储水检测控制系统
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摘要:本设计以单片机89C58为核心,用可编程键盘/显示器接口芯片82C79进行实时水温、水深的控制。水深通过压力传感器转换为模拟电压信号(用电位器模拟),用A/D转换芯片ADC0809将模拟电压信号转换成数字信号;温度通过数字温度传感器DS18B20将温度转换为数字信号。这两种数字信号经软件处理后用LCD将实时的水温和水深结果显示出来。
关键词:信号采集 数据设置 水质检测 干扰处理 指标测试
中图分类号: 文献标识码:A文章编号:1007-9416(2010)05-0000-00
1 系统设计方案结构框图
系统设计结构框图如图1所示。
2 系统硬件电路设计和实现
2.1 82C79部分
82C79为可编程的键盘接口芯片,通过软件的方法给键盘赋予一定的功能。为实现控制提供条件。82C79采用左端输入,外部译码方式对2X8的矩阵键盘进行控制。键盘接口芯片82C79的硬件电路图如图2所示。
2.2 信号处理部分
温度处理:温度经DS18B20处理,送入单片机的P1.0口,经软件处理,将数据在LCD上显示出来。
深度处理:深度信号用电位器模拟,将深度信号变化转换为模拟电压信号变化,模拟电压信号经ADC0809转换为数字信号送入单片机,经软件处理,最终将深度在LCD上显示。
3 系统软件设计
系统软件设计主要主程序、液晶显示屏子程序、获取水深和温度子程序、设置和比较温度子程序、设置和比较水深子程序及键盘设置子程序 。下面介绍主程序和主要子程序流程图。
3.1 主程序流程图
主程序流程图如图3所示。
3.2 深度比较子程序流程图
在设置的数据±2范围内建立了一个静态缓冲区间,防止注水开关不停的打开或闭合。用键盘的“设置键+B键+十位+个位+零”可对下桶深度进行实时设置。当设置时,输入的数据有效则标志窗口显示字母S;若输入的数据无效则标志窗口显示字母F,与此同时蜂鸣器报警。设置成功后LCD屏的设置显示行将设置的数据显示在液晶屏上。深度比较子程序流程图如图4所示。
3.3 温度比较子程序流程图
当设定值与当前值之差在0℃~20℃之间用一个加热丝对下桶加热。当设定值与当前温度值大于等于20℃时,可用两个加热丝将水温快速加热到设定值。用键盘的“设置键+A键+十位+个位+小数位”可对水的温度进行实时设置。当设置时,输入的数据有效则标志窗口显示字母S;若输入的数据无效则标志窗口显示字母F,与此同时蜂鸣器发出一声“嘀”的报警。设置成功后LCD屏的设置显示行将设置的数据显示在液晶屏上。温度比较子程序流程图如图5所示。
用开关模拟水质。如果开关不闭和,则说明水质良好经软件判断可以由上桶向下桶注水;如果开关闭和,则说明水质不好,则经软件判断不可以由上桶向下桶注水,并且蜂名器发出报警。
4 防干扰措施
为增强系统稳定性,对系统做以下防干扰处理。
4.1 硬件防干扰
数字地和模拟地加以区分:在数字地和模拟地之间用0欧姆的电阻将其相隔离,以免数字信号通过地线对模拟信号产生影响。
防止外界干扰:在部分芯片的电源和地之间加上一个小的滤波电容防止外界的干扰信号对本系统产生影响。
4.2 软件防干扰
在程序中加入一些NOP、LJMP指令防止程序出错造成的影响。键盘非法输入标志窗口显示字母F,同时蜂鸣器发出报警,以示提醒。
5 系统指标测试
测试环境;星研集成软件环境
测试结果如下表:
项目 基本要求 发挥部分要求 实际指标
温度精度0.1℃ 0.1℃ 0.1℃
深度精度10CM 2CM 2CM
水质检测 传感器 开关模拟
温度设定值误差≤1℃ 0.5℃ 0.5℃
备注:表中的水质检测因其所对应的传感器的价格昂贵,故用开关模拟水质检测信号。
参考文献
[1] 刘守义,杨宏丽.单片机应用技术.西安:电子科技大学出版社,2007.8.
[2] 夏路易,石宗义. 电路原理图与电路板设计教程.北京:希望电子出版社,2009.6.
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