压力传感器水位检测

1、戏却展鱼二孑多厚吮Chengdu University of Information Technology TOC o 1-5 h z 院 另0 ：xxxx课程名称：xxxx实验名称：液位自动检测与控制系统实验教室：XXX指导教师：XXX实验日期： XX年X月X日一、设计要求1.基本要求本方案设计一个自动检测液体液位的检测仪器系统。然后通过1602液晶显示器把 测得的参数显示出来。二、实验设备与软件计算机、Keil C51编程器、STC下载器、Altium designer软件、数字万用表、陶 瓷压力传感器三、方案分析根据系统的设计要求，得出以下两种方案：方案一：红外光电传感器红外光电传感器是

2、由红外发射二极管和敏感三极管组成，红外发射二极管发出的红外光 的波长和敏感三极管的受光波长相同或相近。当发射管和接受管之间没有障碍物时，敏感三 极管由于收到红外光信号而导通，电路输出电平为低电平；当发射管和接受管之间有障碍物 挡住时，敏感三极管由于收不到红外光信号而截止，电路输出电平为高电平。该系统中，对量筒中的液体表面的检测基本上是利用散射原理，在玻璃量筒中液体表面 处的液体会发生外延现象或吸附现象而形成一个环形曲面，这个曲面正好供我们检测用。它 是由一对红外光电对管组成的，在玻璃量筒中液体表面处的液体会发生外延现象或吸附现象 而形成一个环形曲面，由于散射作用，接收管接收不到发射管的红外光信

3、号而截止，电路输 出电平为高电平。因此，可以利用其输出电平的高低来检测液面的位置，其输出信号再通过 电缆输出到单片机接I I电路和显示驱动电路进行处理。为了适应本系统的特殊要求，我们将 红外发射、接受管分别装在U形板的两边，两管距离大于玻璃量筒的直径。为了减少外来自 然光的干扰，在两管的发射、接受头安装有一定深度的导光孔槽，它一方面减少了外来光的 干扰，另一方面可以限制光束直径，以利于提高检测分辨率。方案二：压力传感器该系统中，利用不同水位是对压力传感器压力大小不同，从而有不同的电压 输出，然后由仪表放大器放大一定倍数，输入比较器一端与单片机通过按键设定 的电压值比较从而决定是进水还是放水。四

4、、方案选择经过分析和实验要求，传统的设计方案主要靠软件实现，旦操不方便，精度不高，不容 易实现。所以我们选择方案二,直接将压力传感器输出的电压与单片机的设计电压进行比较, 从而决定是输入水，还是放出水。实现水位的检查与控制。而且方案二通过单片机输出电压 控制信号，由比较器输出高低信号来控制水电泵或者电磁阀的开关，来获得实际所需的水位。通过选择合适的DA我们可以设置不同的电压值，可以很好的提高控制精度和实现更加方便 和节约成本，实现了整个设计。五、系统具体设计方案液位自动检测与控制系统由软、硬件共同组成。考虑到工作速度和可靠性、题目 精度要求等因素，合理地分配了硬件和软件资源，在进行设计时，充分

5、考虑了件 和软件的特点，协调其功能。电子负载系统的硬件部分包括以下部分：（1）单片机的选择与I/O的分配（2）液晶显示模块（3）A/D转换电压电流采样模块（4）电源电路模块 液位自动检测与控制系统的控制程序，包括以下部分：（1）人一机联系程序。包括液晶显示输出程序等。（2）数据采集和处理程序。主要AD转换程序、电压电流采样程序。六、系统电路设计图 trWl aPCB图实物图电压采样图七、系统软件设计软件主程序图软件程序：#iiiclude#iiiclude Hlcdl602.hH sfi P1ASF =0 x9D;sfr ADC_CONTR = OXBC;sfi AUXR1 =0 xA2;sf

6、r ADC_RESL = OxBE;unsigned char uut_ad(void)unsigned char dat;Pl ASF = 0 x01; /pl.O 电压输入 ADC_CONTR = 0 xe8;AUXR1 = 0 x04;dat = ADC_RESL;return dat;void main()unsigned char data;wlule(l)dat = init_ad0;dat = (223-dat)/3;display(dat);for (i=100;i0;i.)(delayO；delayO；)#ifhdef_LCD1602_H_#define _LCD1602_H

7、_#iiiclude sbit rs = P2A0;sbitrw = P2Al;sbit e = P2A2;void delay(void)unsigned char i, j;for (i = 0; i 20; i+)foi(j = 0;j30;j+);void zhil(unsigned char xx) 写地址 delayO；e = 0;rs = 0;rw = 0;e= 1；P0 = xx;e = 0;void dat(unsigned char xx)写数据delayO；e = 0;rs = 1;rw = 0;e= 1；P0 = xx;e = 0;void init_1602(void

8、)zlul(OxOl);zlul(0 x38);zlul(OxOe);zlul(OxOc);void display(unsigned char x)unsigned char d016=矿yewei:unsigned char d 1 16 = ” ;imt_1602();d07 = x/ 100 + 0 x30;d08=x/10 % 10 + 0 x30;d09 = x % 10 + 0 x30;zlul(0 x80);for (i = 0; i 16; i+)dat(dOi);zlul(OxcO);for (i = 0; i 16; i+)fdat(dli);#endif主程序软件流程如

9、图所示，在图中软件首先进行DA、AD、1602液晶显示、 控制变量初始化，再调用键盘扫描处理程序，在没有按下没有按下自动调节启动 停止按键时，默认为功能设置，此时单片机只预置数据输入、按键查询、预置数 据LCD显示等功能；而当按下该按键1次后，单片机将转为执行负载调节、A/D 采集、实际数据LCD显示等功能。八、电路参数测试及功能检测液位深度(cm)液面显示(cm)初始值(AD采样值)0022511220222143320743202水位和液面的压力关系显示值=(初始值-测试值)/2o九、误差分析：本实验选用的陶瓷压力传感器灵敏度比较差，元器件本身存在一定的误 差。所用仪器，元器件的限制，还有本身电路设计的缺陷，和周围环境的影 响，导致了前端传感器有误差信号的影响。还有电源模块的设计，使电压不 稳定会产生信号的误差跳变。十、本次实验小结本次设计实验课基本上完成