基于PLC的液位控制系統(tǒng)設計(完整資料）(可以直接使用，可編輯優(yōu)秀版資料，歡迎下載）

基于PLC的液位控制系統(tǒng)設計(完整資料）(可以直接使用，可編輯優(yōu)秀版資料，歡迎下載）畢業(yè)論文（設計)題目：基于PLC控制的高精度液位控制系統(tǒng)的設計姓名：濮孝金學號：122120018專業(yè):機械電子工程年月摘要在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中,經(jīng)常需要對水位進行測量與控制，而日常生活中應用到的水位控制也相當廣泛。在以往水塔液位控制系統(tǒng)中,常規(guī)繼電器的頻繁操作容易導致機械磨損,不方便更新和維護，不能滿足人們的實際需求;另外,隨著人口的遞增和生活條件的提高，人們用水的需求量也日益增加.為了提高液位控制系統(tǒng)的質(zhì)量和效率，節(jié)約能源,本次模擬水塔液位控制系統(tǒng)的裝置考慮結(jié)合可編程邏輯控制器，繼電器和傳感器等技術(shù)，實現(xiàn)液位控制系統(tǒng)的自動控制。本設計使用西門子S7-300PLC可編程控制器作為液位控制系統(tǒng)的核心，配合硬件與軟件實現(xiàn)液位控制池液位動態(tài)平衡,過高、過低水位報警等功能.主要的實驗方法是在水箱上安裝一個自動水位測量裝置,通過水位變送器檢測水箱實際液位并將該液位反饋到ＰＬC控制器，經(jīng)Ａ/D轉(zhuǎn)換后，所得數(shù)據(jù)與PLC內(nèi)部設定數(shù)據(jù)進行比較，控制器處理數(shù)據(jù)并發(fā)送相應指令改變電機的轉(zhuǎn)速從而控制抽水速率,改變進水量，使水位穩(wěn)定地保持在設定值附近。此外,通過液位標定計算出控制器輸出ＰIW數(shù)值與實際水位的關(guān)系，就可以在觸摸屏上直觀顯示實時水位情況。實驗結(jié)果表明本設計能較好地完成自動液位控制的功能。關(guān)鍵詞:水塔液位控制,水位控制，繼電器，PＬCAbstｒａctＩnthecｏursｅofrｏｕtineindustｒｉaｌaｎdａgrｉｃulturａlproduｃtionweｔheｎeeｄtｏｍeasｕｒｅtheｗaterlevelandｃoｎtrolｉt．Furtherｍoreｅｖerydａyleｖｅlconｔrｏｌａppliｃatioｎsaｒeｑuiｔeeｘｔensｉｖe,suchashydrｏpowｅr,wateｒtｏｗersanｄotherｗaｔｅrｃoｎtrｏｌ.Aｃcｏrdingtoｔhｅwaｔerｓupplysystemｉnｔhepａst，frｅｑueｎtoperatioｎtoweｒｓｗｉｌlproducｅｍecｈaｎiｃalwearｏfconventｉonalｒelayconveｎｉeｎｔmaiｎｔeｎａnｃｅandｕpdaｔeｓ,ｔhａt(yī)ｍeａnsｉtcaｎnotmeettheactuaｌneeｄsoftｈｅｐｅople，aｎdwｉthGｒadｕalgrowthofpopuｌationanｄlivingconｄitiｏｎs，theｄeｍandfoｒwaｔｅｒiｓalsoｉncｒeaｓｉng。Ｉnｏｒdｅrtoimpｒｏvetｈeqｕaｌｉｔyoｆtｈｅwaｔersupplysyｓtｅm,ｅnerｇｙconserｖatiｏn，ｓｏIcoｎsiｄereduseaproｇraｍmablelogｉccoｎtroｌｌer，ｒｅlａyandsensortechnoloｇｙ，withhａrｄwareａnｄsoftwaretｏachｉeｖelowwaterｌevelalarｍ,waｒningsｗｉtcｈｂeｔｗeｅｎｗoｒkandproｃedｕｒｅsmanuａl/automatictoｄｅsｉgnｐｒacticaｌlevelconｔroltowerscｈeme．Icoｍpletedthesetupofthｉssimuｌationusingtｈeｔaｎｋwaｔerｔｏwer,basｅdonSｉeｍeｎｓS7－３00PLＣprｏgｒaｍmabｌeｃｏntrolｌertａｎkwaｔerlｅｖelconｔｒolsysｔemaｓｔhecｏｒe。Ｉｃomｐleteｄawaｔerｔankｔocｏｍpleteｔheperｆoｒｍaｎｃｅｃapaｂｉlitｙaｉmiｎgａt(yī)doinganｅedsanaｌysiｓ。Thｅmaｉnｅｘpｅｒiｍentaｌｍethｏduseｄistoinstallａnaｕtomaticｗaterlｅvelmeasurｉngdevｉceｏnthetanｋ。ThｅlevelsｅnsｏrｄｅtectｉngtheｗatertaｎktoｍｅaｓuretheactｕalwaｔeｒlevelanｄthｅcontroｌmoduｌeｔosendｉｎfｏｒmatioｎtoｔhePLＣ,vｉaA/Ｄconｖerｓｉoｎ,thedatａｏbtainediscomｐaｒeｄwithｔheｓｅｔlevel，ｔhecontｒｏllerprocesｓeｓthｅdataandsenｄｓtheａpｐroｐriatｅcｏmmandｓtocoｎtroｌthemｏｔorｓpeeｄchaｎｇeｐumｐingrａt(yī)e，tｈｅwaterlevelmaintａｉneｄｉｎthepｒｏｐerpｏsｉtion。ThａnToｕchsｃreｅｎｃoｍpletｅstｈelｅｖeldisplay，ｆaultalarmiｎfｏrmatiｏnｄisｐlａｙ，real—timeaｎdhｉstｏricalcｕrvecurｖesｓｈoｗ。Ifthewatｅrlevelislowerorhｉｇhｅｒｔｈantｈesetｖaｌue，theｈazardｗarningsigｎalwiｌlbeiｓsｕedInthｉspａpｅｒ，PLCａutomａt(yī)icwａt(yī)ersuｐpｌｙsystembasedongoodexecutionproceｓsleveｌcｏｎtroｌ。Keyｗｏrｄs:ｔoｗeｒwａt(yī)er；wａt(yī)erｌeｖｅlcｏｎtrol；relays；PLC目錄TOC\o＂1－3”＼h＼u第一章緒論ＰＡGERＥF_Toc149641§1。1研究背景PAGEREF_Ｔoｃ８38１§1．2ＰLＣ的產(chǎn)生與發(fā)展PAＧＥREF_Toc1663８2HYPERLINK\l＂_Toｃ２3２2２”1。2.1ＰLC的產(chǎn)生ＰAGEＲEF＿Toc23222２ＨYPERＬIＮK\l＂_Tｏc672”１．2。２PLC技術(shù)的發(fā)展PＡGＥREＦ＿Toc67２2§1．3設計任務ＰAGＥREF_Ｔoｃ8864３_Toc１１569"§２.1自動液位控制系統(tǒng)應用簡介PAＧEREＦ_Ｔoc１1５6９4HYPＥRLINＫ2。3.2I/Ｏ模塊PAGEＲＥF_Toc2３117２.3．3電源模塊PＡＧEREF_Ｔoc245378ＨYPERLIＮK２.４.3執(zhí)行用戶程序掃描階段PAＧEREＦ_Tｏc156３29２。４。4輸出刷新掃描階段PAGEREＦ＿Tｏｃ120481０§２.5水箱液位控制系統(tǒng)組成及工作原理PAＧEREＦ_Ｔoc１0185112．５。１液位控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖：ＰAＧEＲEF_Toc2２7５0112．5。2液位控制系統(tǒng)工作原理PＡＧERＥF_Toc7５71１12.5。3液位控制系統(tǒng)工作過程:PＡＧEREF＿Toc２6９７１22。5。４水箱液位的標定PAGＥREF_Toc２45913HYPERLINK\l”_Toｃ5368”第三章液位控制系統(tǒng)軟件設計PAＧEＲEF_Toc536815§3.1PLC軟件程序介紹PＡGEＲEＦ_Tｏｃ2515１5HYPＥＲLINK\l”_Toｃ５２1０”3。1.1梯形圖的組成：PAGEREＦ_Toc5２1０１5HYPERLINK\l”_Toｃ285９0”３.1．2梯形圖的幾個特點PAGＥRＥＦ＿Ｔｏc2859015_Tｏc７１08”§3。２程序設計流程圖ＰＡＧＥREF_Tｏc7108１6ＨYPERLINK\l”_Toc194５2”§3.3PLC中PＩＤ控制器的實現(xiàn)ＰAＧEＲＥF_Toc１945２17HYPERLＩNK\l"_Toc1322９”3．3。1PＩD算法ＰAＧEＲEF＿Tｏｃ1３2２9１７3.３。２PLC實現(xiàn)PIＤ控制的方式PAGEREF_Tｏc255９８17ＨYＰERＬINK\l＂_Toc２7534”3。3．3連續(xù)調(diào)節(jié)器FB41的使用PAＧEREＦ_Ｔoc2753４18§3。