1、毕业设计（论文）外文翻译原文题目DESIGNOFTHEMEASURINGINSTRUMENTTOTHELIQUIDLEVELBASEDONMSP430SCM基于MSP430单片机的液位测量仪设计摘要本文介绍了基于MSP430系列单片机的液位测量仪的组成、原理、硬件及软件设计，并介绍了多路复用测量和控制仪器对液面测量和控制。该系统由压力传感器、信号处理电路、电磁阀、输出驱动电路、汉字液晶显示器、键盘、光报警电路和MSP430MCU组成，实现了液位自动监测和自动报警功能。关键词液位测量、主从通信、MSP430SCM、V/F转换类数中国图书分类TP273文献标示码B1前言测量和控制仪表的液位表属于智
2、能仪表，是20世纪70年代开发成功的。这是一个智能的可综合测量和可控制相结合的产品，可在许多工业领域用于测量各种介质的液位。例如石化、冶金、电工、电力、制药、环保产业。该仪器可以测量液位，并能计算出它的重量，所以它可以用来测量、控制液体静态、动态地品种，还有全球自动报警功能。2系统设计21液位传感器的选择有各种各样的传感器可以用于液位测量，例如压力传感器、超声波传感器、浮动式传感器等。系统设计不仅需要实现测量液位的功能，还要探测出液体的重量。在实验中，检测液体的重量P是直接通过计算获得，这是P高S（H为液体公分，S是圆的面积，是液体密度）。因此，用1厘米的液体测量结构系统来提高测量液体重量的测
3、量精度。此外，我们认为，压力传感器接口电路比超声波传感器容易，所以我们决定采用压力传感器。22MSP430系列单片机MSP430单片机的低功耗16位单片机，具有典型特征的SOC，大量的外围集成设备。特别是微调波特率内部集成器件，它可以使任何单片机晶体振荡器工作在32768HZ以上（但不超出晶体振荡器上限），其通信频带率的选择没有小数限制，也就是说，它可以使用许可频带率范围内的晶体振荡器工作在任何的频率值。此外，MSP430单片机内部集成有温度传感器，因此它可以很方便的实现对压力传感器测量液位的温度补偿。此外，MSP430系列单片机针对不同的模块有不同的应用和微控制器，还设计了电池供电，它可以工
4、作很长时间。23模拟信号转换技术因为执行单位是电磁阀，很容易产生电磁干扰，从而使系统必须有足够的抗干扰能力，来保证工作。有两种方法来提高系统的抗干扰能力一种方法是直接使用器单片机A/D转换模块，它的特点是它不需要外围电路，具有很快的采样率，但抗干扰能力差。另一种方法是用V/F转换实现A/D转换。由于V/F转换利用电容电荷平衡的原则，实现电压到频率转换，因此，该方法具有较好的稳定性，更高的分辨率，更少的信号线，易于实现光电隔离，提高系统抗干扰能力，但转换速度较慢。通过比较和分析，我们认为，压力信号是一个缓慢的信号，一般不必使用快速采样，为了使系统具有较高的抗干扰能力，所以我们选择使用V/F转换器
5、。这个选择有更容易计算和处理，可以实现应用的测量精度等级要求，且易于实现实时控制。3系统总体结构及工作原理整个系统是由单片机主机系统、传感器信号处理电路、光报警电路、键盘、液晶显示、功率模块和通信模块等。作为系统数据总线接口，P1的作用是把输出的V/F信号转换为中断请求信号和连接电路，单片机P24，P26，P27引脚分别控制执行单元的电磁阀信号，控制输入和输出电磁阀开关。引脚P25控制光报警电路的信号。键盘接口电路、单片机控制和六针系统的按键，是通过P30，P31和P32引脚控制的。74HC245系统输出信号、数据和控制信号LCD液晶汉字界面是通过P30和P33引脚控制的。P34和P35作为单
