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1、智能液体加注装置班级：11班电子信息2班4组小组成员：组长：艾白组员：李明明、杨凯丽、路漫漫、贺莲花指导教师：高老师摘要本系统采用STC单片机89C52RC作为核心处理芯片，自动注水小车系统的软件设计采用高精度的控制算法实现。平板电动小车采用单个步进电机独立驱动，控制精度高，稳定性好；注水探头也采用单个步进电机独立控制，准确度高；自动注水装置由流量计、高度传感器、滑轮、支架、平板电动小车等构成；另外，系统采用双机通信模块，将平板电动小车行使过程中的注水量、时间、路程、高度参数等分段实时传送，构成了简单
2、的远程控制系统。AbstractThesystemselectsSTCmicrocomputer89C52RCascoreprocessingchip,automaticfillingthecarsystemsoftwaredesignusinghighprecisioncontrolalgorithm.Electriccarusingasingleplatestepmotordrive,independenthighcontrolaccuracy,goodstability;Waterinjecti
3、onalsoselectsasingleprobesteppingmotorindependentcontrol,highaccuracy;Automaticfillingdevicebyflowmeters,highlysensors,pulley,bracket,flatelectriccarof;Inaddition,thesystemwithdoublemachinecommunicationmodule,electriccarwillbeflatintheprocessofexercisea
4、ndinjectedwater,time,distance,highlyparameters,suchassectionreal-timetransmission,constituteasimpleremotecontrolsystem.关键词：STC单片机89C52RC，步进电机，高度传感器，流量计一、方案设计与论证根据题目给定条件，对该系统自动注水过程的特点及其控制特性进行了分析。分析结果表明该系统为一个精确控制系统，且在不同的位置需要注入不同的水量。由于该系统为一个精确控制系统，采用常规的控制算
5、法精度达不到要求。因此在软件设计是采用分段式变参数控制算法。根据以上分析，实现系统要求的关键技术主要有平板电动小车，电机的选择及注水量高精度控制的实现两个方面，根据制作实验装置的实际情况，系统对平板电动小车的要求应定位精度高、速度不宜过快，对注水量有较高的准确度及灵敏度。为此，分别做了几种不同的设计方案，并进行论证。1.电机类型选择方案一：使用直流电机。直流电机的特点是速度快，驱动电路简单。但是直流电机的位置控制难度大，难以达到较高的控制精度。方案二：使用步进电机。步进电机是一种将电脉冲信号转化成相应
6、的角位移（或线位移）的机电组件，它的转角及转速分别取决于脉冲信号的数量和频率。这一线性关系的存在，加上步进电机只有周期性的误差而无累积误差等特点，使得它可以达到很高的控制精度，且控制难度要比直流电机小得多。分析两个方案的优、缺点，本系统采用第二种方案。2.电机驱动电路选择方案一：采用步进电机专用驱动模块。此方案可以为步进电机提供稳定的工作电压和工作电流，而且外围电路简单、元件少、重量轻、控制简单。方案二：采用L298N电机驱动芯片，外围电路简单，电路稳定相对较差。比较以上两种方案，本系统采用方案一。3
7、.注水量高精度控制。方案一：采用流量计流量计可以精确地控制水流量，操作简单，但是只能单方向测量。方案二：测量水位高度的放法。此方法控制简单，灵敏度高，但精确度不够。自制高度传感器如图一所示。水杯铜丝导线图1高度传感器综合两个方案的优缺点及题目要求，故基本部分采用方案一，发挥部分采用方案二。基于题目要求及以上分析，本系统主要由平板小车，控制小车设备，水管收放设备，流量计，高度传感器，水泵。系统各部分功能如下。①中央处理模块：采用两片STC单片机89C52RC作为主从控制器，完成系统控制功能。②电机驱动模
8、块：采用两片ULN2003A及单片机89C52RC作为步进电机驱动电路。③水泵驱动模块：采用一片L298N及单片机89C52RC作为水泵驱动电路④高度检测模块：采用自制高度传感器作为高度检测模块。⑤电源模块：采用7812，,7809，7805稳压块及周边器件作为电源。⑥双机通信模块：采用两片STC单片机89C52RC作为发送机与接收机。⑦数码管显示模块：采用开发板自带模块。⑧声光报警模块：采用开发板自带蜂鸣器及发光二极管作为报警模块。二、理论分析与计算1
