单片机水压检测与控制系统的设计（综合）

河北科技师范学院欧美学院

《单片机原理课程设计》

说 明 书

题 目： 单片机水压检测与控制系统的设计（综合）

学院（系）： 河北科技师范学院机电系

年级专业： 电气工程及其自动化专业 学 号： 9311110117 学生姓名： 王锦超

同组学生： 王世峰 张旺 指导教师： 刘士光

摘要:为了确保水电厂的安全运行，防止不良事故的发生，国内外煤矿研究所在此领域进行了很长时间的研究，开发出很多种类型的水压检测仪，但目前已有的水压检测仪器都普遍存在着体积较大、安装复杂、操作不便、智能化程度低等缺点。因此开发研制精确检测仪对促进水利行业的安全生产具有重要的现实意义。本文从硬件和软件两方面介绍了MCS-51单片机温度控制系统的设计思路，对硬件原理图和程序框图作了简捷的描述。

关键词:MCS-51单片机；温度；软硬件；硬件原理图；程序框图；设计

单片机是指一个集成在一块芯片上的完整计算机系统。尽管他的大部分功能集成在一块小芯片上，但是它具有一个完整计算机所需要的大部分部件：CPU、内存、内部和外部总线系统，目前大部分还会具有外存。同时集成诸如通讯接口、定时器，实时时钟等外围设备。而现在最强大的单片机系统甚至可以将声音、图像、网络、复杂的输入输出系统集成在一块芯片上。

1．目的和意义

1.1 设计的目的

（1）掌握A/D和D/A转换与单片机的接口连线。

（2）了解A/D和D/A芯片转换性能及编程方法。 （3）通过实验了解单片机如何进行数据采集。 （4）进一步掌握八段数码管的使用和编程方法。 （5）了解八段数码管显示的原理。

1.2 设计方案

通过应用单片机控制水压系统的设计，能够加强对水利设施的监控水平，智能化的监控可以提高监控过程的安全性能，减少人力资源的消耗，对于提高水利设备的监管具有重要的意义。水流超过水平界限后，容易发生事故从而造成巨大的经济损失，甚至危及人们的生命财产安全。随着水利技术手段的不断改进，安全上的隐患也越来

越少。因此把水利设备控制住，就能实现水电设施安全生产状况的稳定，也就能够保障水电工业的持续健康发展。所以，对水库进行快速准确的检测显得尤其重要，对水压检测仪表的研究和开发也一直是人们关注的问题。

水位控制系统包括水位检测和阀门开度的控制。水位信号可以通过压力传感器检测得到，阀们开度由输出的电压进行控制。采用单片机单片机来控制水箱水位可以更好的达到自动化，可以取得较好的控制效果具体说明如下图1

图1

2．硬件电路的设计

2.1 CPU系统

图2为主机系统电路图。控制功能一般，程序并不复杂。因此选择8031作为CPU，

选择2732（4K）作为EPROM，74LS373作为低8位地址锁存器。

图2

2.2压力检测

系统采用单片机作为数字控制器的处理器，其中，由压力变送器传送来的电流信号经过A/D转换进入微处理器，经微处理器计算处理，将输出数字量进行D/A 转换送给电动执行机构，具体结构如图3

图3

压力传感器26PCBFA6D属于HONEYWELL的流通系列,流通表压,真空;信号调理：非放大式;压力范围：± 30 psi;接口类型：流通式 。

压力传感器26PCBFA6D的简单介绍： 属于小型压力传感器，电路板安装类型。可在紧凑型封装内提供可靠的表压传感性能。该传感器具备经过验证的传感技术，采用专门的压阻微加工传感元件。低功耗、非放大、补偿型惠斯通电桥电路设计在 1.0 psi 到 250 psi 传感范围内提供内在稳定的 mV 输出。 压力系统结构图如下图3.1：

图 3.1

采用水压压力与该水的高度成比例的原理，当水位传感器投入到被测液体中某一深度时，传感器迎液面受到的压力公式为：Ρ=ρ.g.H + Po式中：P：变送器迎液面所受压力ρ：被测液体密度g：当地重力加速度Po：液面上大气压H：变送器投入液体的深度

同时，通过导气不锈钢将液体的压力引入到传感器的正压腔，再将液面上的大气压Po与传感器的负压腔相连，以抵消传感器背面的Po，使传感器测得压力为：ρ.g.H，显然,通过测取压力P，可以得到液位高度.

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