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基于PIC单片机的加气机控制器设计

作　者: 朱杰
导　师: 王宏民
学　校: 哈尔滨理工大学
专　业: 检测技术与自动化装置
关键词: 液化天然气加气机 PIC单片机 I/V转换 MAX485
分类号: TP273
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 6次
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内容摘要

随着我国现代化进程的加快，汽车工业得到迅猛发展，汽车加气机作为一种必不可少的流量计量工具，也得到了广泛的重视。压缩天然气(CNG)加气机现已在很多城市当中使用，随着对环境问题的日益关注，液化天然气(LNG)逐渐走进了人们的视线，它不但比CNG环保，而且在安全性和经济性方面也有很大优势。因此，对LNG加气机的研究是现代加气机系统设计的发展方向。本文基于LNG加气机的设计要求，参照CNG加气机的设计规范和标准，完成了基于PIC单片机的LNG加气机控制系统的设计。本文针对加气机控制系统的功能要求，主要功能有前方多通道传感器数据采集、I/V转换、输出加液制冷控制、键盘操作、显示加气信息、与上位机通讯等，提出了LNG加气机控制系统的总体设计方案。并根据提出的方案，对加气机控制系统的硬件电路和软件程序进行了合理设计与编写，同时进行了相应的系统软硬件测试，验证了该控制系统设计的正确性和可靠性。本文首先介绍了系统器件的选型，控制器采用8位低功耗PIC单片机，流量采集选用高精度超低温83F质量流量计，通过RS-485接口实现与单片机的通信；其次重点研究了加气机控制系统的硬件系统设计，主要包括MAX485接口电路、I/V转换电路、键盘与显示模块接口电路、输出阀控制电路和时钟电路，对各个模块的电路作了详细的阐述；最后在硬件设计的基础上，我们给出了相应的软件设计流程与实现代码，并将部分软件设计在电路板上进行了调试，验证了软件程序的正确性和可靠性。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-10
第1章绪论  10-14
  1.1 课题研究的目的和意义  10-12
  1.2 国内外研究状况与发展趋势  12-13
  1.3 研究内容及安排  13-14
第2章主要器件的选择  14-23
  2.1 质量流量计  14-17
    2.1.1 质量流量计的选型  14-15
    2.1.2 测量原理与输出接口  15-17
  2.2 温度及压力变送器  17-20
    2.2.1 温度传感器  17-19
    2.2.2 压力变送器  19-20
  2.3 微控制器的选择  20-22
    2.3.1 选型原则  20-21
    2.3.2 几种单片机的对比与选择  21-22
  2.4 本章小结  22-23
第3章 LNG加气机控制系统的硬件设计  23-40
  3.1 控制系统总体设计  23-25
    3.1.1 设计准则与技术条件分析  23
    3.1.2 总体设计  23-25
  3.2 电源模块与微控制器电路设计  25-29
    3.2.1 电源电路设计  25-26
    3.2.2 微控制器电路设计  26-29
  3.3 流量计量方法与数据采集接口电路设计  29-30
    3.3.1 流量计量方法  29
    3.3.2 数据采集接口电路设计  29-30
  3.4 信号处理电路设计  30-33
    3.4.1 信号转换电路设计  31-33
    3.4.2 模块化电路设计  33
  3.5 输出阀与人机交互接口电路设计  33-37
    3.5.1 输出阀控制电路设计  33-35
    3.5.2 人机交互接口电路设计  35-37
  3.6 串行通信电路设计  37-39
  3.7 本章小结  39-40
第4章软件设计与调试  40-56
  4.1 控制系统软件设计  40-49
    4.1.1 软件总体设计  41-43
    4.1.2 A/D转换程序设计  43-44
    4.1.3 人机交互接口程序设计  44-48
    4.1.4 串行通信模块程序设计  48-49
  4.2 系统软件的调试  49-51
    4.2.1 显示模块的调试  49-50
    4.2.2 键盘模块的调试  50-51
  4.3 数据处理与误差分析  51-55
    4.3.1 PT100非线性修正  51-52
    4.3.2 容错抗干扰技术  52
    4.3.3 计量方案的误差分析  52-55
  4.4 本章小结  55-56
结论  56-57
参考文献  57-60
攻读硕士学位期间发表的学术论文  60-61
致谢  61

基于PIC单片机的加气机控制器设计

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