4系統(tǒng)軟件設計PAGERＥF＿Ｔoc243８621HＹPERＬINK\l＂_Ｔｏｃ105４0＂第四章裝置測試與結(jié)果分析ＰAＧEＲＥＦ_Ｔoｃ10540２５致謝ＰAＧERＥＦ_Toc20４2728參考文獻PAＧＥＲEＦ_Ｔoc13４4６29第一章緒論§1．1研究背景目前,城市液位控制系統(tǒng)主要為水廠、生活區(qū)、高層建筑液位控制系統(tǒng)等仍使用較傳統(tǒng)的方法液位控制。給水工作人員基于歷史數(shù)據(jù)和工作經(jīng)驗人工調(diào)節(jié)水泵電機的開停來實現(xiàn)水位的控制。當用水量增加時，水壓降低，此時手動增大水泵功率；當用水量減少時,水壓變大,此時把水泵電機功率降低或讓水泵停機。由于水泵是液位控制工程的通用機械,消耗大量能源。在我國,每年在水泵上的能源消耗占總用電量的2１％。為了節(jié)約能源,必須采取措施改良泵站,以適應負載的變化來運行。傳統(tǒng)的液位控制方式有很多不足之處,尤其是對多臺泵水系統(tǒng).首先,由于水泵電機額定運行和停車兩種工作狀態(tài),并且系統(tǒng)完全依賴于人工操作進行控制,如此以來就不能提供一個穩(wěn)定的液位控制壓力，而且斷水、水管崩裂、管道共振等現(xiàn)象經(jīng)常出現(xiàn).其次,由于水泵電機只能工作在,長期高速運行，電能浪費較大，據(jù)統(tǒng)計，在目前水方式中，電費在水費成本中的以上.再次，由于對電機的人為控制很難保證切換秩序準確性,加大了電機運行故障的可能性，容易造成電機在長遠運作過程中不均勻磨損，機械磨損大就會縮短設備壽命且維護量大,設備和勞動力成本較高。最后，目前的城市生活區(qū)高層液位控制系統(tǒng),基本都采用高位水箱或水塔液位控制，這種方式的建設既增加基礎設施投資，也造成水資源二次污染。使用新型基于PLＣ的控制塔與過去水塔液位控制方式相比，無論在設備投資方面，還是運行經(jīng)濟性、穩(wěn)定性、可靠性、自動化程度方面都有著不可比擬的優(yōu)點，再者還具有顯著的節(jié)能效果。恒壓液位控制系統(tǒng),引起了國內(nèi)幾乎所有設備制造商的重視并不斷投資研發(fā),旨在生產(chǎn)高科技產(chǎn)品。目前，產(chǎn)品正向著高可靠性,機控制，多品種系列發(fā)展。追求高度自動化、智能化、標準化是未來液位控制系統(tǒng)著眼于開發(fā)城市建設智能樓宇、和液位控制管網(wǎng)的必然趨勢.本文重點介紹基于PＩＤ控制的自動液位控制裝置的相關(guān)內(nèi)容及設計，使模擬水塔的水箱液位保持動態(tài)平衡。通過軟件調(diào)整PLC控制器內(nèi)的參數(shù),結(jié)合液位變送器反饋的實時液位信號再經(jīng)PID計算輸出控制量控制水泵功率調(diào)節(jié)進水,如此構(gòu)成單閉環(huán)系統(tǒng)。水箱水位控制系統(tǒng)集、控制技術(shù)，電力技術(shù),微電子技術(shù)、計算機技術(shù)和技術(shù)于一體,該液位控制裝置可以提高液位控制的穩(wěn)定性和可靠性,具有良好的控制水位動態(tài)平衡的效果.§１．2PLC的產(chǎn)生與發(fā)展1.2.1ＰＬＣ的產(chǎn)生1９6０年隨著小型計算機的產(chǎn)生和大型規(guī)模開發(fā)生產(chǎn)，人們都試圖實現(xiàn)以計算機來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的繼電器控制接觸器。然而,由于小型工業(yè)控制計算機輸入、輸出用且編程技術(shù)的復雜，因此并沒有得到推廣和應用。2０世紀6０年代后期美國汽車力日益激烈。為了滿足生產(chǎn)工藝的需要,在年，通用汽車公司第一次,對控制系統(tǒng)提出了具體要求：①其基本的控制系統(tǒng)的設計周期短，更換方便，簡單且成本低;②計算機的功能和和的控制系統(tǒng)可以結(jié)合在一起,并且要比計算機編程簡單易學,易于使用;③系統(tǒng)的通用性好。196９年設備公司按照上述要求，研制出世界上第一臺控制器,并在美國通用公司自動裝配生產(chǎn)線上首次成功應用，實現(xiàn)自動化生產(chǎn)控制。隨后，日本、德國等相繼出臺，迅速開發(fā)了可編程邏輯控制器.但是,這一次主要用于順序控制,雖然類似電腦設計的想法,但它仍然屬于邏輯運算,因此它被稱為輯控制器,即PＬC（Prograｍｍabｌｃ邏輯控制器)，后又為了區(qū)別改稱PLC。在2０世紀70年代末，電子技術(shù)和計算機技術(shù)的日益發(fā)展,具有更高計算功能的輯控制器也快速發(fā)展，不僅硬盤要更換,邏輯編程取代布線邏輯,還要具備運算功能和數(shù)據(jù)傳輸功能,真正成為工業(yè)計算機控制設備。不僅如此,該邏輯控制器又具備小型型化的特點，且該功能采用微電腦技術(shù)，工業(yè)控制能力范圍遠遠超出了制、順序控制局限,因此叫做可編程邏輯控制器，也稱為PC(Prｏgrammａblc控制器)。然而，由于PＣ機與PC（個人計算機）相混淆，人們都習慣于縮寫成PＬC。１．2。２PＬC技術(shù)的發(fā)展世界上公認的第一臺是1969年設備公司(）研制的。美國以用戶身份提出新一代應具備十大條件,這十大條件是：1。,可在現(xiàn)場修改程序；2．，最好是插件式；3.可靠性高于控制柜；4.體積小于控制柜；５?？蓪?shù)據(jù)送入管理計算機；６.在成本上可與控制競爭;7.可以是交流1１5V;8．為交流11５V／２A以上,能直接驅(qū)動電磁閥；9.在時，原有系統(tǒng)只要很小變更；１0.用戶程序至少能擴展到4K字節(jié).這１0項指標其實就是現(xiàn)在PLC的最基本功能，其核心要求可歸納為4點：計算機代替控制盤.用程序代替硬接線。輸入/輸出電平可與外部裝置直接相聯(lián)。結(jié)構(gòu)易于擴展.年設備公司成功研制世界第一臺序控制器,并在公司的汽車自動裝配線上首次使用并獲得成功.它具有控制系統(tǒng)的外部特性，又有計算機的可、通用性和性，開創(chuàng)了的新紀元?？删幊炭刂破鲝漠a(chǎn)生到現(xiàn)在，經(jīng)歷了四次換代，總結(jié)如下表：表１—1可編程控制器的發(fā)展代次代次器件功能第一代1位微處理器邏輯控制功能第二代8位微處理器產(chǎn)品系列化第三代高性能8位微處理器以及位片式微處理器處理速度高,向多功能以及聯(lián)網(wǎng)通信發(fā)展第四代16位、32位微處理器以及高性能位片式微處理器邏輯、運動、數(shù)據(jù)處理、聯(lián)網(wǎng)功能的名副其實的多功能§1.3設計任務基于PＬC的自動液位控制控制裝置，以西門子Ｓ7-3０0PLC為控制器,現(xiàn)場總線(Pｒofｉｂｕs-ＰA)儀表為變送裝置,采用PID控制技術(shù)控制水泵的開關(guān)和轉(zhuǎn)速，實現(xiàn)對水塔的液位、流量進行實時監(jiān)控并保持水塔液位和流量的在液位控制中的動態(tài)平衡。達到的指標：（1)完成控制系統(tǒng)的硬件組態(tài)；(2）實現(xiàn)液位控制動態(tài)平衡,即保證液位誤差〈2~3ｍm,流量誤差〈10mＬ；（3)結(jié)合S7—300PLC的硬件組態(tài)完成PLＣ程序設計，達到液位和流量雙指標.第二章液位控制裝置硬件設計§２.1自動液位控制系統(tǒng)應用簡介在實際生活中，液位控制系統(tǒng)是由多臺水泵液位控制,比如下圖所示的液位控制系統(tǒng)使用了５臺水泵，４臺工作在工頻，1臺用于變頻工作（備用）。在正常的液位控制情況下，通常是由一定數(shù)量（比如3臺）水泵輪流處于工頻工作狀態(tài)，這樣可以避免因一臺水泵,導致整個液位控制系統(tǒng)的弊端。另外未按變頻運行的水泵也要輪流的處于工頻運行，使得各水泵的運行時間接近,延長水泵和系統(tǒng)的使用壽命。液位控制系統(tǒng)實物圖如下所示：圖2－15臺水泵液位控制圖２－2控制面板圖２-3液位控制池抽象出水塔液位控制的基本模型如下圖2－4所示:圖2—4水塔液位控制基本模型§２。2液位控制裝置硬件組成以上為生活中自動液位控制系統(tǒng)的應用實例，在本次畢業(yè)設計中,結(jié)合實驗室具備的實驗條件，采用西門子S7-３00系統(tǒng)和水箱來模擬水塔液位控制系統(tǒng),設計出基于PLC的自動液位控制控制裝置,裝置的硬件組成如下:硬件？圖２-5實驗室硬件平臺其中基于模塊化設計的S7—300PLC系統(tǒng)由導軌和各種模塊組成，需要一個主機架和一個或多個擴展機架。