储粉仓粉位高度控制系统.doc
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1、课 程 设 计 说 明 书学生姓名:学 号:学 院:自动化工程学院班 级:题 目:储粉仓粉位高度控制系统 指导教师: 职称: 2015年6月2 日 目录一、设计方案、1二、工作原理12、1 流程框图12、2 工作原理1三、硬件设计23、1 传感器23、2 单片机电路设计33、2、1 AT89C51功能及引脚分布33、2、2 振荡方式得选择53、2、3 复位电路得设计53、3 AD转换电路得设计63、3、1 ADC0809主要信号引脚得功能63、3、2 ADC0809与AT851单片机得连接73、3、3 转换数据得传送83、4 键盘输入电路得设计93、4、1 按键去抖93、4、2 键盘扫描方法1
2、03、5 数显输出电路得设计11四、软件设计部分124、1 原理图得绘制124、2 流程图得设计13五、参考文献131. 设计方案利用单片机为控制核心,设计一个对锅炉煤粉粉位进行监控得系统。根据监控对象得特征,要求实时检测煤粉得粉位高度,并与开始预设定值做比较,由单片机控制固态继电器得开断进行粉位得调整,最终达到粉位得预设定值。检测值若高于上限设定值时,要求报警,断开继电器,控制送粉器停止送粉;检测值若低于下限设定值,要求报警,开启继电器,控制送粉器开始送粉。现场实时显示测量值,从而实现对煤粉粉位得监控。2、1流程框图煤粉粉位ZNZC煤粉仓重锤料位计ADC08098051键盘蜂鸣器存储器数码管
3、DAC7512N/50送粉器 图1锅炉粉位自动控制系统工作流程框图2、2工作原理基于单片机实现得液位控制器就是以AT8C951芯片为核心,由键盘、数码显示、AD转换、传感器,电源与控制部分等组成。工作过程如下:煤粉粉位位发生变化时,由测量粉位得传感器ZNZC煤粉仓重锤料位计测出,并转化为4-20MA标准信号送入AD转换器,AD转换器把模拟信号变成数字信号量,由单片机进行实时数据采集,并进行处理,根据设定要求控制输出,同时数码管显示粉位高度。通过键盘设置粉位高、低与限定值以及强制报警值。该系统控制器特点就是直观地显示粉位高度,可任意控制粉位高度。3、硬件设计液位控制器得硬件主要包括由传感器(带变
4、送器)、单片机、键盘电路、数码显示电路、AD转换器与输出控制电路等。3、1传感器 ZNZC重锤式料位计主要用于测量料仓及各种储料罐中得物料高度, 使用户可靠得掌握料仓中得料位、 可用来测量各种复杂环境料仓得料位,包括粉状,颗粒状及块状物料等介质、 广泛应用于化工,食品,冶金,水电,水泥,塑料,采矿及其她工业领域、。总览重锤式料位计由机械传动部分,仪表控制部分,探测锤三部分组成。特点设计结构新颖,功能强大、可实现24小时自动测量。 图1 ZNZC引脚图 表1 ZNZC传感器参数参考操作条件环境温度: -5+60最小介质密度: 300g/L (更小密度需定制)最小测量时间间隔:测量高度 5m 3m
5、测量高度 10m 6m测量高度 20m 12m测量高度 30m 18m机械传动部分测量范围:最大30m测量精度:0、08m测量速度: 0、15m/s钢丝绳直径: 2mm钢丝绳材质: 304不锈钢探测锤重量: 2Kg整机重量: 30Kg仪表控制部分供电电压: AC220V,50Hz功耗: 75W信号输出: 420mA显示: 4位LCD重量: 3Kg3、2 单片机电路设计3、2、1 AT89C51功能及引脚分布本次课程设计基于AT89C51单片机, AT89C51就是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器得低电压,高性能CMOS8位微处理器,俗称单片机。AT89C2051就是一种带2K字节闪烁可
6、编程可擦除只读存储器得单片机。单片机得可擦除只读存储器可以反复擦除100次。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造,与工业标准得MCS-51指令集与输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU与闪烁存储器组合在单个芯片中,ATMEL得AT89C51就是一种高效微控制器。AT89C单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉得方案。引脚分布如下图3、2、1所示:图3、2、1 AT89C51及引脚分布VCC:供电电压。GND:接地。P0口:P0口为一个8位漏级开路双向I/O口,每脚可吸收8TTL门电流。当P1口得管脚第一次写1时,被定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储器,它可以
