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烟台大学机电汽车工程学院机械设计制造及其自动化学院：机电汽车工程学院专业：机械设计制造及其自动化姓名：**小组成员：**********烟台大学机电汽车工程学院机械设计制造及其自动化目录摘要 (3)第一章绪论 (4)第二章系统硬件设计 (5)2.1 系统总体功能概述 (5)2.2 核心芯片的选择 (6)2.3硬件原理图 (11)第三章系统软件设计 (16)3.1 软件功能概述 (16)3.2 主程序设计 (16)3.3 定时器T0中断服务程序 (16)3.4 A/D转换子程序 (18)3.5 LED显示子程序 (18)结论 (20)参考文献 (21)附录 (22)附录一主程序代码 (22)附录二电路图 (26)- 2 -烟台大学机电汽车工程学院机械设计制造及其自动化摘要随着社会的进步、生产工艺和生产技术的发展，人们对液位的检测提出了更高的要求。
而新型电子技术微电子技术和微型计算机的广泛应用于普及，单片机控制系统以其控制精度高，性能稳定可靠，设置操作方便，造价低等特点，被应用到液位系统的控制中来。
本文介绍了用液位检测集成芯片LM1042和A/D转换芯片A/D574A，以及AT89C51单片机作为主控元件的液位检测的原理、电路及监控程序。
用LM1042液位检测集成芯片测量液位，具有测量精度高、速度快、可靠、稳定等优点；采用单片机来控制液位信息的采集，并且计算出真实液位值，通过运算判断是否超限报警，使检测具有更高的智能性。
关键词：AT89C51 AD574A 液位检测 LM1402 超限报警- 3 -烟台大学机电汽车工程学院机械设计制造及其自动化第1章绪论本设计研究的内容和方法内容：设计某制药厂液缸内液位检测系统，本设计以MCS-51系列单片机为核心，采用常用电子器件设计，自行设计电源，选用合适的液位检测传感器，检测液位，数码管显示，当液位高度太高或太低时，报警。
（可采用中断方式设计）方法：本设计经过调研，收集且分析相关技术资料，综合考虑液位检测技术发展和液位检测系统特点的基础上，提出把液位检测显示同超限报警综合的解决方案。
液位检测与控制试验系统设计1.发展现实状况：液位检测在许多控制领域已较为普遍，多种类型旳液位检测装置也不少，按原理分有浮力式、压力式、超声波式、差压式、电容式等，这多种措施都根据其需要设计完毕，其构造、量程和精度各有特色, 合用于各自旳场所, 但都是基于固定液箱液位检测而设计。
市面上也有现成旳液位计，有投入式、浮球式、弹簧式等，绝大多数价格惊人。
“水是生命之源”，不仅人们生活以及工业生产常常波及到多种液位和流量旳控制问题，例如饮料、食品加工，居民生活用水旳供应，溶液过滤，污水处理，化工生产等多种行业旳生产加工过程，一般要使用蓄液池。
蓄液池中旳液位需要维持合适旳高度，太满轻易溢出导致挥霍，过少则无法满足需求。
因此，需要设计合适旳控制器自动调整蓄液池旳进出流量，使得蓄液池内液位保持正常水平，以保证产品旳质量和生产效益。
这些不一样背景旳实际问题都可以简化为某种水箱旳液位控制问题。
因此液位是工业控制过程中一种重要旳参数。
尤其是在动态旳状态下，采用适合旳措施对液位进行检测、控制，能收到很好旳生产效果。
高老师也进行了多次旳试验得出了某些有关旳数据，水箱液位控制系统旳设计应用非常长广泛，可以把一种复杂旳液位控制系统简化成一种水箱液位控制系统来实现。
因此就选择了该题目旳设计。
由于液位检测应用领域旳不一样，性能指标和技术规定也有差异，但合用有效旳测量成为共同旳发展趋势，伴随电子技术及计算机技术旳发展，液位检测旳自动控制成为其此后旳发展趋势，控制过程旳自动化处理以及监控软件良好旳人机界面，操作人员在监控计算机上能根据控制效果及时修运行参数，这样能有效地减少工人旳疲劳和失误，提高生产过程旳实时性、安全性。
伴随计算机控制技术应用旳普及、可靠性旳提高及价格旳下降，液位检测旳微机控制必将得到愈加广泛旳应用。
