负载平衡监控系统的设计【字数：10149】
随着电子行业的日新月异，利用单片机的智能控制技术越来越普遍。本设计运用了keil开发环境下的51单片机，和proteus的仿真，在硬件和软件上分别实现这个系统的设计。负载平衡监控系统，顾名思义就是一个对平衡性监控的应用系统。系统分为两方负载，一方作为传输，一方作为接收。系统的主要功能就是时刻监测两方的负载差值，以保证差值在所规定的安全范围以内。如果两方负载差值超过了20%，就会发出报警声，负载差值越大，报警声会越来越急促。同时系统中的温度检测模块，能够时刻监测这系统的温度。本设计可以运用在大型轮渡中监控着大型轮渡的平衡性，防止发生侧翻，造成财产损失和威胁人员安全。
目录
1.绪论 1
1.1负载平衡监控系统概述 1
1.2本设计的概述 1
2.设计方案 2
2.1核心模块的选用 2
2.2其他模块的选用 2
2.3方案的确定 2
3.硬件设计 3
3.1系统框图的绘制 3
3.2AT89C52芯片 4
3.3RS422通信模块 5
3.3.1SN75179 5
3.4显示模块 6
3.5负载输入模块 7
3.6报警模块 8
3.7温度传感器 8
4.软件设计 10
4.1分析及框图 10
4.2定义与声明 10
4.2.1管脚声明 11
4.3温度测试 12
4.3.1芯片的初始化 12
4.3.2写数据 13
4.3.3读数据 14
4.3.4读取温度值 14
4.4串口通信 16
4.5数码管显示 16
4.5.1四位数码管显示 16
4.5.2负载显示数码管 17
4.6蜂鸣器报警 18
4.7主函数 18
5.仿真 20
结束语 22
参考文献 23
致谢 24
附录 25
1.绪论
1.1负载平衡监控系统概述
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
本文主要研究的是大型轮渡中的负载平衡监控系统。在工业、生活中，常常会发生因为两侧失衡，而导致轮渡发生侧翻，威胁着人身及财产安全。所以为了避免诸如此类的事故，现在的轮渡尤其是货运轮渡，几乎都会配有负载平衡监控系统来防止事故，减少损失。因为尤其在货运轮渡中，承载量都是比较大的。一旦失衡，由于它本身极大的重量及其差值，会难以求救及挽回，所以要有负载平衡监控系统来维持比较平衡的一种状态。
这种负载平衡监控系统也能被应用于水位调节的系统中，监测两侧水位的平衡，超出安全范围时发出警报，做出调节，保证安全和正常运行。
1.2本设计的概述
此系统分为两方负载，在设计中也是有两个相同的模块组成的，一方作为传输，一方作为接收。系统的主要功能就是时刻监测两方的负载差值，以保证差值在所规定的安全范围以内。本设计的参数是，如果两方负载差值超过了20%，就会发出报警声，负载差值越大，报警声会越来越急促。以此来提醒人员有危险存在，能够及时处理防止事故。海上及其运河航行天气变化无常，会给航行带来许多困难与不便之处。所以为了本次设计更加全面高效运作，加上了温湿度监测，以此来保证船员的生活质量及安全，和效率的进一步提高。
设计的要求为：一、能根据当前的负载情况选择0%～80%的负载状态，最小分辨率为10%的负载状态，二、如果发送和接收方的负载差值超过20%时，蜂鸣器发出报警声。值相差越大，报警声越急促。三、有温湿度检测模块时刻检验轮渡的温湿度。
既然是两端检测负载差值，就需要两个完全相同的模块，即发送和接收模块。发送和接收方要进行通信来检测差值，所以需要一个通信模块。负载差超出报警则需要一个报警模块。要有仪器来显示监测每个时刻的负载差值，所以要有显示模块。既然是用单片机来实现这个系统的功能，需要一个最基本的单片机最小系统。因此这个系统基本的组成为：单片机AT89C52，负载状态输入模块，显示模块，报警模块和通信模块。
2.设计方案
2.1核心模块的选用
要设计一个应用系统，最核心的控制器就是51单片机模块。依据之前设计过的一些应用系统，通常来说都会选用很基本的AT89C52芯片来作为负载平衡监控系统的核心控制器。AT89C52的存储器可以反复地进行擦写，所以在现实应用中，可以让开发的成本大大降低。因此应用AT89C52芯片的实例非常多。
2.2其他模块的选用
完成了核心模块的选用以后，接下来对这个系统的其他模块进行选择。首先这个系统是设计于大型轮渡中，可想而知的是传输距离比较远。因此通常用到的RS232通信协议不能满足这一要求，于是在本设计中选用的是RS422通信协议。报警模块运用的是蜂鸣器报警，这时应该还需要一个三极管，来实现驱动蜂鸣器的作用。负载状态输入模块采用的则是基本的拨码开关，只有通过人为的拨动，才能控制它的接通和断开。显示模块采用的是8位共阳极数码管，当然也可以选用LCD显示，显示模块没有什么太严格的要求。
2.3方案的确定
经过模块的选用以及主要芯片的分析，可以确定这次设计的基本方案。本设计的主要要求就是在两端负载差值超过20%发出报警，时刻监测着整体的平衡性。所以选用的是AT89C52,因为51芯片端口太少无法满足这个设计的要求。在次单片机芯片外接各个模块，以达到设计要求。首先通过一组拨码开关，人员可以拨动开关来决定输入的负载值。此时这个负载值就会通过RS422这个通信模块传输到另外一边，因为另外一边是一个完全相同的一个硬件电路。所以两侧的负载值就会形成一个差值，这个差值可以通过数码管来清晰地显示。万一差值大于20%，即两侧数码管的显示值之差大于2的时候，这时就会通过三极管来驱动蜂鸣器，从而发出报警声。差值越大，报警声越急促。