圖2—６單機架S７－30０模塊硬件組態(tài)時，必須保證所組態(tài)的虛擬硬件系統(tǒng)與已安裝的實際硬件系統(tǒng)相匹配,包括：虛擬系統(tǒng)中模塊的組態(tài)順序與實際機架上模塊的安裝順序一致；虛擬系統(tǒng)中每個模塊的訂貨號應與實際硬件模塊相匹配,同時應注意有時訂貨號版本相近也可以兼容的情況。電路圖?§2。5水箱液位控制系統(tǒng)組成及工作原理傳感器？2。５.1液位控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖：由水泵、比例閥、單容水箱、液位測量及放水開關(guān)，所組成的單回路液位控制系統(tǒng)如圖2—1１所示。圖2—11液位控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖２．５.2液位控制系統(tǒng)工作原理在本畢設使用水箱中，水泵和比例閥共同作用來調(diào)節(jié)進水速率;液位測量裝置包括一個壓力傳感器和變送器,將液位轉(zhuǎn)化為0～10V模擬電壓信號；放水開關(guān)用來調(diào)節(jié)放水速率。工作過程：首先調(diào)節(jié)手動閥到一定開度并保持不變，使進水速率只與水泵的工作狀態(tài)有關(guān)；然后將放水開關(guān)調(diào)節(jié)到一定開度,再按圖2—1２的方式將液位系統(tǒng)與PLC系統(tǒng)連接,如此便構(gòu)成進水由水泵調(diào)節(jié)的簡單液位控制系統(tǒng);再通過采集液位測量裝置的液位反饋信號,并將該信號作為PIＤ控制的反饋值,通過PLＣ內(nèi)部的PID控制計算；最后輸出一個控制信號通過D／A轉(zhuǎn)化成電壓信號來調(diào)節(jié)水泵功率,使液位值迅速變化到設定值。圖2-12水箱硬件連接圖示說明2．5.3液位控制系統(tǒng)工作過程：首先調(diào)節(jié)手動閥到一定開度并保持不變,使進水速率只與水泵的工作狀態(tài)有關(guān)；然后將放水開關(guān)調(diào)節(jié)到一定開度，再按上圖２-1２的方式將液位系統(tǒng)與PLＣ系統(tǒng)連接，如此便構(gòu)成進水由水泵調(diào)節(jié)的簡單液位控制系統(tǒng)；再通過采集液位測量裝置的液位反饋信號,并將該信號作為PID控制的反饋值，通過PLC內(nèi)部的PＩD控制計算；最后輸出一個控制信號通過D/Ａ轉(zhuǎn)化成電壓信號來調(diào)節(jié)水泵功率,使液位值迅速變化到設定值,具體流程圖如下2-13。圖2-13液位控制系統(tǒng)工作過程流程圖2.5.4水箱液位的標定在水箱系統(tǒng)上,先用手動閥屏蔽掉比例閥,并關(guān)閉放水開關(guān)。然后從ＰLC的AO通道送出一個模擬電壓到水泵信號輸入端，將水箱注滿足夠清水(約270mm液位）,停止進水,將此時液位測量模塊的輸出值送入到PＬC的AI通道，并在程序中通過模擬量輸入輸出地址ＰIW2８8讀出液位對應的數(shù)字量的數(shù)值。接著，將放水開關(guān)打開一個小開度，液位下降后關(guān)閉放水開關(guān)，在程序中讀入更新后的ＰIＷ288值,按照這個步驟，連續(xù)、均勻的記錄一組數(shù)據(jù),如下表2-１所示所示。表２—１實際液位與PIW對應數(shù)字量關(guān)系PIW數(shù)值3000500060007000８0009０0010000１１０00實際液位（ｍm）３4．095。012６.5156。5１82211.023９。5260.５圖2—1４實測數(shù)據(jù)在excel中擬合出的曲線及公式將獲得的數(shù)據(jù),在excel中擬合出曲線及公式，如圖2－14所示?？梢钥闯鰷y量裝置的線性度還比較好,計算出一次函數(shù)關(guān)系為ｙ=0.0286＊x－48．４36，近似為:y＝0。０29＊x—48.4,那么得到:實際液位=０。029＊PＩＷ數(shù)值—48。４，整合對應關(guān)系完畢。第三章液位控制系統(tǒng)軟件設計§3。２程序設計流程圖根據(jù)實驗室水箱的硬件組成，設計水箱水位控制系統(tǒng)的PLＣ控制流程圖如下圖3-１所示:圖3—1液位控制系統(tǒng)液位控制流程圖其中,出水口閥門可開大開小，但最大不能大于進水量最大值,否則水箱的液位無法保持穩(wěn)定（一直下降),這種情況在實際水塔液位控制過程中表現(xiàn)在用戶用水量過大時水塔中的水量持續(xù)下降，此時會啟動備用水泵加大液位控制力度,由于本閉合硬件有限，此處不做討論。§３.3PLC中PＩD控制器的實現(xiàn)是工業(yè)控制常用的控制算法,無論在溫度、流量等慢變化過程，還是速度、位置等快速變化的過程,都可以得到很好的控制效果。控制算法一般由【】組成,它們的作用分別是:比例用于達到控制器設定值；積分項的作用是消除系統(tǒng)靜差；微分項則改善系統(tǒng)的速度。３．3。１PID算法技術(shù)不斷增強，運行提高；不但可以完成順序控制的功能，還可以完成.如圖3-2是常見閉環(huán)控制系統(tǒng)的構(gòu)成。圖3-2閉環(huán)控制系統(tǒng)在自動控制系統(tǒng)中，用來對、、等處理的裝置稱為“調(diào)節(jié)器”,當調(diào)節(jié)器具有功能時，即成為調(diào)節(jié)器。在自動控制系統(tǒng)的產(chǎn)品踐中，經(jīng)常采用控制器、軟件以及變來實現(xiàn)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)功能,三種方法各具優(yōu)缺點,本設計選用算法的實現(xiàn)方法。3。3。2PLC實現(xiàn)PID控制的方式用對進行控制時，可以采用以下幾種方法：（1）使用過程控制模塊。這種模塊的控制程序是生產(chǎn)的,并存放在模塊中,用戶在使用時，使用起來非常方便，一塊甚至幾十路閉環(huán)回路，但是這種，一般在大型中使用。(2）使用功能指令?，F(xiàn)在很多都有供控制用的功能指令，如的指令.它們實際上是用于控制的子程序，與模使用，可以得到類似于是用過程，但是價格便宜得多。（３)用自編的程序?qū)崿F(xiàn)閉環(huán)控制.有的沒有過程控制模塊和控制用的功能指令，以使用控制指令，但希進的控制算法。在上述情況編制控制程序。3。３．3連續(xù)調(diào)節(jié)器ＦＢ４1的使用本設計采用西門子PＬC的庫功能塊FB4１作為系統(tǒng)的PＩＤ調(diào)節(jié)器。連續(xù)調(diào)節(jié)器FB4１用于在ＳIMATIＣＳ7可編程控制器上，控制帶有連續(xù)輸入和輸出變量的工藝過程。從“庫”或是“別的項目”中找到功能塊FB41，并將其復制到本項目的blｏｃks文件夾下，如圖3－3和圖3—４所示為本次實驗所需的各種塊.功能塊（FB）通常要配合背景數(shù)據(jù)塊（DB)使用,創(chuàng)建數(shù)據(jù)塊DB１并使其為FＢ41的背景數(shù)據(jù)塊,即一個存儲FＢ41子程序中各種變量的地址空間。圖3—3背景數(shù)據(jù)塊DB1的創(chuàng)建圖3-4本次實驗所需“塊”從“庫”中找到FB4１和ＳFＢ4１兩個功能塊，并為其創(chuàng)建背景數(shù)據(jù)塊DB1和DB2，從OB１的調(diào)用中可以看出，這個SFB41是針對集成式ＣPU314使用的,在本系統(tǒng)中調(diào)用它CＰU會報錯。所以本設計調(diào)用ＦＢ41并配合ＤB1使用。圖3-5在OB1中調(diào)用FB４1和SFＢ4１比較功能塊ＦB41實質(zhì)為一個子程序，在組織塊（OB1或OB３5）中調(diào)用,為實現(xiàn)內(nèi)部功能和外部信息交互，它必然包含一些變量,按圖3-6方式生成的背景數(shù)據(jù)塊便是這些變量的一個集合。圖３-6FB41的背景數(shù)據(jù)塊DB１中部分變量功能塊FB41為系統(tǒng)提供，一般不能打開來查看其程序結(jié)構(gòu)，但在使用手冊中給出了其內(nèi)部功能實現(xiàn)結(jié)構(gòu).圖3－7ＦＢ41的內(nèi)部結(jié)構(gòu)本設計中需要用到ＦＢ4１的以下變量：控制位：COＭ_ＲST（置1功能塊重啟)、MＡN_ON（置０）、PVPEＲ_OＮ（置0）、Ｐ_SＥＬ(比例作用選擇）、I_SEＬ(積分作用選擇）、D＿ＳＥL（微分作用選擇）參數(shù)：GAIN（比例增益）、TI（積分時間）、TＤ（微分時間）、CYＣＬE(采樣周期與０Ｂ３5周期一致）變量：控制量給定值、控制量反饋值、控制作用輸出.§3。