6、片机串行通信的数据总线，并连接到节点之间的通信电路之间提供从网站主站点和串行通信。电源模块系统可以生成的，33V，5V和5伏的电压值,可以为接口电路主机系统和传感器提供稳定的工作电压值。该系统通过压力传感器对液体压力进行数据采集,在V/F转换模块中对液位高度和液体的重量实现高精度测量。该系统在液位超越报警电路时自动进行光学报警。用户可以通过键盘输入和输出来设定上限和下限液位，通过使用液体体积一些参数，使液面保持在设定值。该系统可在容器液位液晶显示器上显示上、下限液位，液体的重量。主站点可以控制任何从站点，同时完成八个从站点和主站点之间站点的通信。主站点有该系统的整体功能，可设置上下所有从站点液
7、位限制。当它在检测电路时，主站点可以任意设置从站点数量和从站点液位的高度。主站点可以进行光报警，并显示从站点的数量，当发现从站点液位超过主站点设定值时发出警报。同时，主站点通过通信模块接收从站点传输的数量和液位报警信号，控制从站点的信息，并执行自动报警和解除。从站点的数量可以任意设定。该系统实时显示在工作环境中的时间和温度。4系统硬件电路设计41V/F转换电路设计见图2，输入电压从引脚7输入，通过射频追随者的LM331，电阻RD7可以抵消漂移引脚6的影响，减少频率误差。RD13选择51K抗性CD1滤波电容器来减少以RD10,RD11,CD2引起的LM331的误差偏差。逐步改变引脚6和引脚7的输
8、入。输入电压阶跃变化将导致输出频率变化，如果CD3大于CD1系统将立即停止。电阻和电容的引脚6针会产生滞后效应,以获得更强的线性关系。图2V/F转换电路42液体检测和控制电路该系统通过压力传感器采集的数据信号，用运算放大器放大信号。放大后的信号传送到V/F转换进行电压频率转换，输出频率信号作为中断请求传给单片机的P24引脚，并将其转化为液面位置，并根据设定液位的上限和下限可以控制相应的电磁阀，保持液面高度与设定值一致。通过LED灯方便调试观察电路每个电磁阀的工作状态，并表明，目前的工作是输出液阀或输入液阀。该控制电路见图3。图3液体检测和控制电路43光报警电路设计在光报警电路是由三极管，发光二
9、极管，电阻，电容和蜂鸣器组成。液位测量值超过设定值时，单片机将发出警报。当LED点亮后，接受报警信号，蜂鸣器会产生光声探测报警。5系统硬件设计结构模块可划分成六大模块，即系统初始化模块，液晶显示模块系统的硬件设计，按键识别和处理模块，液位检测和控制模块，与主站点和从站点通信模块检测模块和时间环境温度。该系统初始化系统模块设置参数，这是显示缓冲，堆栈指针，操作标志和登记工作，每一个I/O端口，系统定时器模块和通信模块的干中断设置等。键盘模块负责识别和处理，通过按键调用相应的处理子程序处理工作进行，实现设置输入和输出液量及上，下限报警极限，可以手动通过按键控制每一电磁阀。当液体超过报警限时该系统将
10、调用液位检测和控制模块进行相应的控制，并作出相应的电磁阀的行为。通过使用通讯模块主站点，系统将自动检测和控制发送相关的数据和控制参数。每个从站点的现场检测和控制，会拦截主站点发送不正常数据，并会立即处理。6结束该仪器可广泛适用于测量水，油，酸，酒和饮料等液体水平高低。它可以自动根据输入和输出的液体设定的控制上限和下限液位，并具有多种在线功能。它具有性能稳定等优点，具有体积小，测量和控制准确，灵敏，安装和使用安全方便，并具有低功耗。目前，已投入使用的食品企业。16位SCMMSP430具有较高的性能和在低功率系统中比851位系列单片机更好用。对测量的方法是非常简单，精度高，具有很广的范围，具有重量和主从在线模型的功能。