因此，我们在此设计了这个简易旳监测系统，首先，节省了大量旳经济开支；另首先，让我们对监测系统有了愈加深刻、透彻旳理解，不仅增长了我们旳感性认识，还增进了我们对于系统各个部分旳深刻剖析，从传感器选型到整个系统旳建立，我们都投入其中，并为之努力着。
课程设计液位一、教学目标本节课的学习目标包括以下三个方面：1.知识目标：学生需要掌握液位的定义、液位测量方法、液位控制系统的原理和应用。
2.技能目标：学生能够运用所学知识进行液位测量和控制系统的分析和设计，具备解决实际问题的能力。
3.情感态度价值观目标：培养学生对液位技术研究的兴趣，增强创新意识和团队合作精神，认识科技发展对人类社会的贡献。
二、教学内容本节课的教学内容主要包括以下几个部分：1.液位的定义和分类：介绍液位的概念、液位的分类及液位测量的重要性。
2.液位测量方法：讲解液位测量的主要方法，如浮力式、压力式、超声波式等，并分析各种方法的优缺点。
3.液位控制系统原理：阐述液位控制系统的组成、工作原理及其在工业生产中的应用。
4.液位控制系统的调试与维护：介绍液位控制系统的调试和维护方法，提高学生实际操作能力。
三、教学方法为了提高教学效果，本节课将采用以下几种教学方法：1.讲授法：讲解液位的定义、分类和液位测量方法，让学生掌握基本知识。
2.案例分析法：分析实际液位控制系统的应用案例，让学生了解液位控制系统在工程中的应用。
3.实验法：安排实验室实践环节，让学生动手操作液位测量和控制系统，提高实际操作能力。
4.讨论法：学生分组讨论，培养团队合作精神和创新意识。
四、教学资源为了支持本节课的教学，我们将准备以下教学资源：1.教材：《液位技术与应用》等相关教材，为学生提供理论知识的学习。
2.参考书：提供液位技术相关的参考书籍，丰富学生的知识体系。
3.多媒体资料：制作课件、视频等多媒体资料，直观展示液位测量和控制系统的原理和应用。
4.实验设备：准备液位测量和控制系统实验设备，为学生提供实践操作的机会。
五、教学评估本节课的评估方式包括以下几个方面：1.平时表现：评估学生在课堂上的参与程度、提问回答等情况，占总评的30%。
2.作业：布置与课堂内容相关的作业，评估学生的理解和应用能力，占总评的30%。
3.实验报告：评估学生在实验过程中的操作技能和分析能力，占总评的20%。
一、毕业设计（论文）选题的目的和意义。
1）本选题的理论、实际意义液位检测系统是自然界和一般工业界不可缺少的一种检测系统。
但凡江河湖海，工业中应用的蓄水池、水塔、水箱、地下水等都需要有液位检测。
供水系统中有许多设备由于所处地势高，上下极为不便，有时水即将用完或者已经用完也不知道，造成需用水时却水量不足或者无水可用的情况。
此时，在向池中注入水过程中，由于不知道液位情况，也就无法控制水量多少，为了准确掌握液位情况，传统的做法是安排人员进行人为监控，这样不仅会占用人力、物力，还会大大影响工作效率。
为此需要对液位监测情况实现自动化监测、数据化、智能化显示、视觉或听觉冲击化报警，实现液位检测一个完整的系统，那么工作人员便可以在操作室获知整个设备的液位状况，如此不但大大减低工作人员的危险性，同时更提高了工作效率及简便性。
在工业领域中，液位测量是一项重要的研究方法，有利于工业技术的进步和经济效益的提高，液位测量在许多控制领域已较为普遍。
各种类型的液位测量传感器较多，按原理分为浮子式、压力式、超声波式、吹气式等。
各种方式都根据其需要设计而成，其结构、量程和精度适用于各自不同的场合，大多结构较为复杂，制造成本偏高；市面上也有现成的液位计，多数成品价格惊人。
以上液位计多数输出为模拟量电流或电压，有些为机械指针读数，不能用于远程监视；普遍适用于静止液面，在波动液面易引起读数的波动；也有用电容法测量液位的系统，电容式传感器具有结构简单、灵敏度高、动态响应特性好、适应性强、抗过载能力大及价格便宜等特点，因此适用于测量液位，是一种简单易行的方案。