4系統(tǒng)軟件設計基于保持液位控制系統(tǒng)液位動態(tài)穩(wěn)定的目的,并結(jié)合PLC內(nèi)部設定規(guī)則，設計出系統(tǒng)的軟件對于液位控制,將PＩD控制周期設置為20０ms,整個程序可以在OＢ１中寫,將FB４1的“CＹCLE”設置為200ｍｓ；或在OB35中寫，將FB４1的“ＣＹCLE”和OＢ３５的中斷周期都設置為２00ｍs，本設計采用第二種方式。圖3—8中斷組織塊0Ｂ35中斷周期的修改將ＤB１、液位給定、液位反饋在“符號表"中用符號表示，如圖3－９所示。圖3—９符號表編輯程序結(jié)構(gòu)如圖3—10所示，包含四段。第一段，用來將反饋值（PIＷ288)變換為一個比值（0～１）,并送到PV＿IＮ中；第二段，用來將給定值變換為一個比值（0~1），并送到SP＿INT中;第三段：用來調(diào)用FB41實現(xiàn)PIＤ控制,并將控制作用通過PQW288輸出;第四段：用來監(jiān)視反饋值。圖３-10梯形圖程序設計創(chuàng)建一個變量表來調(diào)試程序,可以直接在變量表監(jiān)視、修改變量值。本設計所需要監(jiān)視和修改的變量如圖3-1１所示。圖3-11變量表變量表中的上述變量其作用如圖14所示.圖3—12變量表中變量作用說明其中，PIＤ參數(shù)設定為：增益Ｐ=5500、積分時間常數(shù)Tｉ=３0ｓ.微分時間常數(shù)Tｄ=5s，采樣周期Tｓ=200ms。以上是液位設定PIW數(shù)值為60０0時液位的控制輸出、反饋值情況，由于放水閥持續(xù)放水,因此PIＤ控制器保持一個持續(xù)輸出的狀態(tài),液位基本達到穩(wěn)定時，水泵工作在工頻狀態(tài)，如上圖3—1１所示控制器輸出PＩW數(shù)值為368，反饋值為6001（設定值為6０００）.第四章裝置測試與結(jié)果分析系統(tǒng)的的,結(jié)合前面所述液位控制系統(tǒng)的控制要求，利用功能實現(xiàn)控制的定時采樣及,一臺水泵控制進水。圖4—１液位控制系統(tǒng)正在工作在本次畢業(yè)設計所用水箱中，水箱(液位水平為30mｍ～３１0mｍ)水位首先保持在２90mm左右,經(jīng)反復調(diào)整,ＰID參數(shù)設定為：增益P=0.２５、積分時間常數(shù)Tｉ=30s．微分時間常數(shù)Td＝5s，采樣周期Ts=2０0ｍs。實驗結(jié)果如下:表4-１實驗結(jié)果如下P(s）I（ｓ)D（s)給定液位值實際液位(mｍ）Ｌ反饋55０0．0３0511００0２6０.5１0940～１10305500．０３0５100０0２39．59976～1００21550０。0305９０００２１1.０8978~90475５00.0３05８０001８2.０7973～8032５50０．030５700０1５6.56９5４～70１８５50０.0305６00012６。55987~60215５0０.0305５０00495。０４977~501355０0.0305４00064。0３96３～4０1０5500。03053000３4．0２989～３02２其中,由于外部干擾、測量裝置精度等限制，反饋液位數(shù)值（ＰIW數(shù)值）在較小的范圍內(nèi)波動,現(xiàn)跟別取波動范圍最小值和最大值與液位設定值比較,情況如下：表4—２設定值與最小反饋值關(guān)系X（設定值）50０0600070008000９0０01００0０11０００Ｙ4９77５9876954７９7３89７8９976１０940對應圖如下：X為設定液位值，Y為反饋值圖4－2表4－3設定值與最大反饋值關(guān)系Ｘ(設定值）５００0600０70０080０090０01000０１1000Z5013602１7０188０2３90４7１0０２１11030對應圖如下：Ｘ為設定液位值，Y為反饋值圖4－3由上圖4-2與圖４-3中最小反饋值與最大反饋值跟設定值基本重合可以看出,液位控制裝置基本達到了液位穩(wěn)定的要求。在出水閥開度變化的情況下，控制器也能根據(jù)液位的變化情況調(diào)整進水量最后基本達到設定水位.致謝首先要感謝我的畢業(yè)設計指導老師張東，經(jīng)過這段時間的忙碌和學習，本科畢業(yè)論文設計已經(jīng)接近尾聲,而本人動手能力并不強，由于實踐經(jīng)驗的不足，難免有許多考慮不周全的地方,如果沒有指導老師張東的的督促和指導，想要完成這個設計是難以想象的。因此在此非常感謝我的畢設導師張東老師.張東老師平日里工作繁多，但在我做畢業(yè)設計的每個階段，從選題到查閱資料,論文提綱的確定,中期畢設審核，后期論文內(nèi)容的篩選等各個環(huán)節(jié)中都給予了我及時的監(jiān)督與支持。除了敬佩張東老師的專業(yè)水平外，他兢兢業(yè)業(yè)的工作精神也是我學習的榜樣，并且將積極影響我今后的學習和工作。其次在設計的過程中我還得到了很多同學的幫助與意見.另外要感謝PＬＣ實驗室負責人高放老師，高放極力為我們提供可靠的實驗環(huán)境,讓我們的畢設能夠爭取按時完成?？偟脕碚f在完成畢業(yè)設計期間，遇到了很多困難。我明白,在今后的學習和工作中還會遇到更多新的阻礙，這些東西會給我?guī)硇碌捏w驗和新的提升。因此，我堅信:只要我用心去發(fā)掘,勇敢地去嘗試,一定會能更大的收獲和啟發(fā)的?，F(xiàn)在我的畢業(yè)設計完成了，但還沒有完成我的學習之路，這次畢設讓我感知我的生活不僅局限于那小小的滿足感,山外山重重,等待我們?nèi)フ鞣倪€有太多太多。參考文獻[1］洪振宇,PLC在剪板機上的應用初探，福建電腦，2010年第1期。［２]李克儉、饒滿和，水塔水位控制系統(tǒng)的研究與設計[J］，廣西工業(yè)學院學報，2006年第４期76~79.［3]謝長東，淺談ＰLC的產(chǎn)生，特點與發(fā)展趨勢讀寫算(教育教學研究），２0１2年第56期.［4]楊錦尊等，可編程控制器的特點及其發(fā)展動向,現(xiàn)代電子技術(shù),２007年第14期。［5]宋秀玲,PＬＣ在中國的發(fā)展及應用前景，和田師范?？茖W校學報，20１0年第５期。［6]王復乾,淺談在工業(yè)自動化控制中可編程控制的應用,南北橋，２０08年第1期.［７]郝戰(zhàn)存,可編程控制器發(fā)展綜述,河北工業(yè)科技，200４年第2期。［8]馮馬才，對ＰLC自動控制系統(tǒng)的可靠性問題與其設計方案的探究,科學論壇，２011年第１1期（下)。[9］郎學政，許同樂,李中華．基于Modbuｓ協(xié)議的PLC在自動液位控制監(jiān)控系統(tǒng)中的應用，儀表技術(shù)與傳感器,2013年第2期。［1０］彭旭昀,一種基于變頻器PID功能的PLＣ控制恒壓液位控制系統(tǒng),機電工程技術(shù)，2005年第３４卷第１0期。[11]蔡紅斌等,電氣與PLC控制技術(shù)，北京：清華大學出版社,2007.[１2]王庭有，可編程控制器原理及應用，第二版［M］.北京：國防工業(yè)出版社。[13］ＭicheｌGｉlles．ＰrogrａｍmａｂｅLoｇicＣontrolｌerｓ：ＡrcｈitecｔureａnｄＡｐplicatiｏnWｉｌey［Ｍ].1990。263～2６7。[1４］Ｃｈedｅd.Aｌ-Mｕlla．Ｃoｎtrolofafoｕｒ—leｖelelevａｔorsystemusｉngapｒogrａmmaｂlelogｉccｏntrollｅr［Ｊ］.Interｎａt(yī)ioｎalJourｎalofEleｃtriｃalＥngｉｎeeriｎgEducaｔiｏｎ，２０03２0２~204.［１5]石油化工儀表自動化培訓教材，可編程序控制器,北京:中國石化出版社,2011。［１6]李道霖等,電氣控制與ＰLＣ原理及應用，北京:電子工業(yè)出版社,2０04.［17］G.L。Batten。ＰrｏgrammabeContｒolleｒs:hardware.softwａreandAｐｐｌicaｔion[M］。NewYorｋ:MＣＧraw—Ｈｉll．1994．1４9～１52。［1８］陶權(quán)，韋瑞錄。ＰLC控制系統(tǒng)設計、安裝與調(diào)試，北京：北京理工大學出版社,2011.基于單片機的液位控制系統(tǒng)的設計摘要液位測量廣泛應用于工業(yè)、經(jīng)濟、生活等領域.本設計以水箱供水為模型，用于對水箱液位信號進行測量監(jiān)控記錄。基于單片機的液位測量裝置具有測量準確、重復性好、功耗低、使用壽命長的特點,是廣泛采用的技術(shù)。在深入學習科學發(fā)展觀的同時，電子設備的設計也需融入可持續(xù)發(fā)展的設計理念。故此，在基于單片機的液位測量裝置基礎上，擴展實時監(jiān)控、數(shù)據(jù)采集、計算機串行通信等功能，從而能夠通過科學的方法將液位測量與統(tǒng)計科學結(jié)合，合理調(diào)度水資源，降低能源消耗。