3.硬件设计
3.1系统框图的绘制
目录
1.绪论 1
1.1负载平衡监控系统概述 1
1.2本设计的概述 1
2.设计方案 2
2.1核心模块的选用 2
2.2其他模块的选用 2
2.3方案的确定 2
3.硬件设计 3
3.1系统框图的绘制 3
3.2AT89C52芯片 4
3.3RS422通信模块 5
3.3.1SN75179 5
3.4显示模块 6
3.5负载输入模块 7
3.6报警模块 8
3.7温度传感器 8
4.软件设计 10
4.1分析及框图 10
4.2定义与声明 10
4.2.1管脚声明 11
4.3温度测试 12
4.3.1芯片的初始化 12
4.3.2写数据 13
4.3.3读数据 14
4.3.4读取温度值 14
4.4串口通信 16
4.5数码管显示 16
4.5.1四位数码管显示 16
4.5.2负载显示数码管 17
4.6蜂鸣器报警 18
4.7主函数 18
5.仿真 20
结束语 22
参考文献 23
致谢 24
附录 25
1.绪论
1.1负载平衡监控系统概述
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
本文主要研究的是大型轮渡中的负载平衡监控系统。在工业、生活中，常常会发生因为两侧失衡，而导致轮渡发生侧翻，威胁着人身及财产安全。所以为了避免诸如此类的事故，现在的轮渡尤其是货运轮渡，几乎都会配有负载平衡监控系统来防止事故，减少损失。因为尤其在货运轮渡中，承载量都是比较大的。一旦失衡，由于它本身极大的重量及其差值，会难以求救及挽回，所以要有负载平衡监控系统来维持比较平衡的一种状态。
这种负载平衡监控系统也能被应用于水位调节的系统中，监测两侧水位的平衡，超出安全范围时发出警报，做出调节，保证安全和正常运行。
1.2本设计的概述
此系统分为两方负载，在设计中也是有两个相同的模块组成的，一方作为传输，一方作为接收。系统的主要功能就是时刻监测两方的负载差值，以保证差值在所规定的安全范围以内。本设计的参数是，如果两方负载差值超过了20%，就会发出报警声，负载差值越大，报警声会越来越急促。以此来提醒人员有危险存在，能够及时处理防止事故。海上及其运河航行天气变化无常，会给航行带来许多困难与不便之处。所以为了本次设计更加全面高效运作，加上了温湿度监测，以此来保证船员的生活质量及安全，和效率的进一步提高。
设计的要求为：一、能根据当前的负载情况选择0%～80%的负载状态，最小分辨率为10%的负载状态，二、如果发送和接收方的负载差值超过20%时，蜂鸣器发出报警声。值相差越大，报警声越急促。三、有温湿度检测模块时刻检验轮渡的温湿度。
既然是两端检测负载差值，就需要两个完全相同的模块，即发送和接收模块。发送和接收方要进行通信来检测差值，所以需要一个通信模块。负载差超出报警则需要一个报警模块。要有仪器来显示监测每个时刻的负载差值，所以要有显示模块。既然是用单片机来实现这个系统的功能，需要一个最基本的单片机最小系统。因此这个系统基本的组成为：单片机AT89C52，负载状态输入模块，显示模块，报警模块和通信模块。
2.设计方案
2.1核心模块的选用
要设计一个应用系统，最核心的控制器就是51单片机模块。依据之前设计过的一些应用系统，通常来说都会选用很基本的AT89C52芯片来作为负载平衡监控系统的核心控制器。AT89C52的存储器可以反复地进行擦写，所以在现实应用中，可以让开发的成本大大降低。因此应用AT89C52芯片的实例非常多。
2.2其他模块的选用
完成了核心模块的选用以后，接下来对这个系统的其他模块进行选择。首先这个系统是设计于大型轮渡中，可想而知的是传输距离比较远。因此通常用到的RS232通信协议不能满足这一要求，于是在本设计中选用的是RS422通信协议。报警模块运用的是蜂鸣器报警，这时应该还需要一个三极管，来实现驱动蜂鸣器的作用。负载状态输入模块采用的则是基本的拨码开关，只有通过人为的拨动，才能控制它的接通和断开。显示模块采用的是8位共阳极数码管，当然也可以选用LCD显示，显示模块没有什么太严格的要求。
2.3方案的确定
经过模块的选用以及主要芯片的分析，可以确定这次设计的基本方案。本设计的主要要求就是在两端负载差值超过20%发出报警，时刻监测着整体的平衡性。所以选用的是AT89C52,因为51芯片端口太少无法满足这个设计的要求。在次单片机芯片外接各个模块，以达到设计要求。首先通过一组拨码开关，人员可以拨动开关来决定输入的负载值。此时这个负载值就会通过RS422这个通信模块传输到另外一边，因为另外一边是一个完全相同的一个硬件电路。所以两侧的负载值就会形成一个差值，这个差值可以通过数码管来清晰地显示。万一差值大于20%，即两侧数码管的显示值之差大于2的时候，这时就会通过三极管来驱动蜂鸣器，从而发出报警声。差值越大，报警声越急促。
3.硬件设计
3.1系统框图的绘制
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