專利名稱：基于超聲波傳感器的水位自動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)測與控制裝置，尤其涉及一種基于超聲波傳感器的水位自動控制裝置。
背景技術(shù)：
目前國內(nèi)在液位自動控制方面缺少長期可靠的使用范例，還沒有適用于液位測量和自動控制的定型產(chǎn)品。因此，開展液位自動控制的研究工作十分必要。系統(tǒng)為一個水位監(jiān)測與控制裝置，通過鍵盤可以設定瓶內(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)使瓶內(nèi)的液位達到設定值，液位超過25cm或低于2cm時會發(fā)出警報。顯示器能實時顯示當前液位狀態(tài)和瓶內(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行準確測量，然而連接電纜中的通氣會受到環(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，會影響精度或者輸出漂移。同時，結(jié)露過快，變送器的使用壽命也會大大縮短。此壓力傳感器容易受到環(huán)境的影響而造成測量不準確，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散壓敏電阻；硅平膜片在微小變形時有良好的彈性特性，當硅片受壓后，膜片的變形使擴散電阻的阻值發(fā)生變化；此變阻器容易受外部環(huán)境的影響，如溫度，從而造成測量不準確，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控制裝置。為達到以上目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案，本發(fā)明利用MCS-51單片機結(jié)合數(shù)字芯片、模擬電路，完成對水位的檢測和自動控制，其結(jié)構(gòu)要點在于主機通過鍵盤設定自己和從機的液位，單片機通過控制電磁閥調(diào)節(jié)主機液位，并把設定值與當前值顯示在LCD上；主機控制器通過485通訊對從機控制器傳輸設定值，從機控制器也可以如主機控制器一樣對液位進行控制，并通過LCD顯示主機給定值與當前液位值；利用485通訊把從機當前液位傳送給主機顯示出來。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行液位測量，使所測量的液位精度遠高于液位誤差不超過士 0. 3cm的要求。此外，本設計還應用了 MAX485通訊， 0CM4X8C液晶顯示LCD等芯片和元件，使設計更符合實際應用的要求，也相應的降低了軟件設計的難度。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空間。


圖1是系統(tǒng)框圖。
具體實施例方式本發(fā)明利用MCS-51單片機結(jié)合數(shù)字芯片、模擬電路，完成對水位的檢測和自動控制，其結(jié)構(gòu)要點在于主機通過鍵盤設定自己和從機的液位，單片機通過控制電磁閥調(diào)節(jié)主機液位，并把設定值與當前值顯示在IXD上；主機控制器通過485通訊對從機控制器傳輸設定值，從機控制器也可以如主機控制器一樣對液位進行控制，并通過IXD顯示主機給定值與當前液位值；利用485通訊把從機當前液位傳送給主機顯示出來。本發(fā)明的硬件電路包括最小系統(tǒng)電路、液位控制及報警電路、ICL7135信號采集傳輸電路、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外擴了 I/O接口 ；本電路需外接一個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外擴了 PA、PB、PC共M個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可供其它擴展使用。ICL7135信號采集傳輸電路由一個小型集成電路來實現(xiàn)，采樣后的信號經(jīng)過電位器送到ICL7135進行處理，將處理后信號直接送到單片機最小系統(tǒng)，ICL7135量程為0 2V，基準電壓由MC1403輸出(2. 5V)分壓獲得IV電壓。HC240是八位緩沖線/線驅(qū)動器，內(nèi)含八個具有三態(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EN控制四個緩沖器，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，選擇A輸出；S為高電平時，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控制裝置，利用MCS-51單片機結(jié)合數(shù)字芯片、模擬電路，完成對水位的檢測和自動控制，其特征在于主機通過鍵盤設定自己和從機的液位，單片機通過控制電磁閥調(diào)節(jié)主機液位，并把設定值與當前值顯示在LCD上；主機控制器通過485 通訊對從機控制器傳輸設定值，從機控制器也可以如主機控制器一樣對液位進行控制，并通過IXD顯示主機給定值與當前液位值；利用485通訊把從機當前液位傳送給主機顯示出來。
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、液位控制及報警電路、ICL7135信號采集傳輸電路、鍵盤和顯示模塊。
全文摘要
基于超聲波傳感器的水位自動控制裝置，本發(fā)明涉及一種水位監(jiān)測與控制裝置，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控制裝置。本發(fā)明利用MCS-51單片機結(jié)合數(shù)字芯片、模擬電路，完成對水位的檢測和自動控制，其結(jié)構(gòu)要點在于主機通過鍵盤設定自己和從機的液位，單片機通過控制電磁閥調(diào)節(jié)主機液位，并把設定值與當前值顯示在LCD上；主機控制器通過485通訊對從機控制器傳輸設定值，從機控制器也可以如主機控制器一樣對液位進行控制，并通過LCD顯示主機給定值與當前液位值；利用485通訊把從機當前液位傳送給主機顯示出來。
文檔編號G05D9/12GK102455712SQ201010515728
公開日2012年5月16日 申請日期2010年10月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月22日
發(fā)明者周夢昵 申請人:周夢昵