專利名稱：基于超聲波傳感器的水位自動(dòng)控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種水位監(jiān)測(cè)與控制裝置，尤其涉及一種基于超聲波傳感器的水位自動(dòng)控制裝置。
背景技術(shù)：
目前國(guó)內(nèi)在液位自動(dòng)控制方面缺少長(zhǎng)期可靠的使用范例，還沒有適用于液位測(cè)量和自動(dòng)控制的定型產(chǎn)品。因此，開展液位自動(dòng)控制的研究工作十分必要。系統(tǒng)為一個(gè)水位監(jiān)測(cè)與控制裝置，通過鍵盤可以設(shè)定瓶?jī)?nèi)液位(0 25cm內(nèi)的任意值)，并通過控制電磁閥 (或類似于電磁閥的裝置)使瓶?jī)?nèi)的液位達(dá)到設(shè)定值，液位超過25cm或低于2cm時(shí)會(huì)發(fā)出警報(bào)。顯示器能實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前液位狀態(tài)和瓶?jī)?nèi)液體重量以及閥門狀態(tài)。目前的液位壓力傳感器大部分是投入式靜壓液位變送器，而投入式靜壓液位傳感器只有參考大氣壓才能進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)量，然而連接電纜中的通氣會(huì)受到環(huán)境的影響，造成氣管內(nèi)壁冷凝，結(jié)露。露水滴到電子器件和傳感器上，會(huì)影響精度或者輸出漂移。同時(shí)，結(jié)露過快，變送器的使用壽命也會(huì)大大縮短。此壓力傳感器容易受到環(huán)境的影響而造成測(cè)量不準(zhǔn)確，并且安裝不方便。壓阻式傳感器是用集成電路工藝直接在硅平膜片上按一定晶向制作擴(kuò)散壓敏電阻；硅平膜片在微小變形時(shí)有良好的彈性特性，當(dāng)硅片受壓后，膜片的變形使擴(kuò)散電阻的阻值發(fā)生變化；此變阻器容易受外部環(huán)境的影響，如溫度，從而造成測(cè)量不準(zhǔn)確，而且體積一般比較大，不易安裝、不易攜帶；一般其精確度也比較低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明就是針對(duì)上述問題，提供一種精度高，體型小的基于超聲波傳感器的水位自動(dòng)控制裝置。為達(dá)到以上目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案，本發(fā)明利用MCS-51單片機(jī)結(jié)合數(shù)字芯片、模擬電路，完成對(duì)水位的檢測(cè)和自動(dòng)控制，其結(jié)構(gòu)要點(diǎn)在于主機(jī)通過鍵盤設(shè)定自己和從機(jī)的液位，單片機(jī)通過控制電磁閥調(diào)節(jié)主機(jī)液位，并把設(shè)定值與當(dāng)前值顯示在LCD上；主機(jī)控制器通過485通訊對(duì)從機(jī)控制器傳輸設(shè)定值，從機(jī)控制器也可以如主機(jī)控制器一樣對(duì)液位進(jìn)行控制，并通過LCD顯示主機(jī)給定值與當(dāng)前液位值；利用485通訊把從機(jī)當(dāng)前液位傳送給主機(jī)顯示出來。發(fā)明的有益效果使用S18UUA超聲波傳感器，ICL7135等高精度芯片和儀器進(jìn)行液位測(cè)量，使所測(cè)量的液位精度遠(yuǎn)高于液位誤差不超過士 0. 3cm的要求。此外，本設(shè)計(jì)還應(yīng)用了 MAX485通訊， 0CM4X8C液晶顯示LCD等芯片和元件，使設(shè)計(jì)更符合實(shí)際應(yīng)用的要求，也相應(yīng)的降低了軟件設(shè)計(jì)的難度。在軟件上，采用規(guī)范化的編程方法，有效的減少了程序所需要的存儲(chǔ)空間。


圖1是系統(tǒng)框圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明利用MCS-51單片機(jī)結(jié)合數(shù)字芯片、模擬電路，完成對(duì)水位的檢測(cè)和自動(dòng)控制，其結(jié)構(gòu)要點(diǎn)在于主機(jī)通過鍵盤設(shè)定自己和從機(jī)的液位，單片機(jī)通過控制電磁閥調(diào)節(jié)主機(jī)液位，并把設(shè)定值與當(dāng)前值顯示在IXD上；主機(jī)控制器通過485通訊對(duì)從機(jī)控制器傳輸設(shè)定值，從機(jī)控制器也可以如主機(jī)控制器一樣對(duì)液位進(jìn)行控制，并通過IXD顯示主機(jī)給定值與當(dāng)前液位值；利用485通訊把從機(jī)當(dāng)前液位傳送給主機(jī)顯示出來。