触针式液位检测系统软硬件设计(4)

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 防撞模块设计：搭建防撞信号采集模块，在检测到加样针已经触到杯底时向电机板发出控制信号阻止加样针继续往下移动，避免加样针受损。

1.3 液位检测技术国内外研究概况文献综述

1.4 硬件设计工作概述

触针式液位检测系统运用在医疗环境中时，考虑到其工作环境的限制，在PCB板的规格尺寸和系统数据采集频率、运算速度和处理能力等方面都有相应的要求，这就需要液位检测系统不仅应当可以提供精确的液位状态信息，而且可以在加样针进入液位时做出及时的判断，并对电机板下相应的指令以控制加样针动作。

整个设计是围绕着课题要求开展的。触针式液位检测系统设计包括两个部分，第一部分是根据课题的需求来确定液位检测系统的硬件设计方案，完成系统硬件部分的设计；二是设计系统运行所需的软件部分并完成调试，最后进行实验验证和性能测试。

在本设计完成期间不仅完成了与课题相关的国内外文献的阅读和理解，明确了液位检测系统在医疗行业中的重要性和广泛应用，明确了电容式液位检测方法的工作原理，而且通过查阅资料以及后期编程调试对核心芯片的选型原因进行了分析；此外，通过实践，对芯片内部原理结构和相关应用进行了相应了解。与此同时，本设计相关的电路原理图设计、PCB图设计完成并成功制板，在电路板上进行了相应的软件调试和实验验证。

1.5 论文主要内容和结构

本论文主要研究的是基于ATmega8单片机的触针式液位检测系统软硬件设计，以ATmega8单片机作为主机对脉冲信号进行采集并传送至上位机进行处理判断，以此实行对电机的动作控制，实现液位检测。

1.5.1 本设计的具体内容

 论述了触针式液位检测系统的工作原理，提出了基于ATmega8单片机的触针式液位检测系统的硬件设计方案；

 为液位检测系统硬件设计确定具体的实现方案，对于关键器件进行了选型；

 完成液位检测系统的原理图设计、PCB版图设计和软件模块的功能介绍与设计；

 对液位检测系统进行相关实验和调试工作；

 就本课题现阶段研究的成果进行了分析，并对日后可以进行的改进工作做出规划，对液位检测系统的应用前景进行展望。

1.5.2 论文的组织结构

本论文分为五个部分，绪论部分、液位检测技术原理和系统总体设计、系统硬件设计、系统软件设计、数据处理和误差分析。

第1章绪论简单介绍了本课题的国内外发展现状，以及本设计所研究的内容、相关原理和现实意义，并且对硬件设计进行了概括的描述；

第2章对系统的工作原理和软硬件整体设计方案进行了阐述；

第3章对系统硬件设计方案做了详尽的介绍和分析，将各个功能模块的具体实现方案做以设计和分析，并分析了关键器件的选型原因；

第4章针对液位检测系统进行软件设计，设计调试各模块软件和总体软件；

第5章针对数据处理和误差分析进行阐述和分析。

2 液位检测原理

2.1 电容式液位检测

液位检测通常主要是是基于相界面两侧物质的物性差异或液位改变时引起有关物理参数的变化的原理而实现的。这些物理参数可能是电量的或非电量的,如电阻、电容、电感、差压以及声速和光能等,它们的共同特点是能够反映相应的液位变化并易于检测。由于电子技术的发展,很好地解决了温度变化和寄生电容干扰等对电容式传感器测量准确度的影响,电容式传感器的应用因此具有广阔的前景。