储粉仓粉位高度控制系统 蒋博

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1、设计性实验说明书姓名:蒋博学号：2012307010613学院:自动化工程学院班级:自动卓越121题目:储粉仓粉位高度控制系统2015年5月6日-9-目录目录-1-1、选题背景-2-2、设计理念-2-3、过程论述-2-3.1传感器-2-3.2A/D转换器-4-3.3单片机-6-3.4控制部分-7-4、结果分析-7-5、结论及心得体会-8-6、原理图-9--9-1、选题背景本课题是一个基于单片机的粉位高度控制系统。根据监控对象的特征，要求实时检测煤粉的粉位高度，并与开始预设定值做比较，由单片机控制电

2、机的运行状态进行粉位的调整，最终达到粉位的预设定值。粉仓高度12米，正常工作粉位在2米至9米之间，精度为±10cm，实现粉位上、下控制，有越线报警，若出现上、下粉位越线后，通过控制系统实现控制，快速回归到控制区。2、设计理念基于单片机以AT89C51芯片为控制核心，由传感器、A／D转换、电源和直流电机控制部分等组成。工作过程如下：煤粉粉位发生变化时，由测量粉位的传感器FMP40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

3、处理，根据设定要求控制输出，检测值若高于上限设定值时，进行报警，通过单片机控制继电器断开，电机停止，则送粉器停止送粉；检测值若低于下限设定值，进行报警，通过单片机控制继电器闭合，电机运转，则送粉器开始送粉。3、过程论述3.1传感器第一部分是传感器，根据监控对象煤粉粉位的特征，传感器的选择需要满足防尘防爆，精度是0.1米。经选择决定采用德国E+H公司的产品FMP40导波雷达物位测量仪，它被设计用于粉末或小固体颗粒固体及液体进行连续物位测量，而且测量不受粉尘堆积影响，适用于防爆场合。具体介绍如下：-9

4、--9-3.2A/D转换器第二部分是A/D转换器，采用ADC0809转换器，由于在Proteus中ADC0809是不可仿真的，所以用ADC0808代替ADC0809进行仿真。ADC0808与ADC0809有相同的引脚，功能极为相似。在Proteus中，可以认为：ADC0808就是ADC0809。ADC0809是美国国家半导体公司生产的CMOS工艺8通道，8位逐次逼近式A/D模数转换器。其内部有一个8通道多路开关，它可以根据地址码锁存译码后的信号，只选通8路模拟输入信号中的一个进行A/D转换。目前仅

5、在单片机初学应用设计中较为常见。几个关键引脚的功能：1)OE数据输出允许信号，高电屏有效（意思就是，当OE接高电屏时才允许将转换后的结果从ADC0808的OUT1~OUT8引脚输出，否则，在内部锁存）。2)ADC0808的ALE信号（22引脚），以及START信号（6引脚）-9-ALE称为“地址锁存允许信号”，高电屏有效。就是说：ALE=1时，允许将ADDA~ADDC的地址输入到ADC0808的内部译码器，经过译码后选定外部模拟量的输入通道。START信号，这是一个必须重点掌握的信号，向START

6、送入一个高脉冲，其上升沿使ADC0808内部的“逐次逼近寄存器SAR”复位，其下降沿可以启动A/D转换，并同时使EOC引脚为低电平。应注意到：ALE是高电屏有效，而START的有效部分只是上升沿和下降沿，所以在连接电路时可以将ALE信号与START信号连接到一起，使它们在同一个脉冲上各取所需。3)EOCAD转换结束的标志信号，在AD转换结束时成现高电屏。不能通过以下方式使EOC恢复低电屏：假设EOC连到P1.0口上，企图通过CLRP1.0使EOC恢复低电屏是不可行的。在Proteus仿真时，会出现

7、黄色信号，表示短路。在实际当中，短路是非常可怕的事情。-9-3.3单片机第三部分是控制核心单片机，采用AT89C51芯片，AT89C51是一种带4K字节FLASH存储器（FPEROM—FlashProgrammableandErasableReadOnlyMemory）的低电压、高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。AT89C2051是一种带2K字节闪存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以反复擦除1000次。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的

8、MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪速存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，AT89C2051是它的一种精简版本。AT89C51单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。-9-3.4控制部分第四部分是控制部分，通过单片机程序控制P2.0的高地电平来控制继电器的闭合与断开，从而控制电机的运行状态。继电器是一种功率开关器件,它能够实现弱电控制强电的功能。4、结果分析根据设计要求测量范围是0-12米，精度为±10c