本發(fā)明的硬件電路包括最小系統(tǒng)電路、液位控制及報(bào)警電路、ICL7135信號(hào)采集傳輸電路、鍵盤和顯示模塊，最小系統(tǒng)板是以80C52單片機(jī)為內(nèi)核，CPU外接11. 0592MHz的晶振，主要由74LS373鎖存電路、74LS138譯碼電路以及按鍵、顯示器件、ICL7135及其外圍典型電路組成，并用8255外擴(kuò)了 I/O接口 ；本電路需外接一個(gè)AC220/9V的變壓器，變壓器的二次側(cè)通過整流濾波后輸入CW7805便可得到+5V電壓，此電壓做最小系統(tǒng)的電源。系統(tǒng)中通過8255外擴(kuò)了 PA、PB、PC共M個(gè)I/O 口，以便作為系統(tǒng)的輸入輸出通道，用74LS138的輸出作為各個(gè)芯片的譯碼選擇端，除最小系統(tǒng)中使用的YO TO外，還有W Y7可供其它擴(kuò)展使用。ICL7135信號(hào)采集傳輸電路由一個(gè)小型集成電路來實(shí)現(xiàn)，采樣后的信號(hào)經(jīng)過電位器送到ICL7135進(jìn)行處理，將處理后信號(hào)直接送到單片機(jī)最小系統(tǒng)，ICL7135量程為0 2V，基準(zhǔn)電壓由MC1403輸出(2. 5V)分壓獲得IV電壓。HC240是八位緩沖線/線驅(qū)動(dòng)器，內(nèi)含八個(gè)具有三態(tài)輸出反相緩沖器；三態(tài)輸出的反相緩沖器，輸出允許控制端(ΕΝΑ、ENB)，每一個(gè)EN控制四個(gè)緩沖器，1Α、2Α數(shù)據(jù)輸入，1Υ、2Υ輸出，HC157是四路二選一開關(guān)，1為選擇輸入端，S為低電平時(shí)，選擇A輸出；S為高電平時(shí)，選擇B輸出ICL7135的B⑶碼的位選通輸出端D1-D5分別接8位可編程邏輯接口電路8255的PAO ΡΑ3和PBO ΡΒ4，CPU可讀取各個(gè)位的狀態(tài)并判斷，從而在ICL7135的Bl B8輸出端讀取B⑶數(shù)據(jù)。
權(quán)利要求
1.基于超聲波傳感器的水位自動(dòng)控制裝置，利用MCS-51單片機(jī)結(jié)合數(shù)字芯片、模擬電路，完成對(duì)水位的檢測(cè)和自動(dòng)控制，其特征在于主機(jī)通過鍵盤設(shè)定自己和從機(jī)的液位，單片機(jī)通過控制電磁閥調(diào)節(jié)主機(jī)液位，并把設(shè)定值與當(dāng)前值顯示在LCD上；主機(jī)控制器通過485 通訊對(duì)從機(jī)控制器傳輸設(shè)定值，從機(jī)控制器也可以如主機(jī)控制器一樣對(duì)液位進(jìn)行控制，并通過IXD顯示主機(jī)給定值與當(dāng)前液位值；利用485通訊把從機(jī)當(dāng)前液位傳送給主機(jī)顯示出來。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于超聲波傳感器的水位自動(dòng)控制裝置，其特征在于本發(fā)明的硬件電路包括最小系統(tǒng)電路、液位控制及報(bào)警電路、ICL7135信號(hào)采集傳輸電路、鍵盤和顯示模塊。
全文摘要
基于超聲波傳感器的水位自動(dòng)控制裝置，本發(fā)明涉及一種水位監(jiān)測(cè)與控制裝置，本發(fā)明提供一種精度高，體型小的基于超聲波傳感器的水位自動(dòng)控制裝置。本發(fā)明利用MCS-51單片機(jī)結(jié)合數(shù)字芯片、模擬電路，完成對(duì)水位的檢測(cè)和自動(dòng)控制，其結(jié)構(gòu)要點(diǎn)在于主機(jī)通過鍵盤設(shè)定自己和從機(jī)的液位，單片機(jī)通過控制電磁閥調(diào)節(jié)主機(jī)液位，并把設(shè)定值與當(dāng)前值顯示在LCD上；主機(jī)控制器通過485通訊對(duì)從機(jī)控制器傳輸設(shè)定值，從機(jī)控制器也可以如主機(jī)控制器一樣對(duì)液位進(jìn)行控制，并通過LCD顯示主機(jī)給定值與當(dāng)前液位值；利用485通訊把從機(jī)當(dāng)前液位傳送給主機(jī)顯示出來。
文檔編號(hào)G05D9/12GK102455712SQ201010515728
公開日2012年5月16日 申請(qǐng)日期2010年10月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月22日
發(fā)明者周夢(mèng)昵 申請(qǐng)人:周夢(mèng)昵