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1、内蒙古科技大学毕业设计说明书（毕业论文）题 目：基于单片机的异型水箱仿真装置V毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得 及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。作 者 签 名： 日 期： 指导教师签名： 日期： 使用授权说明本人完全了解 大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交
2、毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。作者签名： 日 期： 学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名： 日期： 年 月 日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完
3、全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权 大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。涉密论文按学校规定处理。作者签名：日期： 年 月 日导师签名： 日期： 年 月 日注 意 事 项1.设计（论文）的内容包括：1）封面（按教务处制定的标准封面格式制作）2）原创性声明3）中文摘要（300字左右）、关键词4）外文摘要、关键词 5）目次页（附件不统一编入）6）论文主体部分：引言（或绪论）、正文、结论7）参考文献8）致谢9）附录（对论文支持必
4、要时）2.论文字数要求：理工类设计（论文）正文字数不少于1万字（不包括图纸、程序清单等），文科类论文正文字数不少于1.2万字。3.附件包括：任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）。4.文字、图表要求：1）文字通顺，语言流畅，书写字迹工整，打印字体及大小符合要求，无错别字，不准请他人代写2）工程设计类题目的图纸，要求部分用尺规绘制，部分用计算机绘制，所有图纸应符合国家技术标准规范。图表整洁，布局合理，文字注释必须使用工程字书写，不准用徒手画3）毕业论文须用A4单面打印，论文50页以上的双面打印4）图表应绘制于无格子的页面上5）软件工程类课题应有程序清单，并提供电子文档5.装订顺序1）设计
5、（论文）2）附件：按照任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）次序装订3）其它基于单片机的异型水箱仿真装置摘要本设计的研究对象是以单片机为核心的异型水箱仿真装置，在为这一系统进行软硬件设计的过程中，发现和总结了一些实际问题，并通过解决这些问题，就异型水箱数学模型的建立、仿真装置硬件设计、软件设计展开讨论，力争在理论分析和实际应用上有所创新。异型水箱仿真装置的核心是围绕异型水箱的数学模型来体现异型水箱的特性，并通过软件实现整个异型水箱的工作状态和功能。对异型水箱数学模型的建立是本文工作的重点。异型水箱属于过程控制系统实验装置中的被控对象。由于被控对象的特性直接影响到整个系统的控制质量，所以
6、其数学模型的建立非常重要。设计中通过机理演绎法推导并建立了其数学模型，并设计出了仿真装置。关键词：单片机；异型水箱；数学模型 Study on The Simulation Set of Shaped Water Box Based on MCUAbstractThe object of this paper is a simulation set of shaped water box based on MCU.In the process of designing on software and hardware for the system,a few practical problem
7、s have been found.To solve these problems,we discuss the mathematical model building,the designing on hardware and software,and want to develop some new conclusions in practice and theory. The core of the simulation set of shaped water box is to show the characteristic of shaped water box according
8、to its mathematic model,and realizes its duty and function by software designing. The highlight of this paper is to build up the mathematical model of the shaped water box.The shaped water box belongs to a controlled member of process control system in the experiment installation.Since the character
9、istic of the controlled member directly influences the quality of the whole system,so it is very important that the mathematical model of the shaped water box is built.We have deduced and built its mathematic model by adopt the deductive method,and we have designed the device to simulate the shaped
10、water box. Key words: MCU; Shaped water box; Mathematic model 目 录摘要IAbstractII第一章 绪论11.1 研究背景11.2 课题的目的及研究的主要内容11.3 课题的意义2第二章 异型水箱数学模型的建立42.1 过程建模的介绍42.2 单容过程的建模62.3 异型水箱数学模型的建立92.3.1 建立异型水箱数学模型的方法92.3.2 异型水箱数学模型的建立11第三章 基于单片机的异型水箱仿真装置硬件设计163.1 系统硬件的总体设计163.2 中央控制部件163.2.1 中央控制部件的选择163.2.2 AT89C52的封
11、装形式与引脚173.2.3 AT89C52的基本电路183.2.4 AT89C52的口线分配193.3 串行程序存储器203.3.1 X25045的引脚排列及引脚说明203.3.2 X25045芯片功能223.3.3 X25045工作原理223.3.4 X25045与AT89C52的接口电路233.4 模数转换部件233.4.1 模数转换部件的选择233.4.2 TLC0832引脚分配243.4.3 TLC0832配置位说明243.4.4 TLC0832时序分析253.4.5 TLC0832与AT89C52的接口电路263.5 人机接口部件263.5.1 输出显示263.5.2 键盘输入283
12、.5.3 液位报警33第四章 基于单片机的异型水箱仿真装置软件设计344.1 系统主程序设计344.2 A/D转换设计364.3 数据处理设计374.3.1 数字滤波设计374.3.2 标度变换设计394.4 键盘控制设计424.5 液位报警设计43第五章 课题总结及设想455.1 课题总结455.2 课题设想46参考文献47附录A 基于单片机的异型水箱仿真装置硬件电路图49附录B 基于单片机的异型水箱仿真装置源程序50致谢59内蒙古科技大学毕业设计说明书（毕业论文）第一章 绪论1.1 研究背景随着工业自动化的飞速发展、生产过程的需求、控制理论的开拓和控制技术工具及手段的进展要求过程控制系统不
13、断的发展和完善。在过程控制系统中被控对象的对象特性直接影响系统的控制品质，所以对于被控对象的研究实验也成为发展过程控制系统的重要手段之一。本设计就是在此基础上进行的以单片机为核心的异型水箱仿真装置实验。对被控对象进行认真和透彻的研究，对从事自动控制系统的工程技术人员来说，具有很重要的意义。单容水箱作为被控对象的实验系统具有广泛的应用背景。依据其不同的实际背景设计随机出水的单水箱供液系统以及随机入水的单水箱排液系统，并对这些系统的建模进行研究是很有意义的。1.2 课题的目的及研究的主要内容基于单片机的异型水箱仿真装置是应用单片机控制技术，以AT89C52单片机为核心实现异型水箱的特性。异型水箱是
14、通过在水位分界点处其数学模型的不同来实现异型水箱所具有的异型及非线性特性，同时设计相应的硬件电路来模拟异型水箱仿真装置并通过软件编程实现异型水箱的实际工作状态。国内外所研究的水箱控制系统基本上是：单容水箱系统、双容水箱系统与三容水箱系统，其中单容水箱可以作为单输入单输出一阶对象；双容水箱可以作为单输入单输出一阶对象、二阶对象、双输入双输出对象；三容水箱可以作为单输入单输出一阶对象、二阶对象、三阶对象、双输入双输出对象1。异型水箱系统是单容水箱系统。单片机的发展，使其越来越多的被应用在工业生产过程控制中，但由于工业生产中的实际操作都比较复杂而且庞大，为了使研究的成本降到最低，我们通过实验的方法对实际生产中的过程进行模拟和参数的标定，从而得出结论，经过研究和整定，应用到实际的生产过程中，这就达到了研究的目的。 1.3 课题的意义在工业生产的实践中，人们普遍要求产品的质量“稳定”，而所谓产品质量的稳定实质上是指产品的某些最关键性的指标必须达到预定的要求，但是产品的性能指标的稳定往往是与产品生产过程中的工艺过程、工艺条件及工艺参数的稳定密不可分的。难以想象，在一个不稳定的、多变的生产条件下，能够生产出质量稳定的产品。事实上，在许多领域，过程控制的主要目的在于消除或减小外界的干扰对被控量的影响，使被控量能够稳定在给定值上。一个良好的控制系统不但要保护系统的稳定性和整个生产的安全
