基于89C51单片机振弦式传感器水位测量系统

基于89C51单片机 振弦式传感器水位测量系统

专业名称：年级班别：姓 名：学 号：指导教师：

机电一体化

年 月

摘 要 ................................................... 3 前 言 ................................................... 4 一、 绪 论 .............................................. 5 1.1水位测量的历史及现状 ............................... 5 1.2 方案论证 .......................................... 5 1.3 本系统的设计原理 .................................. 7 1.4总体概况及展望 ..................................... 7 1.5设计要求 .......................................... 7 二、 振弦式传感器 ....................................... 8 2.1 工作原理 ......................................... 8 2.2 振弦式传感器的设计 .............................. 10 2.3 结论 ............................................ 11 三、硬件系统设计 ........................................ 12 3、 硬件系统设计原理 ................................ 12 四、 程序设计 .......................................... 13 4、程序 .............................................. 13 五、小结 ................................................ 14 六、参考文献 ............................................ 15 七、附录 ................................................ 16 7.1当处于低水位时Protues仿真图 ...................... 16 7.1当处于高水位时Protues仿真图 ...................... 17

摘 要

本文简要介绍了利用单片机和传感器进行水位测量的基本原理，本课题的任务就是利用振弦式压力传感器测量水位，用单片机组成智能测量装置，实现水位的智能监测，并将采集的数据汇总、处理。然后对本系统的工作原理、智能监测方法、要求实现的功能、监测系统的组成和硬件线路设计作了详细的讲解。在结合装置具体要求的基础上，确定了以8051单片机为核心，用振弦式传感器测量共振频率以计算水位的设计方案。

本文例举了智能测量装置的一个整体实现方案。包括硬件的连接以及软件的实现。在硬件的连接中具体的讲解了本设计主要采用的振弦式压力传感器的性能以及硬件的连接及各电路模块的主要功能。在软件的实现中具体的讲解了利用单片机可编程来实现水位测量的扫频和测频两部分，这包括了D/A转换，周期测量，频率计算等子程序。本文对采用传感器和单片机实现水位测量替代传统的人工方法做出了一定的探讨，并分析比较得出比较可行的实现方案。 关键词 单片机 、 水位测量 、 振弦式传感器

前 言

本课题探讨了水位测量技术的相关问题。水位测量在生产实际中是非常重要的。随着单片机和微机技术的不断发展，单片机技术已广泛应用于现代工业的各个行业。单片机具有体积小、可靠性高、功能强、灵活方便等许多优点，本设计采用单片机和传感器进行水位测量，通过充分利用单片机的控制功能和内部硬件功能，大大减少了外围电路的设计，而且测试精度、可靠性、稳定性大大提高，能方便的实现对整个采集过程及控制过程的自动化处理，本文首先对振弦式压力传感器的工作原理、工作方式、硬件电路的设计和软件部分的设计等方面做了详细的分析。最后在结合系统的具体要求的基础上，确定了硬件以89C51系列的8051为核心，选用了A/D转换芯片ICL8038进行模数转。在硬件设计上主要采用的振弦式压力传感器的性能以及硬件的连接及各电路模块的主要功能。在软件设计上我们同样采用了模块化设计的方法，按系统的功能划分为不同的子程序，用汇编语言实现了激振、信号的采集和处理、测量周期等功能子程序。采用子程序方便了程序的设计和调试，同样也方便了以后的功能的改进和增加。

一、 绪 论

1.1水位测量的历史及现状

水位测量，是水文研究中很重要的一点，提到水文研究，许多人会联想到这是一个非常辛苦的工作，因为水文工作者需要到各个地方采集水文资料，包括水位。一开始，水位工作者只能通过人工的方法来测量，对于河道的情况水位工作者只能以询问经验丰富的老船工，甚至下水摸索来了解。然后，水位测量工作开始用绳索坠物的方法，后来又出现了浮标测量法、电容式水位测量法、电阻应变片的压力感应法、超声波反射法水位测量法。在很多的坝区，因为水位和坝体的承受压力之间有着非常重要的关系，需要我们随时的监控水位，而且，上游的泥沙会堆积在坝底，水位是会改变的。我们就需要一个简单实用，成本较低的水位测量方法来随时测量水位值。随着科学的发展水位的检测方法也在变化，精度也有了更佳的提高。单片机技术和传感器技术的发展使水位测量方法得到了更进一步的发展。本文就振弦式压力传感器做了一定的讲解，利用了压力传感器的良好的测量特性进行了水位的测量装置的研究。

1.2 方案论证

水位测量在科学勘测中一直是一门比较重要的研究课程，在科学的发展史中，有过很多种的水位测量法，比如说：浮标测量法、超声波反射法，电容式水位测量法、电阻应变片的压力感应法等等

浮标测量法是根据漂浮在液面上的浮子（也称浮标）受到水的浮力作用．随水位的变化而产生位移来进行液位测量的，水位上升时浮 …… 此处隐藏：5140字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……