2）综述国内外有关本选题的研究动态和自己的见解对于液位测量传感器的研究，国外的液位测量技术起步较早，且投入资金雄厚，发展非常迅速，到目前为止，国外许多公司都研制出很多功能齐全的、自动化智能程度高、精度高的测量体系与产品系列，美国Milltronics公司研制的多量程超声波液位监测系统具有测量液位及液位差的能力，其采用的非接触式超声波传感器，可监视30cm到14m范围的液位变化，该系统专门编制了一种增强回声的软件程序，多量程系统被监视槽的超声波分布图储存在计算机存储器中，采用连续测量确定液位方法来修改分布图；Magmetrol国际公司的Echtel-FⅡ型超声波液位控制仪有两种控制模式：连续波信号的高增益系列和脉冲信号的超增益系列，还增加了一个检验机构，使之具有自检功能，避免了一般超声波仪器中零电压输出即可能表明无液体，也可表明低液位或控制出现故障等问题。
本文主要设汁了一种液位控制器，它以8051作为控制器，通过8031单片机和模数转换器等硬件系统和软件设讣方法，实现具有液位检测报警和控制双重功能，并对液位值进行显zjxo本系统是基于单片机的液位控制，在设计中主要有水位检测、按键控制、水位控制、显示部分、故障报警等儿部分组成来实现液位控制。
主要用水位传感器检测水位，用六个控制按键来实现按健控制，用三位7段LED显示器来完成显示部分，用变频器来控制循环泵的转速，并且通过模数转换把这些信号送入单片机中。
把这些信号与单片机中内部设定的值相比，以判断单片机是否需要进行相应的操作，即是否需要开启补水泵或排水泵，来实现对液面的控制，从而实现单片机自动控制液面的LI的。
本设计用单片机控制，易于实现液位的控制，而且有造价低、程序易于调试、一部分出现故障不会影响其他部分的工作、维修方便、等优点。
关键词：8051单片机；模数转换；水位控制；自动控制1前言 (3)1.1课题背景 (3)1.2国内外研究的现状 (3)1.3使用单片机实现水体液位控制的优点 (4)2系统硬件设计 (6)2.1核心芯片8051单片机 (6)2. 2液位传感器设计 (9)2.4 ADC0809A/D转换器 (13)2.5键盘及显示接口 (16)2.6自动报警电路 (17)下列二种情况发生系统报警。
(18)1）当水位达到上限极限水位时报警，水位到达上限极限水位时系统发出报警： (18)2）当水位达到下限极限水位时报警，水位到达下限极限水位时系统发出报警 (18)3系统软件的设计 (19)3.1软件设计流程图 (19)致谢231前言1.1课题背景液位控制系统是以液位为被控参数的控制系统，它在工业生产的各个领域都有广泛的应用。
在工业生产过程中，有很多地方需要对容器内的介质进行液位控制，使之高精度地保持在给定的数值，如在建材行业中，玻璃窑炉液位的稳定对窑炉的使用寿命和产品的质量起着至关重要的作用。
液位控制一般指对某一液位进行控制调节，使其达到所要求的控制精度。
目录系统总体方案选择第1章5·································系统结构框图与工作原理第2章7························· 2.1 系统机构框图7........................................... 2.2 工作原理8...............................................各单元软硬件第3章9...................................... 3.1 模拟控制对象系统9......................................控制台 3.2 9.................................................上位机及控制软件系统 3.3 9................................. ICP-7017 3.4 模拟量输入模块10.............................. ICP-7024 3.5 模拟量输出模块11..............................电动调节阀 3.6 11............................................液位传感器 3.7 12............................................