本文從系統(tǒng)方案選擇與論證,硬件電路設計，系統(tǒng)軟件與上位機軟件設計等幾個方面介紹了基于單片機的液位測量監(jiān)控系統(tǒng)的設計過程，最終實現(xiàn)了液位的實時測量與監(jiān)控.最后,本文總結(jié)了設計過程中出現(xiàn)的問題及解決方法，簡要敘述了所獲數(shù)據(jù)的處理方法，引出了進一步設計開發(fā)的思路。關(guān)鍵詞：單片機;液位測量；實時監(jiān)控；串口通信TｈeDｅsignｏfLiｑuｉｄＬevｅlＣonｔroｌSysｔemBasedonMＣUAbstrａcｔTheｌiｑuｉdlevｅlmeａsuremenｔiswidelｙusediｎiｎdustrｙ，econoｍy，lifeａndotherfields。Tｈｉsdesiｇntakethewａｔeｒtaｎｋｗａt(yī)erｓuｐplyasamodel，ｕsesｉｎcarriｅsｏnthesurveytoｔheｗatｅｒtａnkfｌuidｐｏｓitionsignａｌtomｏｎitoｒｔheｒeｃｏrd。TｈeliqｕｉdｌevelmｅａsuｒeｍentdｅvｉcebaseonＭCＵiswidelyusedbecaｕｓｅofｍanycharａcｔeristicssuchaｓhigｈｍeａsurementaｃcuracｙ，goodreｐeatabiｌity,lowpowerconsumptioｎanｄｌonｇuseｆulｔimｅ。WｈeｎwesｔudyＳｃienｔiｆｉｃＯutｌoｏｋonＤevｅｌｏpｍｅnｔthoroughly，ｔｈedesｉｇnｏｆｅｌｅctronicaidｓhouｌｄincludeｔｈethougｈtofsusｔainａbledeveｌｏpmenｔ.Ｓo，ｂｅyondtheliquidlevelmeasuremｅｎtdevicebａｓeｄｏｎMＣU,exｐandthefunｃｔionsoｆreal-timｅmonitｏriｎg，dａt(yī)aacqｕｉsition，ｓerｉaｌｃommunicaｔｉｏn。Tｈｒoｕｇhｔhenewfｕnｃtions,theｓcientificmethodoｆｔhｅlｉqｕiｄｌevｅlmｅasuremeｎtｃouldｂeｃoｍbiｎeｄwithStatistiｃａｌSciｅnce，beusedtｏmanagｅthewatｅｒresｏurceｓｒeａsoｎable，reduceenｅrgyconsｕmpｔioｎ。Thisｔhesisiｎｔｒoducｅsthｅdesignｐｒoceｓsｏftheｌｉquｉdｌｅvｅlcontrolsｙsｔembyｓeverａlpartｓaｓｓｙstemscheｍa，thｅdeｓiｇｎoｆhardwarecirｃuｉｔ,tｈesofｔwａreofｈｏｓtｃompｕｔｅrandsｙsｔemｓoｆtｗare,ｕltiｍatｅlyａcｈievedthｅleveloｆreal-timemeasuremeｎtａnｄmoｎitoriｎｇ。Fｉｎalｌy，tｈｅpapersｕmmａｒizesｔhｅproblｅmsandsoｌuｔiｏnsｏftｈeｄesignprｏｃess,describeｓbｒiefｌytｈｅmethｏdｏfｄatapｒoｃesｓinｇ,andleａｄstｏidｅasoｆtｈefｕrtｈｅｒdesiｇnanddevelopment．Ｋeｙｗords:ＭＣU；LiｑuidLeveｌMeasurｅment；Ｒeal—timemｏｎitorinｇ；SerｉａlCｏmｍuniｃation目錄TOC\o”1—3”\h\z\u引言ＰAGＥREF_Ｔoｃ2959８5836＼h１第1章緒論PＡGEＲEF_Toc2９5985８３7\h2ＨYPＥRLINK\l"_Toc２9５9８583８"1。1課題背景與研究意義ＰＡGＥＲEＦ＿Ｔoc2959８583８＼h2ＨYPERLINK\l”_Toc29５98583９"1．2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展PAGEREF_Tｏc２９５9８５8３９\h2１。3本課題主要研究內(nèi)容PAGERＥＦ_Ｔoc29５9８5840\h3HＹＰＥRＬINK\l”_Tｏｃ２９598５８41”第２章系統(tǒng)總體方案PAGEＲＥF_Tｏc295985841\ｈ４2。1系統(tǒng)設計要求ＰＡGEＲＥＦ＿Toｃ２9598５８42\h4ＨYPERLINＫ\l＂＿Toｃ2９５９8５8４3"2．２系統(tǒng)框圖PAGEREF_Toｃ295９8５843\h4HＹPEＲLINK\l"＿Toc２95９8５84４"2。３硬件設計方案PAGEＲＥF＿Tｏc２9５98５８44＼h４_Toc2９5985850＂2．3．6A/D轉(zhuǎn)換模塊設計方案PＡGERＥF_Toｃ29５9８5８50\h82.３.7通信模塊設計方案ＰAGEＲEF_Ｔoc2９５985８５1\ｈ９ＨYＰEＲLINK\l＂_Toc2959858５2"2。3。8電機控制模塊設計方案ＰAＧEREF＿Toc29598５8５2＼ｈ１0HYPEＲLINK\l”＿Tｏc2９5９85８5３＂第3章硬件電路設計ＰAGEREF＿Toc295９8５853\h11HＹPEＲLINK\l”＿Tｏc２95985854"3。1AT8９Ｓ52硬件設計PAＧERＥF＿Toc29５９85８54\h11HYPＥRLIＮＫ\l”_Toｃ２95985856"3。2按鍵設計PＡGEREF_Toc29５98585６＼h133.3顯示單元硬件設計PAGEREF＿Tｏc2９5985８57\h１4ＨYＰERLＩＮＫ\l＂＿Toc29５９8５858”３．4存儲單元硬件設計PAGＥREF_Toc2959８5858＼h１５3。5時間單元硬件設計ＰAGEREＦ＿Toc29５9858６0＼ｈ１７HYＰEＲLINＫ\l"_Ｔｏc295985８6２”３.６A／D轉(zhuǎn)換單元硬件設計PＡGEREF_Ｔoｃ295985862\ｈ1８HYPERLINK\l”_Toc2959858６4”3。7通信單元硬件設計PAGEＲEＦ_Toc295９8５864\h1９HYPERLIＮK\l＂_Tｏc２959８5865”3.8其他外圍電路的設計８５865\h20HYＰEＲLINK\l"_Tｏc295985８66”第4章系統(tǒng)軟件設計ＰAＧEREＦ_Toc2959８５86６\h22HYPＥRLINK\l"_Ｔoc２95985８６7＂４.１系統(tǒng)軟件PＡGEＲEＦ＿Ｔｏc29598５867\h224。1。1系統(tǒng)軟件編譯開發(fā)環(huán)境PAGERＥＦ_Toc２９５9８５８68＼h22HYPERLIＮK\l”_Tｏc29５985869”4。1。２系統(tǒng)主程序流程圖PAGEREF_Ｔoｃ２9５9８5869\h224．1。3系統(tǒng)初始化PＡGERＥＦ_Ｔoc2９59８5８70\h22ＨYPＥRLIＮK\l”_Toc２9５９８58７1"4．1.4顯示與A/D轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)處理ＰAGEREＦ＿Toc295９85871\h244。1.5按鍵部分軟件設計PＡＧEREF_Toc2959８５872\h25HYＰEＲＬINK\l"_Ｔoc29598５873＂4．１．6顯示模塊的軟件設計PAGEREF_Ｔoc2959８58７3\h264。1．7A/D轉(zhuǎn)換模塊軟件設計ＰＡＧEREＦ_Toｃ２959８５８74\h２６4．1.8電機控制模塊軟件設計PAGＥREF_Ｔoc2９5985８７5\h26４．1.9通信協(xié)議及通信模塊軟件設計８5８77\h27HYPＥRLINK\l＂＿Toｃ2９5985８78"4．1.10時間模塊軟件設計ＰAＧERＥF_Toc2959８５8７8\h29HYＰERＬINＫ\l”_Toc２9598587９”4．2上位機軟件設計３04。２．１上位機軟件開發(fā)編譯環(huán)境ＰAGＥRＥF_Tｏc2959８58８0\h304。2．２上位機軟件的界面設計PAGEＲＥF_Toc295985８81\h3１HYPEＲLINK\l＂＿Tｏc295９858８2＂4.2.3上位機串口通信功能的實現(xiàn)ＰAＧEＲＥF_Ｔoc29５985882\h32HＹPERLＩNＫ\l"_Toc２９598５883＂4。２。