超聲波明渠流量計.doc

畢業(yè)設(shè)計書專業(yè)（班級）設(shè)計人設(shè)計指導(dǎo)教師本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書（由指導(dǎo)教師填寫）學(xué)生姓名指導(dǎo)教師設(shè)計（論文）題目超聲波明渠流量計的研究主要研究內(nèi)容一些工業(yè)廢水及農(nóng)業(yè)用水采用明渠輸送形式，明渠流量計是為了解決這種液體輸送方式流量測量的有效方法，具有水頭損失較小，適用水質(zhì)條件較寬的特點。此設(shè)計中學(xué)生要完成，資料的收集，測量方法的選擇，整體方案的確定，硬件電路的設(shè)計，軟件的編寫。研究方法美國Microchip公司推出的8位PIC系列單片機，采用精簡指令集(RISCReducedInstructionSetComputer)、哈佛總線(Harvard)結(jié)構(gòu)、二級流水線取指令方式，具有實用、低價、指令集小、低功耗、高速度、體積小、功能強和簡單易學(xué)等特點。PIC還提供程序監(jiān)視器(WDT)和瞬間掉電復(fù)位功能，使其具有較強的抗干擾能力，適宜工業(yè)現(xiàn)場使用。它體現(xiàn)了單片機發(fā)展的一種新趨勢，深受用戶的歡迎，正在逐漸成為世界單片機的新潮流。本設(shè)計中綜合應(yīng)用模擬、數(shù)字電路理論、單片機軟硬件技術(shù)。采用超聲波測距傳感器與PIC單片機技術(shù)相結(jié)合的方法。主要研究目標完成資料的收集，整體方案的確定，硬件的設(shè)計，軟件的編寫及畢業(yè)設(shè)計說明書的編寫。主要參考文獻1劉和平，黃開長等.PIC16F87X數(shù)據(jù)手冊-28/40腳8位FLASH單片機.北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2001.2竇振中，汪立森.PIC系列單片機應(yīng)用設(shè)計與實例.北京：北京航空航天大學(xué)出版社，1999.3王幸之，王蕾，翟成，王閃.單片機應(yīng)用系統(tǒng)抗干擾技術(shù).北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2000.論文（或說明書）的要求設(shè)計說明書包括以下內(nèi)容：1前言2控制方法的選擇，整體方案的確定3硬件部分的實現(xiàn)（包括各功能單元的選擇）4軟件的實現(xiàn)5結(jié)束語圖紙的要求對于硬件原理圖給出標準圖紙工作進度1-2周：查資料理解題目2-4周：確定方案5-16周：軟硬件設(shè)計17-18周：總結(jié)，撰寫說明書注：任務(wù)書的具體內(nèi)容可依據(jù)專業(yè)要求進行修正。目錄摘要前言第一章超聲波明渠流量計的簡介.1.1流量計的分類.1.2超聲波流量計的原理及類型1.3明渠1.3.1渠道量水1.3.2巴歇爾槽簡介第二章流量計的原理及分析2.1明渠水力學(xué)的計算.3.1.1明渠的分類3.1.2明渠定常均勻流2.2巴歇爾槽測流量的常用計算方法.2.3超聲波在空氣中的傳播速度的計算.第三章PIC16F877單片機及其它器件的簡介.3.1PIC16F877單片機3.1.1PIC單片機的特點3.1.2PIC16F877單片機3.2LCD顯示器3.3傳感器.第四章超聲波明渠流量計的硬件設(shè)計.4.1獲取數(shù)據(jù)部分。.4.2LCD顯示和開關(guān)控制部分.4.3電源控制部分4.4整流濾波輸出部分.第五章超聲波明渠流量計的軟件設(shè)計.5.1PIC單片機的C語言編程介紹5.2PIC單片機的匯編語言介紹.第六章結(jié)論與展望.附頁（一）電路原理圖.附頁（二）程序代碼.摘要超聲波明渠流量計作為一種非接觸式檢測儀表，具有非接觸、量程寬、線性好等其它流量計沒有的優(yōu)點，在明渠流量計的檢測上得到了廣泛的應(yīng)用。本論文在分析了超聲波檢測明渠流量計的基礎(chǔ)上，同時結(jié)合當(dāng)今電子發(fā)展的新技術(shù)，提出了基于16F877單片機的設(shè)計方案，并完成了超聲波明渠流量計系統(tǒng)的硬件、軟件設(shè)計。本論文主要完成了以下工作：對超聲波明渠流量計測量原理進行了分析。對超聲波明渠流量計主控板的硬件電路進行了設(shè)計，完成了電路原理圖和電路板的制作。對超聲波明渠流量計探頭驅(qū)動和接收電路進行了設(shè)計，完成了電路原理圖和電路板的制作。對超聲波明渠流量計低功耗，抗干擾性進行了設(shè)計，并提出相應(yīng)的改進方案。完成了16F877單片機C語言控制板的軟件設(shè)計。本論文提出的基于16F877單片機超聲波明渠流量計的設(shè)計方案是可行的。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單緊湊，功耗較低，總體性能較好，符合了當(dāng)今智能儀器儀表小型化的潮流，為當(dāng)今開發(fā)高性能和商品化的超聲波明渠流量計奠定了良好的基礎(chǔ)。關(guān)鍵字：超聲波；明渠；流量計；16F877單片機；LCD顯示器AbstractUltrasonicopenchannelflowmeter,akindofnon-contactflowmeter,hasbeenwidelyusedinthemeasurementofopenchannelforitsbettermeritsofnon-contact,widemeasurementscopeandgoodlinearity.Basedonprinciplesofopenchannelflowmeasuredbyultrasonicandnewelectronictechniquesemergedcurrently,aschemeusing16F877isproposedinthispaper.Themainachievementsareobtainedasfollow:Theoryofultrasonicopenchennelflowmeterisfullyanalyzed.Hardwarecircuitofheadinultrasonicopenchennelflowmeterisalsogiven.Hardwarecircuitofheadinultrasonicopenchannelflowmeterisdesignedandtherealizatonschemeisgiven.Researchesonhowtoultra-lowpowerandimprovereliabilityisimplementedandthemeasureispresentedinthispaper.Thesoftwaredesignfor16F877inClanguaageisgiven.Experimentresultsindicatethattheschemeofsoftwareissuccessful.Accordingwiththeminiaturzationofintellgentinstrument,systemlayagoodfoundatoionindevelopingthepractical,high-perfor