软件设计与说明第4章13..................................13 4.1 用户窗口. (16)4.2 实时数据库············································系统调试5章第17··········································17 设备连接5.1 ··············································17 5.2 系统调试·············································· 5.3 调试结果18··············································19 5.3 注意事项··············································总结第6章20················································程序清单附录21·············································．第1章系统总体方案选择随着工业生产的迅速发展，工艺条件越来越复杂。
目录一、《控制系统分析与综合》任务书31.1、工程训练任务31.2、工程训练目的31.3、工程训练内容31.4、工程训练报告要求41.5、工程训练进度安排41.6、工程训练考核办法5二、总体设计方案52.1、控制系统目标52.2、控制系统要求5三、硬件设计63.1、PLC系统设计的基本原则63.2、PLC控制系统设计的基本内容和步骤73.2.1、设计的基本内容73.2.2、设计的基本步骤73.3、PLC的选型73.3.1、PLC机型选择83.3.2、PLC容量的选择8四、软件设计94.1、PLC相关设定94.1.1、PLC的元件分配94.1.2、PLC程序顺序功能图104.1.3、PLC程序104.1.4、PID控制器参数整定13五、组态监控软件的设计145.1、建立新工程145.2、建立通讯口155.3、新建变量165.4、新建监控画面17六、运行调试步骤与结果196.1、调试步骤196.2、运行结果20七、收获与小结22八、参考文献23一、《控制系统分析与综合》任务书题目：液位控制系统设计1.1、工程训练任务本实训综合运用自动化原理、PLC技术以及组态软件等相关课程，通过本实训的锻炼，使学生掌握自动化系统的基础理论、技术与方法，巩固和加深对理论知识的理解。
本课题针对液位控制系统作初步设计和基本研究，该系统能对水箱液位信号进行采集，以PLC为下位机，以工控组态软件组态王设计上位机监控画面，运用PID控制算法对水箱液位进行控制。
1.2、工程训练目的通过本次工程训练使学生掌握运用组态王软件及PLC构建工业控制系统的能力，增强学生对PLC控制系统以及组态王软件的应用能力，培养学生解决实际问题的能力，为今后从事工程技术工作、科学研究打下坚实的基础。
1.3、工程训练内容1)确定PLC的I/O分配表；2)根据PID控制算法理论，运用PLC程序实现PID控制算法；3)编写整个液位控制系统实训项目的PLC控制程序；4)在组态王中定义输入输出设备；5)在组态王中定义变量；6)设计上位机监控画面；7)进行系统调试。
液位控制系统设计液位测量是液位控制系统设计的基础，常用的液位传感器有浮球式、电容式、超声波等。
浮球式液位传感器通过测量悬挂在容器内的浮球悬浮的高度来获取液位信息，适用于液位要求较低的场合。
电容式液位传感器采用电容原理进行测量，能够实现较高精度的液位测量，适用于液位要求较高的场合。
超声波液位传感器通过测量超声波在液体和气体界面之间传播的时间来获取液位信息，具有非接触式、测量范围大的特点，适用于对容器形状较为复杂的场合。
液位控制系统的控制方法分为开环控制和闭环控制两种。
开环控制是指通过设定液位设定值，根据液位传感器测量值，直接调节控制阀门或启停泵等执行器的开度或启停，以实现设定的液位控制精度。
闭环控制则是在开环控制的基础上，将液位测量值与设定值进行比较，通过控制器调节执行器的开度或启停，使液位保持在设定值附近，从而实现闭环控制。
