实用型智能浮球液位计

　　1　引言

　　随着我国石油、化工等的飞速发展,在一些密闭容器内的各种物质的量化和自动检测技术要求越来越高,特别是石油系统更为突出。而目前市场上销售的各种液位计,有些性能良好但价格昂贵;有些价格较低但功能不够完善,而且可靠性差。针对这种情况,介绍了以AT89C52单片机处理为核心,用串行A/D转换器1543作模数转换,SN75LBC184作信号输出的一种新型的油罐液位测量仪,该仪器操作简单、工作可靠、功能齐全、性能价格比高,适应了市场的需求。

　　2　工作原理

　　用一串间距相等密封的干簧管投入被测介质中,把磁铁放入浮子,当油罐内的油位升降时,浮球随之升降,使相应位置的干簧管开关依次导通,输出不同的电压值信号,此信号为模拟信号,将此模拟信号通过A/D转换器1543转换数字信号传输给单片机AT89C52,然后再由单片机将信号进行处理,处理后的信号通过485输出,将信号远传到控制室内的显示仪表上,显示仪表即进行数字显示,输出液位的实际值。原理图如图1所示。

　　3　硬件设计

　　智能浮球液位计以AT89C52单片机处理为核心,用串行A/D转换器1543作模数转换,看门狗定时器X25045对微控制器提供了独立的保护系统,当上位机的操作超过规定时限后,看门狗自动将单片机复位。

　　当系统出现故障时,比如在系统上电初始阶段,系统各部件可能出现不确定状态,造成意外操作。在可选的超时周期之后,X25045看门狗将以复位信号作出响应。利用X25045的低Vcc检测电路,可以保护系统免受低电压状况的影响,当Vcc降到最小Vcc转换点以下时,系统复位。采用看门狗电路大大提高了整个系统的抗干扰能力。X25045的存储器部分是CMOS的4096串行EEPROM,可以存储数据,为单片机AT89C52写入数据提供了方便。采用的485输出,SN75LBC184是一种具有瞬变电压抑制的RS485收发器。通过485将数据输出给上位机。这几个芯片组成了一种新型的油罐液位测量仪。

　　电路中的主要控制元件采用美国ATMEL公司的单片机AT89C52,它是一种带8 k字节闪速可编程可擦除的只读存储器(PEROM)的低电压、高性能CMOS8位微控测器。该器件采用ATMEL非易失行存储器技术制造,与工业标准的80C52、80C52指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能的8位CPU和闪速存储器组合在单个芯片中,ATMEL的AT89C52是一种高效微控制器,为很多嵌入系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。它有4×8个I/O口,其中P0口和P2口驱动显示电路。

　　本机的485输出,通过总线与上位机相连,来完成整个系统的通讯。其系统的结构框图如图2所示。

　　4　软件设计