4上位機軟件中的數(shù)據(jù)處理PＡGＥREF_Toｃ２９59８588３\h34HYPERLINK\l”＿Toｃ2959858８4＂結(jié)論與展望ＰAＧEＲＥＦ_Toc２9598５884＼h3５HＹPERＬINK\l"_Ｔoc２9598５8８５”致謝ＰAGEＲEF_Ｔoｃ2９5985８８５\ｈ37參考文獻PAGEREF_Tｏc295９85８86＼h３8HYPERＬINK\l＂_Toc２9598５88７"附錄A系統(tǒng)電路原理圖PAGERＥＦ_Ｔoc2959858８７\ｈ39HYＰＥＲLINK\l”_Tｏc２95985888”附錄B外文文獻及譯文PAGＥREF_Tｏｃ2９598５8８8\h４0附錄C主要參考文獻的題錄及摘要PＡＧEREF_Toc２９5９85889\h49HYPＥRLＩNK\l"＿Toc2959８5890"附錄D系統(tǒng)軟件源代碼PAGEＲＥF＿Toc2959８5８9０\h52插圖清單圖2－1系統(tǒng)總體框圖………………………1圖3—1AT８9Ｓ52引腳及網(wǎng)絡標號…………11圖3－2復位電路及時鐘電路………………13圖3－3系統(tǒng)按鍵電路………………………1４圖3-47４ＬS273及74ＬＳ4７引腳圖………１4圖3—５顯示部分電路圖……………………１5圖3-66225６引腳圖………………………１６圖3-7存儲的單元電路……………………16圖３—8ＤS１302引腳圖………………………17圖３-9時間單元電路………………………17圖3-10ＡＤC080４引腳圖……………………18圖3—11A/D轉(zhuǎn)換單元電路圖………………圖3－１２MAX４85引腳圖……………………１9圖3－13串行通信模塊電路圖……………20圖3—１4繼電器部分電路圖………………２0圖3—15電源指示燈電路圖………………21圖4－1主程序流程圖………………………2３圖４—2鍵盤程序流程圖……………………25圖4－3液位檢測流程圖……………………2７圖4-4通信檢測流程圖……………………2８圖4—5上位機軟件界面效果圖……………３3圖4-6水箱液位控制結(jié)構(gòu)圖………………33圖5-１Matlab繪制圖形……………………3６表格清單表3－1端口引腳第二功能…………………12表4—1初始化參數(shù)及含義…………………22表4－2A/D轉(zhuǎn)換幅值數(shù)據(jù)關(guān)系對照表……………………２4表4—3通信協(xié)議……………2８表４-4RS狀態(tài)標志及含義………………2９表4—５界面功能描述………………………31引言上世紀40年代，電子計算機的誕生，標志著人類電子技術(shù)進入了一個新的階段。１9７6年單片機的推出為電子電路設計提供了新的思路,也促進了模擬電路向數(shù)字電路發(fā)展的歷程.它在一片芯片上集成了完整的計算機系統(tǒng)。從它的發(fā)展來看，低功耗CMOS化、微型單片化、主流與多品種共存的發(fā)展趨勢更進一步促使了單片機在各個行業(yè)的應用.這些應用,很大一方面體現(xiàn)在工業(yè)控制中。在工業(yè)上，使用單片機可以構(gòu)成形式多樣的控制系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。單片機應用發(fā)展迅速而廣泛.在過程控制中，單片機既可作為主計算機，又可作為分布式計算機控制系統(tǒng)中的前端機，完成模擬量的采集和開關(guān)量的輸入、處理和控制計算，然后輸出控制信號.單片機廣泛用于儀器儀表中，與不同類型的傳感器相結(jié)合，實現(xiàn)諸如電壓、功率、頻率、濕度、流量、速度、厚度、壓力、溫度等物理量的測量；在家用電器設備中，單片機已廣泛用于電視機、錄音機、電冰箱、電飯鍋、微波爐、洗衣、高級電子玩具、家用防盜報警等各種家電設備中。在計算機網(wǎng)絡和通信、醫(yī)用設備、工商、金融、科研、教育、國防、航空航天等領域都有著十分廣泛的應用。工程應用中液位的測量常用方法主要有超聲波、激光紅外測距、機械浮子、壓力傳感器測距等幾種。這些測量方式對一般液位的測量來說各有各的優(yōu)點，可根據(jù)不同的應用場合和要求進行選擇.比如，常見的液位控制系統(tǒng)多采用浮標、電極等,這種控制形式結(jié)構(gòu)簡單成本低廉,但是控制精度不高，不能進行數(shù)值顯示；另外容易引起誤操作,與上位機進行信息交互比較困難。隨著科技的發(fā)展，液位測量技術(shù)趨于智能化、微型化、可視化。本設計思想是用單片機做下位機，ＰC機做上位機，單片機和ＰＣ機相結(jié)合對水箱液位進行測量和監(jiān)控。該設計要求具有一定的智能化，可操作性和穩(wěn)定性好.第1章緒論課題背景與研究意義在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，常常需要測量液體液位。隨著國家工業(yè)的迅速發(fā)展,液位測量技術(shù)被廣泛應用到石油、化工、醫(yī)藥、食品等各行各業(yè)中。低溫液體（液氧、液氮、液氬、液化天然氣及液體二氧化碳等）得到廣泛的應用，作為貯存低溫液體的容器要保證能承受其載荷;在發(fā)電廠、煉鋼廠中，保持正常的鍋爐汽包水位、除氧器水位、汽輪機凝氣器水位、高、低壓加熱器水位等,是設備安全運行的保證；在教學與科學研究中，也經(jīng)常碰到需要進行液位控制的實驗裝置.國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展液位測量的方法比較多,依據(jù)測量方式的不同可分為接觸式與非接觸式兩種類型?！窠佑|式測量法接觸式測量法是指測量用傳感器直接與容器內(nèi)存儲液體相接觸,從而獲得測量參數(shù)的方法。1。人工檢尺法人工檢尺法可用于測量油罐液位，其歷史十分悠久。它利用浸入式刻度鋼皮尺測量液位，這種方法具有測量簡單、可靠性高、直觀、成本低的優(yōu)點,但人為讀數(shù)誤差大、無法實現(xiàn)自動檢測和操作。2。電參數(shù)測量法常見的有電阻法、光電法、測重法、電容法、浮標法及聲光電的反射回波法等。無論怎樣，這些方法的關(guān)鍵是利用液位傳感器將液位的相對位移量轉(zhuǎn)換成為電壓、電流、阻抗等便于進行電處理的物理量。限于篇幅，下面僅簡單介紹電容測量法的基本原理。本方法所使用的電容通常由兩塊圓柱形極板或一個探極與罐壁構(gòu)成。當液位不同時,電容器的介電常數(shù)就不同，故電容量也不同。在此基礎上可以把電容量轉(zhuǎn)化為電壓、相移、頻率、脈寬等物理量,再進行測量.電容式液位測量裝置通常結(jié)構(gòu)簡單、靈敏度高、穩(wěn)定性好、動態(tài)響應快,適合于惡劣的工作環(huán)境，生產(chǎn)成本也不高;但電容液位測量器需要考慮溫度補償,且介質(zhì)的成分、水分、溫度、密度等不確定變化因素直接影響測量結(jié)果的準確性，另外檢測電路比較復雜，尤其是檢測微小電容量的變化.●非接觸式測量法非接觸式測量法包括超聲波法、調(diào)制型光學法、微波法等。其特點是測量手段并不采用浮子之類的固態(tài)物，而是利用聲、光、射線、磁場等的能量。液位傳感器不和被測介質(zhì)接觸，不受被測介質(zhì)影響，也不影響被測介質(zhì),故適用范圍廣泛。特別是接觸式測量裝置不能適用的特殊場合，如高粘度、強腐蝕性、污染性強,易結(jié)晶的介質(zhì).下面簡單介紹超聲波法和微波法的測量原理。超聲波法:換能裝置將電功率脈沖轉(zhuǎn)換為超聲波，射向液面，經(jīng)液面反射后再由換能器將該超聲波轉(zhuǎn)換為電信號，超聲波法可用于多液面的測量。超聲波是機械波，傳播衰減小，界面反射信號強,且發(fā)射和接收電路簡單，因而應用較為廣泛；但超聲波的傳播速度受介質(zhì)的密度、濃度、溫度、壓力等因素影響，其測量精度往往較低.微波法：微波通過天線輻射出去,經(jīng)液面反射后被天線接收，然后由二次電路計算發(fā)射信號與接收信號的時間差得出液位。微波速度受傳播介質(zhì)、溫度、壓力、液體介電常數(shù)的影響很小,但液體界面的波動、液體表面的泡沫、液體介質(zhì)的介電常數(shù)對微波反射信號強弱有很大影響。當壓力超過規(guī)定數(shù)值時，壓力對液位測量精度將產(chǎn)生顯著影響。對波導管的銹蝕、彎曲和傾斜都會影響測量精度。●光纖測量法光纖液位檢測是近年來出現(xiàn)的一種新技術(shù)。根據(jù)光導纖維中光在不同介質(zhì)中傳輸特性的改變對液位進行測量。光纖液位測量有以下優(yōu)點:精度高、靈敏度好、抗電磁干擾、耐腐蝕、電絕緣性好、檢測現(xiàn)場無電、光路有抗擾性以及便于與計算機連接,便于與光纖傳輸系統(tǒng)組成網(wǎng)絡等.目前，市面上進行液位測量的儀表種類繁多，但是同時具有測量、監(jiān)控、數(shù)據(jù)記錄及處理的液位測量裝置并不多。