闭环控制相比开环控制具有更高的控制精度，但也更加复杂。
液位控制系统的控制策略有多种，常见的有比例控制、比例-积分控制和模糊控制等。
比例控制是指根据液位偏差与设定值之间的比例关系，调节执行器的开度或启停，以实现液位控制。
比例-积分控制在比例控制的基础上引入积分环节，用来消除永久性偏差，提高控制精度。
模糊控制则是通过模糊逻辑运算，根据液位偏差和变化率的大小，调节执行器的开度或启停，以实现液位控制。
模糊控制相比传统控制方法，在非线性、时变和多变量系统中具有更好的适应性和鲁棒性。
在设计液位控制系统时，需要综合考虑测量精度、响应速度、控制精度和系统稳定性等因素。
同时，还需要结合具体应用场景的要求，选择合适的液位传感器、控制方法和控制策略，以实现高效、稳定、可靠的液位控制。
总之，液位控制系统设计需要综合考虑液位测量、控制方法和控制策略等方面的要素，以实现对液位的精确控制。
在设计过程中，需要选取合适的液位传感器，确定控制方法和控制策略，并进行系统调试和优化，以实现系统的高效性、稳定性和可靠性。
毕业设计论文_液位检测显示控制系统设计毕业设计论文_液位检测显示控制系统设计摘要水位测量在日常生活和工业领域有着广泛的应用，比如江河湖泊，地下水，水电站等都需要进行水位监测，以此来了解水位的工作情况以方便工作。
水位监测系统目前在国里外都有广泛的应用。
水位检测就是水位数据的采集、存储、传输、处理等技术的集成。
水位检测的方法有很多种，如人工检测、传感器检测等等。
本文介绍的是基于压力传感器实现的液位控制器的设计方法，该控制器以STC89C51单片机为核心，并辅以外围硬件电路来实现控制要求。
本文首先介绍总体的设计方案，接着重点介绍各功能模块的作用及实现方法。
最后，介绍proteus 仿真软件。
关键词：水位检测单片机控制传感器摘要ABSTRACTWater level measurement in daily life and industrial fields have a wide range of applications, such as rivers, lakes, groundwater, hydropower, all these need water level monitoring , in order to understand the changes in the water level to facilitate the work. Water level monitoring system are widely used inside and outside currently. Level detection is the level of data collection, storage, transmission, processing and other technology integration. Level detection methods are many, such as artificial detection, sensor detection and so on. This article is based on a pressure sensor to achieve the level controller design method, the controller STC89C51 microcontroller as the core, supplemented by peripheral hardware circuit to achieve control requirements. This paper describes the overall design scheme, and then focuses on the role of various functional modules and implementation. Finally, proteus simulation software is introduced.Keywords: level