储粉仓粉位高度控制系统.docx

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1、一电力。令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：储粉仓粉位高度限制系统指导老师：职称:2015年6月2日书目一、设计方案1二、工作原理傅谡:未定义书签.2. 1流程框图错慢:未定义书签.2.2工作原理借误:未定义书签.三、硬件设计暂误:未定义书筌.3. 1传感涔俯谡:未定义书筌.3.2 单片机电路设计23. 2.1AT89C51功能与引脚分布24. 2.2振荡方式的选择45. 2.3岌位电路的设计53.3 AD转换电路的设计53. 3.1ADC0809主要信号引脚的功能64. 3.2DC0809与AT851单片机的连接75. 3.3转换数据的传送83.4 键盘输入电路的

2、设计93 .4.1按键去抖94 .4.2健盘扫描方法103.5 数显输出电路的设计10四、软件设计部分借慢:未定义书签.4. 1原理图的绘制错误!未定义书筌.4.2潦程图的设计错误!未定义书笠.五、参考文献错误:未定义书签.1 .设计方案利用单片机为限制核心，设计一个对锅炉煤粉粉位进行监控的系统.依据监控对象的特征，要求实时检测煤粉的粉位高度，并与起先预设定值做比较，由单片机限制固态维电蹲的开断进行粉位的调整，圾终达到粉位的预设定值。检测值若高于上限设定值时，要求报警，断开维电器，限制送粉器停止送粉：检测值若低丁下限设定值，要求报警，开启维电器，限制送粉器起先送粉，现场实时显示测量值，从而实现

3、对煤粉粉位的监控。2.1流程框图图1悒炉粉位自动限制系统工作流程框图2 .2工作原理基于单片机实现的液位限制器是以AT8C951芯片为核心，由键盘、数码显示、A/D转换、传感器，电源和限制部分等组成“工作过程如下：煤粉粉位位发生变更时，由测蚊粉位的传感器ZNZC煤粉仓歪钵料位计测出，并转化为4-20MA标准信号送入A/D转换器，A/D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，依据设定要求限制输出，同时数码管显示粉位高度。通过键盘设置粉位高、低和限定值以与强制报警值。该系统限制器特点是直观地显示粉位而度，可随意限制粉位百度。3 .硬件设计液位限制器的硬件主要包括由传感

4、器（带变送涔）、堆片机、梃盘电路、数码显示电路、A/D转换器和输出限制电路等。3.1 传感器ZNZC重锋式料位计主要用于测量料仓与各种储料排中的物料高度，运用户牢苑的驾驭料仓中的料位.可用来测员各种困难环境料仓的料位,包括粉状,颗粒状与块状物料等介质.广泛应用于化工,食品,冶金,水电,水泥,塑料,采矿与其他工业领域.总览重锤式料位计由机械传动部分.仪表限制部分,探测锦三部分组成。特点设计结构新奇,功能强大.可实现24小时自动测量。图】ZNZC引脚图表1ZNZC传感器参数参考操作条件环境温度：-5C与OC最小介质密度：300g1.（更小密度需定制）最小测量时间间隔：测量高度5m3m测员高度IOm

5、6m测珏高度20n12m测量高度30n18m机械传动部分测证范围：最大30m测量精度：008m测量速度：0.15ms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仪表限制部分供电电压:C220V,50Hz功耗：75W信号输出：420mA显示：4位1.CD重量：3Kg3.2 单片机电路设计3.2.1 AT89C51功能与引脚分布本次课程设计基于AT89C51单片机，AT89C51是一种带IK字节闪耀可编程可.擦除只读存储器的低电压，高性能CMoS8位微处理器，俗称单片机AT89C2051是一种带2K字节闪耀可编程可擦除只读存储器的单片机.单片机的可擦除只读存储器可

6、以反史擦除100次。该器件采纳，VrME1.高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪犍存储器组合在单个芯片中，ATME1.的AT89C51是一种高效微限制器。AT89C总片机为许多嵌入式限制系统供应了种敏挽性高且价廉的方案。引脚分布如下图3.2.1所示:PDIPP1OCX-fJvccP11C22POOAXP1.2C3JP01(ADI)P13C43P0ADZ)P14匚5JP03(AD3)P1.SC63PO.”(AO4)P1匚1JPO5(AD5)p.rc83POA(AD6)RSTC91PO.7SDT)(RXD)P30匚03tvpp(

7、TXO)P3，C11JA1.E2ROUnTP3C123PSTn(1NT1)P33C13P27(A15)(TO)P3.4CM3P2A(A14)(T1.)P35匚WK)P3C15JP25(A13)Wnp24(A12)(RD)P37C7JP23(A11)XTAj1.2匚YBJP2A10)XTA1.1CZJPZI(A9)GNDC203P2.0图3.2.1AT89C51与引脚分布VCC：供电电压。GND：接地P0三Po口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可汲取8TT1.门电流。当P1.口的管脚第次写1时，被定义为高阻输入。PO能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位.在F1.ASH

