1. 研究目的与意义
流速、流量测量在热电生产、环保污水监测、农田排灌等领域具有广泛应用。
随着传感器技术、微电子技术、单片机技术的发展,为液体流量的测量提供了可能。
充分利用单片机丰富的硬件资源,配以适当的检测接口电路,可精确测量由涡流传感器输出的代表流量大小的脉冲信号。
2. 课题关键问题和重难点
设计一个具有无线通信功能的液体流量检测仪器,要考虑的是:1. 如何去选择合适的硬件;2. 熟悉相关单片机的结构及工作原理;3. 掌握相关单片机电路及其原理;4. 选择合适的涡流传感器,选择如何搭建电路或者说选择小系统版,选择合适的LCD显示等;5. 要编写相适用的代码,例如主程序、信号采集程序、显示程序、报警程序等;6. 单片机无线传输的组成。
对于此次毕设,我需要设计一个基于单片机的液体流量检测系统,实现对液体流量的检测,并将流量值实时显示在LCD数码管上,且如果流量值超过上下限范围,启用报警系统,实现报警。
对于此次毕设,我觉得难点在于:1. 如何利用单片机来控制流量的显示和相关参数的设定;2. 如何设计简单易行的流量传感器,各芯片的如何应用与合理搭接;3. 软件的编写如何简洁无误;4. 如何把一个能实现测量液体流速和流量小模块实现无线传输。
3. 国内外研究现状(文献综述)
1.国外研究现状及发展趋势17世纪托里拆利奠定差压式流量计的理论基础,这是流量测量的里程碑。
自那以后,18、19世纪流量测量的许多类型仪表的雏形开始形成,如堰、示踪法、皮托管、文丘里管、容积、涡轮及靶式流量计等。
20世纪由于过程工业、能量计量、城市公用事业对流量测量的需求急剧增长,才促使仪表迅速发展,微电子技术和计算机技术的飞跃发展极大地推动仪表更新换代,新型流量计如雨后春笋般涌现出来。
4. 研究方案
1. 通过查阅相关资料,明确研究内容及要实现的功能,对其软硬件设计进行划分并提出具体的实现方案;2. 确定设计方案,包含功能设计和电路工作原理;3. 进行硬件电路设计,包含硬件电路构成、测量原理以及单片机的选择;4. 建立单片机软件开发环境,掌握对KEIL C51软件的使建立单片机软件开发环境,掌握对KEIL C51软件的使用;5. 根据设计的硬件原理图,在理解工作原理的基础上,完成各部分的件流程设计并编写相应的程序代码,必要时查阅相关的数据手册和使用说明书等资料;6. 根据课题要求达到的功能,实现各部分电路程序的有机整合,完成课题主程序及相关函数代码的编写;7. 进行调试,验证功能是否正常,根据调试结果进行修改和完善;8. 整理相关资料。
5. 工作计划
第1周:了解毕业设计任务,查阅相关资料; 第2周: 弄清涡轮测试流量的工作原理,系统设计思想、设计方法;第3周: 学习单片机的应用,开始翻译外文文献;第4周: 在此基础上写出毕业设计的开题报告。
根据指导老师审阅开题报告,提出修改意见,整改并完成毕业设计开题报告,提出设计方案;第5周: 熟悉单片机测试电路、控制驱动电路及显示电路等的工作原理;第6周:PROTEL 、MULTISIM、PROTUSE的安装、使用及调试。
熟悉单片机开发装置的使用;第7周: 熟悉电子电路设计软件PROTEL 的使用;第8周: 开始传输系统的设计,画出系统框图;第9周: 根据总体系统要求进行模块设计,选择合适的元器件;第10周: 调试及仿真;第11周: 在仿真的基础上进行电路的搭建及焊接,进行硬件调试;第12周: 电路硬件和软件部分联调;第13周: 整理书写设计报告,并和指导老师沟通完成情况,根据指导老师意见进行调整;第14周: 毕业设计答辩及成绩评定。