detection single chip microcomputer control sensor目录第一章绪论 (3)1.1 液位自动检测的现状及发展趋势 (3)1.2 课题背景及研究意义 (4)1.3 方案规划 (4)第二章单片机最小系统设计 (7)2.1 单片机最小系统的功能 (7)2.2 51系列单片机 (7)2.3 单片机最小系统的结构 (10)2.3.1 时钟电路 (10)2.3.2 复位电路 (10)2.4 最小系统的电路设计 (11)第三章水位测量与显示模块的设计 (15)3.1 传感器的介绍 (15)3.2 0804模数转换器 (16)3.3 LCD液晶显示模块电路设计 (18)3.4 报警电路的设计 (20)3.5 控制电路的设计 (21)第四章软件的设计 (23)4.1 软件的整体结构设计 (23)4.2 LCD液晶显示程序设计 (23)4.2.1 LCD1602的基本操作时序 (23)4.2.2 LCD1602的初始化过程 (26)4.2.3 LCD1602的显示流程 (26)4.2.4 液晶显示部分子函数源程序 (27)4.3 4*1键盘程序设计 (29)4.3.1 按键的消抖 (29)4.3.2 按键部分源程序 (29)4.4 ADC0804程序的设计 (31)第五章Proteus仿真软件介绍 (37)5.1 仿真介绍 (37)5.2 Proteus的ISIS介绍 (37)5.3 利用Proteus绘制原理图 (40)5.4 Keil与Proteus的联调仿真 (41)第六章总结 (43)致谢 (45)参考文献 (47)附录1 电路图 (49)附录2 程序 (51)附录3 实物图 (59)第一章绪论1.1 液位自动检测的现状及发展趋势在现代化的工业生产中，液位测量几乎遍及生产工厂的各个环节。
前言在人类文明高度发达的今天，人们对信息的采集、处理、传输及综合利用越来越迫切，单片机作为现代电子技术、计算机技术的新兴领域，其应用也越来越广泛，从开始的工业控制，到现在的航天航空、消防安全、工业数据采集、石油地质勘探、铁路交通运输以及楼宇自动化等，甚至目前的许多家电中都有单片机的应用。
以单片机为代表的嵌入式系统的出现标志着现代电子系统时代的到来。
随着微电子工业的迅速发展，单片机控制的智能型控制器广泛应用于电子产品中，为了使学生对单片机检测系统有较深的了解学院特地为我们安排了这次为期四周的课程设计。
本次课程设计由我们自己选择测量对象，这样题目相对灵活，能更好的达到锻炼我们的目的。
在本次课程设计中我选择的是液位测控系统的设计。
液位检测在许多控制领域已较为普遍，各种类型的液位检测装置也不少，按原理分有浮子式、压力式、超声波式、吹气式、电容式等，这各种方法都根据其需要设计完成，其结构、量程和精度各有特色, 适用于各自的场合。
我选用的是浮子式液位传感器，因为它的结构比较简单，也比较便宜。
液位高度通过传感器测出，其输出的电信号通过信号调理电路传送给数/模转换器ADC0808，之后ADC0808再将转化后的数字信号传给单片机AT89C51，最后单片机通过与LCD液晶显示屏连接，将液位高度显示出来，当液位超过警戒水位时，单片机会驱动LED点亮，输出报警信号。
在本次课程设计中，我也遇到了很多问题，如：如何确定方案、选择器件、使用仿真软件等。
困难再多、再大也是要克服的。
在这里我要感谢给我提供帮助的黎水平老师以及班上的同学们，没有你们的帮助我是不可能完成这次课程设计的。
由于本人水平有限，里面的内容难免有不少缺点和错误，恳请读者批评指正。
目录前言 (1)1.方案选择 (3)1.1方案1： (3)1.2方案2： (3)2.硬件电路的设计 (4)2.1传感器检测部分 (4)2.2电源模块设计 (5)2.3A/D转换部分的设计 (6)2.4单片机的选择 (10)2.5 显示电路的设计 (12)2.6 控制驱动电路设计 (14)2.7 键盘设计 (15)2.8 时钟信号设计 (16)3.软件设计 (16)3.1软件流程设计 (16)3.2上机软件仿真 (17)4.液位测控系统的误差分析 (18)5.设计心得 (19)6.参考文献 (20)1.方案选择1.1方案1：为了完成完成本次液位检测设计的各种功能，将整个电路分为四个部分：传感器检测部分、A/D转换部分、显示部分以及控制驱动部分。