8、编程时，PO口作为原码输入口，当F1.ASH进行校验时，PO输出原码，此时Po外部必需被拉高。P1.口:P1.口是一个内部供应上拉电阻的8位双向I/O口，P1.口位冲向能接收输出4TT1.门电流.PI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常，聘输出电潦，这是由于内部上拉的原因。在F1.AS1.I编程和校验时，P1.口作为第八位地址接收。1,2口：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向1/0口，P2口缓冲器可接收，输出4个TT1.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口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的

9、原因.P2口当用丁外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的商八位。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口输出其特别功能寄存涔的内容。P2口在F1.ASH编程和校验时接收高八位地址信号和限制信号。P311:P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向1/0口，可接收输出4个TT1.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将输出电流（I1.1.）这是由于上拉的原因。P3也可作为AT89C51的一些特别功能口，如下表所示：管脚备选功能P3.0RXD（串行输入口）P3.1TX

10、D（串行输出口）P3.2/INTO（外部中断0）P3.3/INT1.（外部中断1）P3.4TO（记时器。外部输入）P3.5T1.（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同时为闪耀编程和编程校验接收一些限制信号。RST:复位输入。当振荡落红位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平常间。A1.E/PROG：当访问外部存储揖时，地址锁在允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。在F1.ASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。在平常，A1.E端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此须奉为振荡器频率的6,因此它可用作对外部输出的脉冲或用手定时目的.

11、然而要济意的是：每当用作外部数据存储器时，将跳过一个A1.E脉冲。如想禁止ME的输出可在SFR8即地址上置0。此时，A1.E只有在执行MoYX,MOVC指令是A1.E才起作用。另外.该引脚被略微拉高。假如微处理罂在外部执行状态A1.E禁止，置位无效./PSEN：外部程序存储器的选通信号。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，这两次有效的/PSEN信号将不出现./EA/VPP：当/EA保持低电平常，则在此期间外部程序存储器（OOOoH-FmqD,不管是否有内部程序存储器。留意加密方式I时，/EA将内部锁定为RESET：当/EA端保持高电平常，此间内

12、部程序存储冷。在F1.ASH编程期间,此引脚也用于施加12V编程电源（VPP）。XTA1.1.:反向振荡放大器的输入与内部时钟工作电路的输入。XTA1.2：来自反向振荡器的输出。本次设计用到的是内部振荡方式，这种方式下在X1.和X2两端跻接石英晶体与两个电容，如下图所示，这样就和内部的反响放大器构成稳定的自J振荡器。电容C1.和C2通常取30pF,可稳定频率并对正值频率有微调作用。接线图如下：XTA1.2XTA1.IGNO图3.2.2内部振藩方式3.2.3复位电路的设计宓位电路的基本功能是：系统上电时供应夏位信号，直至系统电源稳定后，撤销复位信号.为牢常起见，电源稳定后还要经确定的延时才撤销兔

13、位信号，以防电源开关或电源插头分-合过程中引起的抖动而影响复位。图1所示的RC狂位电路可以实现上述基本功能，图3为其输入-输出特性。但解决不了电源毛剌（A点）和电源缓慢下降（电池电压不足等问题而且调整RC常数变更延时会令驱动实力变差。左边的电路为高电平复位有效右边为低电平Sm为手动红位开关Ch可避开高频谐波对电路的干扰。电路图如下：XCC41k图323狂位电路本次课程设计运用AD转换器件是N)CO809,八Deo809是8路模拟信号的分时采集，片内有8路模拟选通开关，以与相应的通道抵制锁存用注码电路.其转换时间为100US左右，ADC0809芯片为28引脚为双列直插式封装，具引脚分布图如下:图

14、3.3ADO8O9引脚图3.3.1A/DC0809主要信号引脚的功能IN7-IN0模拟地输入通道A1.E地址锁存允许信号。对应A1.E上跳沿，A、B、C地址状态送入地址锁存器中。START转换启动信号。START上升沿时，豆位ADCo809：START卜降沿时启动芯片，起先进行A/D转换：在A/D转换期间，START应保持低电平.本信号有时简写为ST.A、kC地址线。通道端口选择线，A为低地址，C为高地址，引脚图中为ADDA,ADDB和ADDC。其地址状态与通道对应关系见表97。C1.K时钟信号。ADCo809的内部没有时钟电路，所需时钟信号由外界供应,因此有时钟信号引脚。通常运用频率为500KHZ的时钟信号EOC转换结束信号。EOC=O,正在进行转换：EoC=I,转换结束。运用中该状态信号即可作为查询的状态标记，又可作为中断恳求信号运用.D-D1,一数据输出线。为三态缓冲输出形式，可以和雎片机的数据线干脆相连。D.为最低位，D：为最高OE输出允许信号.用T限制三态输出锁存器向单片机输出转换得到的数据。OE=O,输出数据线呈新阻；OE=I,输出转换得到的数据。Vcc+5V电源。Vref参考电源参考电压用来与输入的模拟信号进行比较，作为逐次靠近的基准。其典型值为+5理Vrer=+5V,Vref=-5V).3.3.2A/D