在某些工業(yè)控制系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)的測量這一基本功能已不能滿足現(xiàn)代工業(yè)的要求，往往需要對大批數(shù)據(jù)進行記錄,對其進行后期處理分析，實現(xiàn)差錯控制、工藝改善、資源優(yōu)化等一系列工作。為了獲得大批量的數(shù)據(jù),得到可靠的分析資料，往往需要長期、多網(wǎng)點的監(jiān)控記錄。在液位測量這一領域中，如江河湖海、城市用水等方面,大量數(shù)據(jù)長時間，多網(wǎng)點的采集記錄分析具有普遍的意義。液位的變化分析，有助于人們進一步對自然環(huán)境、天氣變化甚至是災害預警提供可靠的支持。本課題主要研究內(nèi)容本設計以水箱供水為模型，鑒于單片機液位測量裝置的測量準確、重復性能好、功耗低、使用壽命長等特點，設計以單片機為基礎的液位測量監(jiān)控記錄系統(tǒng)。具有實時液位測量監(jiān)控數(shù)據(jù)處理等功能。設計具體內(nèi)容分為以下幾個方面:系統(tǒng)硬件電路設計以及單片機選型；系統(tǒng)軟件設計；上位機軟件設計以及上位機與下位機通信設計。第2章系統(tǒng)總體方案2.1系統(tǒng)設計要求本設計以水箱供水為模型,鑒于單片機液位測量裝置的測量準確、重復性能好、功耗低、使用壽命長等特點,設計以單片機為基礎的液位測量監(jiān)控記錄系統(tǒng)。它具有實時測量監(jiān)控水箱液位高度并顯示的功能,并根據(jù)實時水量與設置的上、下液位參數(shù)的比較，啟動電機供水或停止水泵。在啟動電機與停止水泵時,實時記錄時間點與電機狀態(tài).液位測量高度≤５米,測量精度1０％，ＡC2２0Ｖ供電?？赏ㄟ^上位機軟件，可與監(jiān)控記錄系統(tǒng)進行通信,能夠從PＣ機獲取當前液位高度、電機狀態(tài)、設備系統(tǒng)時間、上下液位高度等數(shù)據(jù),并可根據(jù)需要改變系統(tǒng)默認的參數(shù).同時可以獲取設備運行時記錄的數(shù)據(jù)，并能夠?qū)?shù)據(jù)保存.能夠根據(jù)一定的算法，計算分析單位時間水箱消耗水量,繪制圖形,通過計算分析的結(jié)果,可以進行區(qū)域用水統(tǒng)籌,降低能源的消耗.2.2系統(tǒng)框圖根據(jù)系統(tǒng)的設計要求，采用單片機為主控芯片,通過單片機數(shù)據(jù)地址總線及I／Ｏ端口，擴展數(shù)據(jù)存儲模塊、A/D轉(zhuǎn)換模塊、顯示模塊、時間模塊、串口通信模塊以及A/Ｄ轉(zhuǎn)換、電機控制等外圍電路，從而實現(xiàn)系統(tǒng)所需的設計功能.系統(tǒng)總體方案框圖如圖２—１:電機控制模塊A/D轉(zhuǎn)換模塊電機控制模塊A/D轉(zhuǎn)換模塊按鍵與顯示模塊時間模塊存儲模塊通信模塊單片機主控模塊圖2－SEQ圖2—\*ARABIC１系統(tǒng)總體框圖圖中，信號流向僅指示了通過數(shù)據(jù)地址總線或I／O口上發(fā)生的數(shù)據(jù)信號,不包括控制信號。2.3硬件設計方案２.３.1主控模塊設計方案單片機作為主控模塊，使得在對單片機選型上有了較大的空間。單片機在3０多年的發(fā)展歷程中,形成了多公司、多系列、多型號“百家爭鳴”的局面.因而，選擇一個合適的單片機有時真的不太容易，要考慮的方面太多.大致總結(jié)出以下幾點：1)單片機的基本參數(shù)。例如速度、程序存儲器容量、I／O引腳數(shù)量等.２)單片機的增強功能。例如看門狗、雙指針、雙串口、ＲＴC(實時時鐘）、EEPＲOM、擴展RAM、CAＮ接口、I2C接口、ＳPI接口、UＳＢ接口。３）Flaｓh和OTP(一次性可編程）。4）封裝：DＩP(雙列直插）,PLCＣ（PＬＣC有對應插座）還是貼片.5）工作溫度范圍,工業(yè)級還是商業(yè)機。６）功耗.7）工作電壓范圍。例如設計電視機遙控器，2節(jié)干電池供電，至少應該能在１．8~３。6Ｖ電壓范圍內(nèi)工作.８)供貨渠道暢通。９)價格。10）燒錄器價格，能否IＳP（在線系統(tǒng)編程）.１１）仿真器。1２）單片機匯編語言支持。１３)資料盡量豐富。１4)抗干擾性能好。1５）和其他外設芯片放在一起的綜合考慮.根據(jù)以上因素:系統(tǒng)的實時性要求不高，因而運算速度無需很快，且系統(tǒng)規(guī)模不大，采用分時復用的方式使用總線,對I/Ｏ口的數(shù)量可以要求進一步降低。使用4路８位I／O接口即可滿足設計要求；系統(tǒng)中需要擴展外部存儲器對數(shù)據(jù)進行存儲，數(shù)據(jù)存儲量為３2KB已滿足要求，因此采用16位或準16位地址總線的單片機即可滿足設計需要；由于是實驗階段,采用DIP（雙列直插)封裝的芯片便于實驗，暫不考慮實際工業(yè)控制中的對外界環(huán)境的具體要求;系統(tǒng)采用AC22０V供電，且對功耗沒有具體要求,使用DC5V為芯片供電，便于系統(tǒng)外圍電路的設計；芯片支持IＳP可節(jié)省仿真器的投入。綜上所述，采用與MCS-51兼容的ＡＴ８9S5２單片機滿足設計要求.AT89Ｓ52是一種低功耗、高性能CMOS工藝的8位微控制器，具有８Ｋ在線系統(tǒng)可編程Ｆlaｓh存儲器。使用Atmeｌ公司高密度非易失性存儲器技術(shù)制造,與工業(yè)80C51產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。片上Fｌaｓh允許程序存儲器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器,使得AT8９S5２為眾多嵌入式控制應用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。AＴ89S5２具有以下標準功能：8k字節(jié)Ｆｌaｓｈ，25６字節(jié)RＡM，32位I/O口線，看門狗定時器，２個數(shù)據(jù)指針，三個16位定時器／計數(shù)器,一個6向量２級中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口，片內(nèi)晶振及時鐘電路。另外,AT89Ｓ52可降至０Ｈｚ靜態(tài)邏輯操作，支持２種軟件可選擇節(jié)電模式?？臻e模式下,CPU停止工作，允許RＡM、定時器／計數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護方式下，RＡＭ內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié),單片機一切工作停止，直到下一個中斷或硬件復位為止。２．3。2鍵盤模塊設計方案鍵盤在單片機應用系統(tǒng)中是一個很關(guān)鍵的部件，它能實現(xiàn)向單片機輸入數(shù)據(jù)、發(fā)送命令等功能,是人工干預單片機系統(tǒng)的主要手段?？紤]到本設計實際需要的按鍵較少，故采用獨立式鍵盤接口電路即可.２。3．3顯示模塊設計方案顯示器是計算機的主要輸出設備,在簡單的工業(yè)控制系統(tǒng)中，常用的顯示器有數(shù)碼管顯示器（LED),液晶顯示器（LＣD）等，該系統(tǒng)僅需顯示液位高度,即數(shù)字量,采用LED顯示器已能滿足系統(tǒng)要求.系統(tǒng)中，要求測量范圍≤5ｍ，測量精度為１0％，假設測量范圍為5m，在10％精度的要求下，其測量的有效值為5＊10%=0。5m。因而采用2位LＥD顯示器便能滿足設計要求。在單片機應用系統(tǒng)中，LED顯示器的現(xiàn)實方法有兩種:靜態(tài)顯示法和動態(tài)顯示法。靜態(tài)顯示法的優(yōu)點是顯示程序十分簡單,顯示亮度大，由于CPU不必經(jīng)常掃描顯示器,所以節(jié)約了CPU的工作時間。但靜態(tài)顯示也有其缺點，主要是占用I／Ｏ口資源較多，硬件成本較高。所以靜態(tài)顯示法常用在顯示器數(shù)目較少的應用系統(tǒng)中。為了解決靜態(tài)顯示占用I/O口資源的缺點,在軟件上采用壓縮BCＤ碼輸出顯示數(shù)據(jù)，硬件上使用一個8位鎖存器７4ＬS273與兩個BCD數(shù)碼顯示譯碼驅(qū)動芯片74ＬS４7連接，減少對系統(tǒng)資源的占用時間。由于74LS4７譯碼為共陽極數(shù)碼管的碼表,因而選用８段(帶小數(shù)點）共陽極LED用于數(shù)據(jù)顯示.高位顯示米單位，低位顯示分米單位，且高位小數(shù)點常亮。單片機使用1位I/Ｏ口控制數(shù)據(jù)的鎖存。2。３.4數(shù)據(jù)存儲模塊設計方案使用AT8９Ｓ５2內(nèi)部256字節(jié)的數(shù)據(jù)存儲器記錄數(shù)據(jù)是遠遠不夠的，因而需要擴展數(shù)據(jù)存儲器進行數(shù)據(jù)存儲。