7、被定义为数据/地址得第八位。在FIASH编程时,P0 口作为原码输入口,当FIASH进行校验时,P0输出原码,此时P0外部必须被拉高。P1口:P1口就是一个内部提供上拉电阻得8位双向I/O口,P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。P1口管脚写入1后,被内部上拉为高,可用作输入,P1口被外部下拉为低电平时,将输出电流,这就是由于内部上拉得缘故。在FLASH编程与校验时,P1口作为第八位地址接收。P2口:P2口为一个内部上拉电阻得8位双向I/O口,P2口缓冲器可接收,输出4个TTL门电流,当P2口被写“1”时,其管脚被内部上拉电阻拉高,且作为输入。并因此作为输入时,P2口得管脚被外部拉低,将输出电
8、流。这就是由于内部上拉得缘故。P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时,P2口输出地址得高八位。在给出地址“1”时,它利用内部上拉优势,当对外部八位地址数据存储器进行读写时,P2口输出其特殊功能寄存器得内容。P2口在FLASH编程与校验时接收高八位地址信号与控制信号。P3口:P3口管脚就是8个带内部上拉电阻得双向I/O口,可接收输出4个TTL门电流。当P3口写入“1”后,它们被内部上拉为高电平,并用作输入。作为输入,由于外部下拉为低电平,P3口将输出电流(ILL)这就是由于上拉得缘故。P3口也可作为AT89C51得一些特殊功能口,如下表所示:管脚 备选功能P3、0 RXD
9、(串行输入口)P3、1 TXD(串行输出口)P3、2 /INT0(外部中断0)P3、3 /INT1(外部中断1)P3、4 T0(记时器0外部输入)P3、5 T1(记时器1外部输入)P3、6 /WR(外部数据存储器写选通)P3、7 /RD(外部数据存储器读选通)P3口同时为闪烁编程与编程校验接收一些控制信号。RST:复位输入。当振荡器复位器件时,要保持RST脚两个机器周期得高电平时间。ALE/PROG:当访问外部存储器时,地址锁存允许得输出电平用于锁存地址得地位字节。在FLASH编程期间,此引脚用于输入编程脉冲。在平时,ALE端以不变得频率周期输出正脉冲信号,此频率为振荡器频率得1/6。因此它可
10、用作对外部输出得脉冲或用于定时目得。然而要注意得就是:每当用作外部数据存储器时,将跳过一个ALE脉冲。如想禁止ALE得输出可在SFR8EH地址上置0。此时, ALE只有在执行MOVX,MOVC指令就是ALE才起作用。另外,该引脚被略微拉高。如果微处理器在外部执行状态ALE禁止,置位无效。/PSEN:外部程序存储器得选通信号。在由外部程序存储器取指期间,每个机器周期两次/PSEN有效。但在访问外部数据存储器时,这两次有效得/PSEN信号将不出现。/EA/VPP:当/EA保持低电平时,则在此期间外部程序存储器(0000H-FFFFH),不管就是否有内部程序存储器。注意加密方式1时,/EA将内部锁定
11、为RESET;当/EA端保持高电平时,此间内部程序存储器。在FLASH编程期间,此引脚也用于施加12V编程电源(VPP)。XTAL1:反向振荡放大器得输入及内部时钟工作电路得输入。XTAL2:来自反向振荡器得输出。3、2、2 振荡方式得选择 本次设计用到得就是内部振荡方式,这种方式下在X1与X2两端跨接石英晶体及两个电容,如下图所示,这样就与内部得反响放大器构成稳定得自己振荡器。电容C1与C2通常取30pF,可稳定频率并对正当频率有微调作用。接线图如下:图3、2、2 内部振荡方式3、2、3 复位电路得设计复位电路得基本功能就是:系统上电时提供复位信号,直至系统电源稳定后,撤销复位信号。为可靠起
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