器框架如下图所示：图1.1 方案原理方框图传感器检测部分选用的是FYC-3型浮子液位传感器。
该传感器的机构合理，抗干扰能力强，分辨率高，量程大，寿命长，有掉电后信号跟踪记忆功能。
能够将液位的变化通过标准的电信号输出。
A/D转换器选用的是A/D0808芯片。
它是一个八位的A/D转换器，转换精度较高，从A/D0808出来的信号可以直接送给单片机处理。
在本次课设中我选用的单片机是INTEL公司的8位单片机AT89C51。
与8086系列相比，AT89C515具有明显的价格优势，而且能够满足精度要求。
显示部分采用的是LCD显示屏，与传统的LED相比，LCD更加节能。
而且随着现代科技的发展，LCD取代LED是势在必行的。
1.2方案2：该方案与方案1大同小异，除控制外，其它没什么区别。
方案1采用的是单片机控制，而在方案2中我才用的是PLC控制。
PLC采用的是循环扫描的工作方式、通过自诊断、通信处理、扫描输入、刷新输出这五个工作过程来完成一个周期。
但是，利用PLC控制价格比较昂贵，需要的其他硬件较多，使得安装显得不方便，且占用空间大。
综合考滤这两种方案：他们都是可行的，都能达到所需的目的。
方案1原理直观，关键是价格低廉、集成度高、处理功能强、可靠性比较高，便于操作。
方案2在功能上采用的是开关逻辑控制、闭环过程控制、位置控制以及多PLC分布式控制等。
它更适合在工业上应用，工程技术人员可以很容易的读懂其程序，同时在改变控制要求时，只需改变程序梯形图就能满足要求。
但它存在一个致命的缺点——价格昂贵，需要的其他硬件较多，使得安装显得不方便，且占用空间大，适合用在对精度要求很高的场所。
综上所述，方案1具有明显的优势，因此采用方案1为本次液位控制的最佳方案。
2.硬件电路的设计2.1传感器检测部分在本次课设中我选用的是FYC-3型浮子式液位传感器，选用光电式编码器，配以精密的变速结构、线轮、不锈钢钢丝绳、重锤、防浪锤和浮子等构成。
该传感器安装在测量对象的上端（如水箱），当液位变化时，浮子随之上升或下降，测绳便带动线轮做旋转运动，与线轮同轴连接的编码器就输出与液位对应的模拟信号并送至后续电路继续处理，从而达到了对液位的实时显示及控制目的。
该传感器结构合理，抗干扰能力强，分辨率高，量程大，寿命长，有掉电后有信号跟踪记忆功能。
他能够长期用于液位测量并能保证性能的稳定可靠，是江河湖泊。
水库、船闸、水电站、水温观测站、水厂以及石油化工等行业理想的液位传感器。
该传感器的测量轮采用加深绳沟和减少钢丝绳压力夹角的方法解决了钢丝绳容易脱落的现象；传感器外壳、测量轮、支架均采用铝合金材料，测绳采用不锈钢材料、浮子采用工程塑料制作，因而具有良好的耐腐蚀性；编码器采用光电绝对式编码器而不是脉冲型的，因而具有极强的抗干扰能力，具有断电记忆功能，只要回复供电，不需任何预置就可立即读出实时的测量值。
图2.1 传感器外形及安装尺寸示意图2.2电源模块设计仅就单片机系统（最小系统）而言，一般只需要5V的直流电源供电，而对实际的单片机来说，由于需要扩展一定得测控转换通道和其相应的接口电路外设，除了5V的直流电源外，还可能需要其他的如12V的直流电源。
如下图2.2所示，直流电源模块的设计有以下两种设计方法，本次设计采用（b）类电源设计方案，即通过常用的220V交流电源变压、整流、稳压、滤波及AC/DC变换后给整个系统提供所需要的直流电源。
（a）（b）图2.2 电源模块设计系统组成框图如下图2.3所示电路为5V直流电源输出具体电路设计，其中电路的核心集成芯片7805是一种价格便宜、应用广泛的线性稳压器电子元件，其采用TO-220的封装形式，可以提供1A的最大工作电流，且由于内部具有过压过流保护，使整机的电源电路稳定，性能可靠。