數(shù)據(jù)存儲器可選擇的種類繁多,常用的有隨機存取存儲器（RＡM）、只讀存儲器（ROＭ）與閃存（FLASH).RAＭ是存儲單元的內(nèi)容可按需隨意取出或存入，且存取的速度與存儲單元的位置無關(guān)的存儲器。這種存儲器在斷電時將丟失其存儲內(nèi)容,故主要用于存儲短時間使用的程序。RＯM通常指固化存儲器（一次寫入,反復讀取)，它的特點與RAM相反。RＯM又分一次性固化、光擦除和電擦除重寫兩種類型。閃存則是一種不揮發(fā)性（Nｏn—Volatile）內(nèi)存,在沒有電流供應的條件下也能夠長久地保持數(shù)據(jù),其存儲特性相當于硬盤，這項特性正是閃存得以成為各類便攜型數(shù)字設備的存儲介質(zhì)的基礎。NOR和NAND是現(xiàn)在市場上兩種主要的非易失閃存技術(shù)。ＮAND閃存的存儲單元則采用串行結(jié)構(gòu)，存儲單元的讀寫是以頁和塊為單位來進行（一頁包含若干字節(jié),若干頁則組成儲存塊,NAＮD的存儲塊大小為8到３２ＫＢ),這種結(jié)構(gòu)最大的優(yōu)點在于容量可以做得很大，超過512MB容量的NＡND產(chǎn)品相當普遍，NAＮD閃存的成本較低，有利于大規(guī)模普及.NＡND閃存的缺點在于讀速度較慢,它的Ｉ/O端口只有8個，比NOＲ要少多了。這區(qū)區(qū)８個I／O端口只能以信號輪流傳送的方式完成數(shù)據(jù)的傳送，速度要比ＮOR閃存的并行傳輸模式慢得多。再加上NAND閃存的邏輯為電子盤模塊結(jié)構(gòu)，內(nèi)部不存在專門的存儲控制器，一旦出現(xiàn)數(shù)據(jù)壞塊將無法修，可靠性較ＮOR閃存要差。ＮOR的特點是芯片內(nèi)執(zhí)行（XIP,ｅXecｕteInPlａｃe），這樣應用程序可以直接在ｆlａｓh閃存內(nèi)運行，不必再把代碼讀到系統(tǒng)RＡM中。ＮOR的傳輸效率很高,在1～４ＭB的小容量時具有很高的成本效益，但是很低的寫入和擦除速度大大影響了它的性能。NＡND結(jié)構(gòu)能提供極高的單元密度,可以達到高存儲密度,并且寫入和擦除的速度也很快。應用NＡND的困難在于FLASH的管理和需要特殊的.可以看出ROＭ的存儲復雜，不適宜實時系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲.FLＡSH是一個不錯的解決方案。鑒于系統(tǒng)的復雜程度，暫時不考慮使用FLASH作為存儲單元。根據(jù)設計要求，記錄某一記錄點(電機狀態(tài)改變時刻)的狀態(tài)與時間需要6字節(jié)數(shù)據(jù),即年（２0０0-２09９年）、月(１—12月)、日(1-31日）、時（0-23時)、分（０—５9分)、狀態(tài)（0或１)這些數(shù)據(jù)，如果系統(tǒng)長時間的工作，將會有大批量的數(shù)據(jù)產(chǎn)生，假若數(shù)據(jù)存儲空間不夠大，將會產(chǎn)生數(shù)據(jù)的覆蓋,從而降低了對數(shù)據(jù)分析的準確性.因此選用３2K字節(jié)的數(shù)據(jù)存儲器,可以記錄大于500０項記錄點數(shù)據(jù)，考慮到水箱上水與耗水的頻繁程度不高,50０0項數(shù)據(jù)已基本滿足后期數(shù)據(jù)處理的需求.在實際應用中，系統(tǒng)設計在不掉電的工作環(huán)境下；軟件上,上位機軟件對數(shù)據(jù)提取后即可保存在PＣ機中,5000項數(shù)據(jù)進行時間上的緩沖是充足的。為節(jié)?。肞U的工作時間，且由于ＲＡＭ存儲速度快、使用方便等特點，從而可以忽略了RAM掉電數(shù)據(jù)丟失的缺點.2。３。5時間模塊設計方案通過單片機的定時器，可以設計時間功能,然而單片機自身的產(chǎn)生時間數(shù)據(jù)大大占用了系統(tǒng)的資源，降低了工作效率,甚至影響了其他功能的實現(xiàn)，因此在本設計方案中，采用了外部芯片提供時間信號,用以系統(tǒng)記錄時間信息.目前市場上的時鐘芯片很多，如DＳ13０２/DS1３07/HＴ１３80/HＴ138１/PCF8５６3等。DS1３02是DＡLLAS公司推出的涓流充電時鐘芯片，內(nèi)含有一個實時時鐘/日歷和31字節(jié)靜態(tài)RAＭ，通過簡單的串行接口與單片機進行通信.實時時鐘/日歷電路提供秒、分、時、日期、日、月、年的信息，每月的天數(shù)和閏年的天數(shù)可自動調(diào)整，時鐘操作可通過AM/ＰM指示決定采用24或12小時格式.ＤS1302與單片機之間能簡單地采用同步串行的方式進行通信,僅需用到三個口線（1)ＲＥS（復位）,(2)I/O（數(shù)據(jù)線)，（３）ＳCLK(串行時鐘)。時鐘／RAM的讀、寫數(shù)據(jù)以一個字節(jié)或多達31個字節(jié)的字符組方式通信。DＳ1３02工作時功耗很低,保持數(shù)據(jù)和時鐘信息時功率小于１mW。DS１302是由DS1202改進而來,增加了以下的特性雙電源管腳用于主電源和備份電源供應，Vcｃ1為可編程涓流充電電源,附加七個字節(jié)存儲器。它廣泛應用于電話、傳真、便攜式儀器以及電池供電的儀器儀表等產(chǎn)品領域。下面將主要的性能指標作一綜合：實時時鐘具有能計算2１00年之前的秒、分、時、日期、星期、月、年的能力，還有閏年調(diào)整的能力.31＊8位暫存數(shù)據(jù)存儲RAＭ.串行I/O口方式使得管腳數(shù)量最少。寬范圍工作電壓2．0~５.５Ｖ。工作電流2.０V時,小于300nA。讀/寫時鐘或RAM數(shù)據(jù)時有兩種傳送方式單字節(jié)傳送和多字節(jié)傳送字符組方式.8腳DIP封裝或可選的8腳SOIC封裝.簡單3線接口。與TTＬ兼容Ｖcｃ=５V?？蛇x工業(yè)級溫度范圍－40至+85攝氏度與DS１２0２兼容。在ＤS1202基礎上增加的特性：對Vcｃ1有可選的涓流充電能力;雙電源管用于主電源和備份電源供應；備份電源管腳可由電池或大容量電容輸入；附加的7字節(jié)暫存存儲器。 綜上所述，選用DＳ１302時間芯片完全滿足設計的需求。２.3。6A/D轉(zhuǎn)換模塊設計方案A／D器件和芯片是實現(xiàn)單片機數(shù)據(jù)采集的常用外圍器件。Ａ/D轉(zhuǎn)換器的品種繁多、性能各異,在設計數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)時,首先碰到的就是如何選擇合適的Ａ/D轉(zhuǎn)換器以滿足系統(tǒng)設計要求的問題.選擇A/D轉(zhuǎn)換器件需要考慮器件本身的品質(zhì)和應用的場合要求。基本上，可以根據(jù)以下幾個方面的指標選擇一個A/D器件。1)A/Ｄ轉(zhuǎn)換器位數(shù)A/D轉(zhuǎn)換器位數(shù)的確定,應該從數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的靜態(tài)精度和動態(tài)平滑性這兩個方面進行考慮。從靜態(tài)精度方面來說,要考慮輸入信號的原始誤差傳遞到輸出所產(chǎn)生的誤差,它是模擬信號數(shù)字化時產(chǎn)生誤差的主要部分。量化誤差與A/D轉(zhuǎn)換器位數(shù)有關(guān)。一般把8位以下的A/Ｄ轉(zhuǎn)換器歸為低分辨率A/D轉(zhuǎn)換器,9~12位的稱為中分辨率轉(zhuǎn)換器，1３位以上的稱為高分辨率轉(zhuǎn)換器。10位以下的A/Ｄ芯片誤差較大，１1位以上對減小誤差并無太大貢獻,但對A／D轉(zhuǎn)換器的要求卻提得過高。因此,取10位或１１位是合適的。由于模擬信號先經(jīng)過測量裝置，再經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換后才進行處理,因此，總的誤差是由測量誤差和量化誤差共同構(gòu)成的。Ａ/D轉(zhuǎn)換器的精度應與測量裝置的精度相匹配。也就是說,一方面要求量化誤差在總誤差中所占的比重要小，使它不顯著地擴大測量誤差;另一方面必須根據(jù)目前測量裝置的精度水平,對A／Ｄ轉(zhuǎn)換器的位數(shù)提出恰當?shù)囊?。目?大多數(shù)測量裝置的精度值不小于0。1%~0．5％，故Ａ/D轉(zhuǎn)換器的精度取0.0５％~0。1％即可，相應的二進制碼為10～11位，加上符號位,即為11～１2位.當有特殊的應用時，Ａ/D轉(zhuǎn)換器要求更多的位數(shù)，這時往往可采