论文总字数：27493字

摘 要

随着时代的发展，尤其是集成电路的发展，各种微型计算机深刻地改变着人类的生活方式。对于各个领域、各个方面的测量技术也不断地发生着变化，也更加先进了。科技的进步让液体密度测试技术被应用到各个领域，例如：工业生产、计量、科研······

密度测试装置的研究对于增进与他国友好交流、合作有促进作用，不仅加速了科技进步，切磋了学术，还巩固了友谊，拓展了中国市场。

本系统以AT89C51单片机为核心，利用压差测试密度的原理，通过硬件电路和软件编程实现对液体的密度进行的检测。其主要原理是由单片机接收密度传感器的数据，经计算得到相应的密度值，同时单片机进行记录和保存。为了提高精度，计算时涉及到误差补偿。最后通过LCD液晶不断更新显示当前密度值。若数据超出预设的最低值或最高值，将进行声光报警。

关键词：密度；液体密度；单片机；AT89C51；传感器；测量技术

Design of liquid density measuring device based on single chip microcomputer

Abstract

With the development of The Times, especially the development of integrated circuits, a variety of microcomputer has profoundly changed the way of life of human beings. For each field, each aspect of the measurement technology is also constantly changing, but also more advanced. With the development of science and technology, liquid density measurement technology has been applied to various fields, such as industrial production, measurement, scientific research

The research of density testing equipment plays a promoting role in enhancing friendly exchanges and cooperation with other countries. It not only accelerates the progress of science and technology, but also consolidates the friendship and expands the Chinese market.

This system with AT89C51 microcontroller as the core, using the principle of pressure difference test density, through the hardware circuit and software programming to realize the density of liquid detection. The main principle is that the microcontroller receives the data of the density sensor, calculates the corresponding density value, and records and saves the microcontroller at the same time. In order to improve the accuracy, error compensation is involved in the calculation. Finally, the current density value is constantly updated through LCD. If the data exceeds the preset minimum value or maximum value, the sound and light alarm will be carried out.

Key words: density; Liquid density; Single chip microcomputer; AT89C51；The sensor; Measurement technology

目录

摘要 3

Abstract 4

目录 5

第一章 概述 6

1.1 背景及意义 6

1.2 国内外研究状况 7

1.2.1 国外研究状况 7

1.2.2 国内研究状况 8

1.3 发展趋势 8

第二章 液体密度测试技术 9

2.1 压差式液体密度传感器 9

2.1.1 简介 9

2.1.2 工作原理 10

2.1.3 误差因素 11

2.1.4 分类与应用 12

2.2 压差式液体密度传感器电路设计 14

2.2.1 放大器 15

2.2.2 放大器的特性 15

2.2.3 运放应用 16

2.3 本章小结 17

第三章 硬件系统的设计 18

3.1 AT89C51单片机 18

3.1.1 简介 18

3.1.2 分类 19

3.1.3 结构 19

3.1.4 振荡器特性 21

3.2 LCD显示器简介（LM016L） 21

3.2.1 简介 21

3.2.2 分类 22

3.3.3 结构 23

3.3 ADC0832 24

3.3.1 简介 24

3.3.2 工作原理 25

3.3.3 分类 25

3.3.4 结构 26

3.4 存储器（24C02C） 27

3.4.1 简介 27

3.4.2 构成 28

3.4.3 分类 28

3.4.4 结构 29

3.5 硬件电路原理图 29

3.5.1 各种元件的选择 29

3.5.2 设计流程图 29

3.5.3 设计思路 30

3.5.4 原理图 31

3.6 本章小结 31

第四章 软件系统的设计与仿真 32

4.1 Proteus 32

4.1.1 简介 33

4.1.2 功能特点 33

4.2 Keil 34

4.2.1 IDE概念 34

4.2.2 Keil μvision介绍 34

4.2.3 Keil和MDK 34

4.3 流程图 34

4.3.1 整个系统流程图 34

4.3.2 主程序流程图 35

4.3.3 ADC0832数据读取子程序流程图 36

4.3.4 24C02C存储器子程序流程图 37

4.3.5 LCD显示屏子程序流程图 37

4.4 仿真电路图 38

4.4.1 传感器模块仿真电路图 38

4.4.2 显示屏模块仿真电路图 38

4.4.3 存储器模块仿真电路图 39

4.4.4 按键模块仿真电路图 39

第五章 结论与展望 41

感谢 42

参考文献 43

附录 44

1. 概述
   1. 背景及意义

自上世纪90年代以来，微处理器技术不断发展，随着时代的变迁，技术的进步，该技术的实际应用日益成熟,微处理器被广泛应用于各个领域。如今,微处理器在智能电子领域的发展和应用越来越受到重视。单片式微控制器,也可以简称为单片式微控制器,单片机,它将所有计算机和子系统集成到自己的芯片中，而不是用于实现逻辑和数字功能的芯片。微型计算机与计算机的区别在于,只有输入和输出设备不囊括在内。换言之,芯片变成了电脑。它具有体积小、重量轻、价格低廉等优点，便利了人们的学习、应用及软件研究。同时,学习如何使用微处理器也是理解现代计算机的基本原理与其结构特点的最佳途径。

密度是物质的重要的系列物理参数之一。全世界的许多技术先进的国家,如英国、法国、德国和韩国的计量问题,进行了广泛的研究，并且开发出了测量密度的一系列产品。并且在各行各业都广泛应用。液体的振动在线在点密度计种类繁多,如液体超声波在线密度计、伽马射线在点密度计、电容在线密度计和液体振动在线密度计。每种液体密度计在测量时都有其独特的特点:振动液体密度计和电容器密度计价格低廉,更常用于测量。但是测量不是很精确,维护也比较困难。伽马公式允许非接触式测量,但存在辐射风险,因此较少使用;液体超声密度计应用广泛,易于维护,测量精度高,对人体无害;它们是液体密度动态测量最有希望的传感器。

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