基于AVR单片机的伺服式液位计的研制

论文摘要

多功能伺服式液位计系统是顺应工业发展的需要,针对随着各行业的快速发展,很多领域都对液位计的使用条件、测量精度以及性价比提出了越来越高的要求这一现状,而设计出的一种智能化仪表。为实现高精度自动化液位测量,本文提出基于AVR单片机的伺服式液位计设计方案。该设计以Atmel公司生产的ATmega161为控制核心,结合使用霍尔传感器、压力传感器,并配置高精度步进电机和LCD显示,为高精度测量提供了硬件保障。系统整体结构采取上、下位机的通信结构,利用RS232-485标准转换芯片及MAX485芯片使监控终端PC与各个AVR单片机进行实时通信,实现了PC机对整个系统的监控。不仅可以实现上位机对下位机的控制,而且还可以将下位机检测数据传给上位机,进行数据存储、显示、分析。为了进一步提高测量精度,该系统基于浮力平衡原理结合了两种液位测量方法,分别对液位进行测量然后求其平均值,不仅提高测量精度,并为系统排错提供可靠依据。该设计系统液位检测原理明确、操作简单易行、运行稳定可靠,在试运行过程中达到了预期的液位检测及控制效果。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 1 引言
• 1.1 多功能伺服式液位计系统研究的意义
• 1.2 国内外液位计的发展现状
• 1.3 本课题研究的内容
• 1.4 本文的结构安排
• 2 系统设计整体方案
• 2.1 系统的整体设计
• 2.2 系统的硬件构成
• 2.2.1 上位机
• 2.2.2 下位机
• 2.3 系统检测原理
• 2.3.1 伺服式液位计结构设计
• 2.3.2 液位值读取方法
• 2.3.3 液位检测实现方法
• 2.4 液位计的工作模式
• 2.4.1 自动模式
• 2.4.2 强制模式
• 3 系统的硬件设计
• 3.1 上位机设计
• 3.1.1 工控机在系统中实现的功能
• 3.1.2 工控机的特点
• 3.2 下位机设计
• 3.2.1 下位机控制芯片
• 3.2.2 下位机主控电路
• 3.2.3 电源供电电路
• 3.2.4 信号放大电路
• 3.2.5 信号采集与转换电路
• 3.2.6 LCD显示和按键电路
• 3.2.7 看门狗模块
• 3.3 串行通信模块
• 3.3.1 ATmega161的串口构成
• 3.3.2 串行通信电路
• 3.4 伺服式液位计系统的其它器件
• 4 系统软件设计
• 4.1 上位机软件设计
• 4.1.1 人机界面
• 4.1.2 上位机主控模块
• 4.2 下位机软件设计
• 4.2.1 下位机主控模块
• 4.2.2 液位检测程序
• 4.2.3 串行中断服务程序
• 4.3 系统调试
• 6 总结
• 参考文献
• 附录A
• 附录B
• 个人简历
• 在学期间发表的学术论文与研究成果
• 致谢