声波、磁翻板、雷达等模块进行测量液体的高度。像西门子公司的雷达液位计就在工业界表现良好的性能而受大家欢迎。射频电容式液位变送器依据电容感应原理，当被测介质浸汲测量电极的高度变
6、化时，引起其电容变化。其良好的结构及安装方式可适用于高温、高压、强腐蚀，易结晶，防堵塞，防冷冻及固体粉状、粒状物料。 它可测量强腐蚀型介质的液位，测量高温介质的液位，测量密封容器的液位，与介质的粘度、密度、工作压力无关。液位检测装置的种类有磁浮子式，内浮式，磁翻板，投入式等。它们的特点和应用场所也各不相同，适用范围也迥异。而超声波测距跟业界享有盛誉最高的外测液位仪表现为一下六大特征：1、可用于苛刻的环境可测量任何压力、毒性最剧烈、腐蚀性最强、绝对无菌的或极高纯度的液体。2、安全在测量有毒害、有腐蚀、有压力、易燃易爆、易挥发、易泄漏的液体时，由于测量头和仪表都在容器外，所以安装、维修、维护操作时
7、不接触罐内的液体和气体，非常安全。即使在仪表损坏或维修状态下，也绝无引起泄漏的可能。3、环保真正的隔离测量，完全不与被测介质接触，决无泄漏液体甚至气体的可能，不会污染环境，是真正的绿色环保仪表。4、方便经济在线维护无需停产。由于不需在容器上开孔，不用法兰盘，不用连通管，所以安装、维护最方便、最经济。5、耐用可靠测量头和仪表内无机械运动部件，并严格密封，与外界隔离，不会磨损或腐蚀，十分耐用可靠，维护工作量很小。6、精确外测液位仪不断地自动校准,永远保证最高的测量精度。外测液位仪与当前国内外使用的在储罐或其连通器内部探测液位的仪表原理完全不同，它是利用对人体无害的微振动原理，在容器壁外侧液面以下部
8、位连续测出液面的精确高度，而完全不接触容器内的液体和气体，可广泛应用于各种容器内液面和界面高度的连续精确测量。该技术建立了容器内液体和薄壳结构罐体的力学振动特性与液位对应关系的规律及数学模型，属世界首创。专家称其为“液位测量的一场技术革命”，并认为“开创了仪表发展的新思路”，在“技术上居国际领先水平”。三、所要进行的主要工作和所采用的方法、手段3.1主要工作学习与宏晶STC89C51RC单片机相关的硬件资源以及软件编程。学习数码管的工作原理及其功能。学习超声波的原理以及232模块部分的工作原理。绘制系统电路原理图，绘制PCB，并焊接实物，调试硬件电路。编写相关的单片机程序，可实现通过按键调节要
9、测液的范围等功能。3.2采用的方法、手段查看国内外相关资料，根据课题中对数码管进行较为详细的学习，弄清其接口的作用。而在我们这个设计中可分五部分，稳压电源部分、单片机部分、显示部分、超声波测液部分、232模块部分。总体设计如下：1.硬件电路设计设计电源电路电路图，主芯片为集成稳压器W7805，此部分最后改成了USB电源。超声波测液模块的设计和制作。232模块部分接口的设计，实现电平转换，通过这部分完成计算机与单片机的通信。单片机部分为数码管与STC89C51RC组合。 2.软件设计程序的设计为了实现包括数据的采集，数据处理、数字显示等功能。四、预期达到的结果通过近一个月的设计，本实验达到了理想
10、的结果。测量了液位，并且根据液位进行了液位转移动作。指导教师签字时 间年 月 日摘要液位监控系统是一种专门监测容器液位变化的一种装置，根据液位的状态可以做出相应的响应。液位监控系统是常见的工业过程控制之一，广泛运用于水塔、锅炉、高层建筑水箱、罐、工业化工槽等受压容器的液位测量。随着科技的进步，人们对生产的控制精度要求越来越高，所以提高液位转移监控系统性能就显得非常重要了。本设计采用以STC89C51RC单片机为核心的低成本、高精度、微型化数字显示超声波测液仪的硬件电路和软件设计方法。整个电路采用模块化设计，由主程序、预置子程序、发射子程序、接收子程序、显示子程序等模块组成。各探头的信号经单片机
11、综合分析处理，实现超声波测液仪的各种功能。在此基础上设计了系统的总体方案，最后通过硬件和软件实现了各个功能模块。相关部分附有硬件电路图、程序流程图。 经实验证明，这套系统软硬件设计具有易控制、工作可靠、测距准确度高、可读性强和流程清晰等优点，实现后的作品可用于液位测量及转移的各种场合。关键词：STC89C51 超声波 液体转移AbstractDigital frequency counter is specifically on measuring signal frequency of electronic measuring instruments,widely used in the f
12、ield of research and production of computers, communications equipment,audio and video instrument.At the core of the design using STC89C51 low-cost, high accuracy, Micro figures show that the ultrasonic range finder hardware and software design methods. Modular design of the whole circuit from the m
13、ain program, pre subroutine fired subroutine receive subroutine. display subroutine modules form. SCM comprehensive analysis of the probe signal processing, and the ultrasonic range finder function. On the basis of the overall system design, hardware and software by the end of each module.The experi
14、ment proved that the system hardware and software design with easy control, reliable,accurate ranging, readable and clear process, etc.,works to achieve the level measurement can be used fora variety of occasions and transfer. Key words: STC89C51Ultrasonic wave Liquid transfer目录第1章绪论11.1选题背景及意义11.2国内外研究现状11.3研究内容2第2章系统总体设计32.1应用系统结构设计32.2设备选型32.2.1供电单元3