图2.3 5V直流电源输出电路设计在图2.3中可看出，本电路采用220V的交流电压供电，220V交流电经过变压器后转换成12V交流电输出，12V交流电经过整流电桥后可以实现转换成直流电压输出，直流电压经过C1和C2两次滤波后，接到线性稳压器7805后即可转换成稳定的5V直流电压输出，电容C3和C4的设置也是起到滤波的作用，R1作为限流电阻，D2是LED作为电路的显示部分，起到指示的作用。
电源模块的抗干扰技术是系统的重要可靠性指标，一个设计良好的电源模块，应该在设计过程中充分考虑到抗干扰性能的要求。
系统电源模块的干扰可以分为供电线耦合的干扰和电源本身产生的干扰。
使用交流稳压器：在工业现场，电网上的电压波动较大，因此需要经过交流稳压器再进入到电源模块的变压器，从而使供电稳定。
采用瞬态电压抑制措施：当开关在通断时，都会产生一个幅值很高的瞬时电压脉冲，因此，在电压模块设计中可以使用瞬态抑制二极管，从而起到保护作用。
使用浪涌抑制器：在工业现场，当有大型设备启停时，会产生浪涌的现象，此时，可以采用CR（电容-电阻）浪涌抑制器。
2.3A/D转换部分的设计现在市面上ADC芯片的品种、型号很多，其内部功能强弱、转换速度快慢、转换精度高低有很大差别，但用户最关心的外特性包括以下四种基本信号引脚端：模拟信号输入端(单极性或双极性)；数字量输出端(并行或串行)；转换启动信号输入端；转换结束信号输出端。
除此之外，各种不同型号的芯片可能还会有一些其他各不相同的控制信号端。
选用ADC芯片时，除了必须考虑各种技术要求外，通常还需了解芯片以下两方面的特性：数字输出的方式是否有可控三态输出；启动转换的控制方式是脉冲控制式还是电平控制式。
在本次课程设计中我选用的是ADC0808，它与ADC0809在精度上略有差别（前者精度为8位，后者精度为7位），其它各方面完全相同。
他们都是CMO器件，不仅包括一个8位的逐次逼近型的ADC部分，而且还提供一个8通道的模拟多路开关和通道寻址逻辑，因而有理由把它作为简单的“数据采集系统”。
利用它可直接输入8个单端的模拟信号分时进行A/D转换，在多点巡回检测和过程控制、运动控制中应用十分广泛。
1) 主要技术指标和特性（1）分辨率：8位。
（2）总的不可调误差：ADC0808为±0.5LSB。
（3）转换时间：取决于芯片时钟频率，如CLK=500kHz时，T CONV=128μs。
（4）单一电源：+5V。
（5）模拟输入电压范围：单极性0～5V；双极性±5V,±10V(需外加一定电路)。
（6）具有可控三态输出缓存器。
（7）启动转换控制为脉冲式(正脉冲)，上升沿使所有内部寄存器清零，下降沿使A/D 转换开始。
（8）使用时不需进行零点和满刻度调节。
2) 内部结构和外部引脚ADC0808的内部结构和外部引脚分别如图2.4和图2.5所示。
内部各部分的作用和工作原理在内部结构图中已一目了然，在此就不再赘述，下面仅对各引脚定义分述如下：图2.4 ADC0808内部结构框图（1）IN0～IN7——8路模拟输入，通过3根地址译码线ADD A、ADD B、ADD C来选通一路信号。
（2）D7～D0——A/D转换后的数据输出端，为三态可控输出，故可直接和微处理器数据线连接。
8位排列顺序是D7为最高位，D0为最低位。
（3）ADD A、ADD B、ADD C——模拟通道选择地址信号，ADD A为低位，ADD C为高位。
地址信号与选中通道对应关系如表11.3所示。
（4）V R(+)、V R(-)——正、负参考电压输入端，用于提供片内DAC电阻网络的基准电压。
在单极性输入时，V R(+)=5V，V R(-)=0V；双极性输入时，V R(+)、V R(-)分别接正、负极性的参考电压。
图2.5 ADC0808外围电路图表2.1 地址信号与选中通道的关系（5）ALE——地址锁存允许信号，高电平有效。
当此信号有效时，A、B、C三位地址信号被锁存，译码选通对应模拟通道。
在使用时，该信号常和START信号连在一起，以便同时锁存通道地址和启动A/D转换。
（6）START——A/D转换启动信号，正脉冲有效。
加于该端的脉冲的上升沿使逐次逼近寄存器清零，下降沿开始A/D转换。
如正在进行转换时又接到新的启动脉冲，则原来的转换进程被中止，重新从头开始转换。
（7）EOC——转换结束信号，高电平有效。
