一、引言

    液體的液位測量在工業生產中非常普遍，應用領域也比較廣，例如：自來水位的測量和控制，石油管道和儲油罐的油位的測量等。高精度的傳感器可用于這些測試系統中來感知傳遞壓力、流量、 溫度等信號，把這些信號變成電信號，然后經過放大、a/d轉換、送入單片機處理后，最后發送到遠方的pc機，這樣可實現對現場的液位情況進行實時監控，從而向被控單元發出指令，采取相應的動作。整個系統的框圖如下：

    二、具體的實現過程

    1. 放大部分：tlc4502－雙路自校準低噪聲高速運算放大器的應用。

    集成運算放大器種類很多，在各類儀表及控制電路中要求運算放大器必須具有高精度，高共模抑制比和低溫漂等性能。目前采用的精密運算放大器都具有外接調零電位器輸入端，應用時首先對其失調調零。由于電路復雜，給調試帶來不便。美國ti儀器公司研制生產的tlc4502精密型雙運算放大器，采用自動校準技術，在上電時將輸入失調電壓自動調整為零，使用起來十分方便，同時也節省了pcb板和外部分離元件，該器件的管腳排列如下圖所示：

    tlc4502自動校準運算放大器在片內利用對數字與模擬信號的處理，可在上電時輸入失調電壓自動校準為零。完成自動校準一般需要300ms的時間，連續校準時可在（±）3μv范圍內反復進行。一旦校準完成，大部分校準電路將脫離信號通道并被關斷，這樣，校準電路對信號通道幾乎無影響，這也使得tlc4502在校準周期結束之后可以完全象其他精密運算放大器一樣使用。

    tlc4502具有高精度，高增益，良好的電源抑制比，驅動能力強等特點，可廣泛應用于數據采集，數字音頻，工業控制等領域。在本系統中，用來放大從傳感器出來的微弱信號，具體電路如圖1：

    圖1

    2. a/d轉換部分：tlc1549－帶串行控制的10位模數轉換器的應用。

    從放大器出來的電壓信號進入到a/d轉換器以形成單片機便于處理的數字信號。在該設計中，采用了美國ti公司生產的10位模數轉換器tlc1549。它采用cmos工藝，具有內在的采樣和保持，采用差分基準電壓高阻輸入，抗干擾，可按比例量程校準轉換范圍，總不可調整誤差達到（±）1lsb max(4.8mv)，占地面積小等特點。

    其工作原理為：在芯片選擇（/cs）無效情況下，i/o clock最初被禁止且data out處于高阻狀態。當串行接口把/cs拉至有效時，轉換時序開始允許i/o clock工作并使data out脫離高阻狀態。串行接 口然后把i/o clock 序列提供給i/o clock并從data out接收前次轉換結果。i/o clock從主機串行接口接收長度在10和16個時鐘之間的輸入序列。開始10個i/o時鐘提供采樣模擬輸入的控制時序。在/cs的下降沿，前次轉換的msb出現10個時鐘長度 ，那么在10個時鐘的下降沿，內部邏輯把data out拉至低電平以確保其余位的值為零。在正常進行的轉換周期內，規定時間內/cs端高電平至低電平的跳變可終止改周期，器件返回初始狀態（輸出數據寄存器的內容保持為前次轉換結果）。由于可能破壞輸出數據，所以在接近轉換完成時要小心防于止/cs被拉至低電平。時序圖如圖2：

    圖2

    由于它采用串行輸出的方式，占地面積小，方便靈活，與單片機的接口也簡單，電路如圖3：

    tlc1549 at89c51

    圖3

    該軟件部分為，其中，入口參數：使用累加器a，進位標志cy及工作寄存器r7；出口參數：20h單元存放轉換結果的低8位，21h單元存放轉換結果的高2位。

    aadccon： mov 20h，#00h

    mov 21h，#00h ；結果單元清零

    mov r7，#0ah ；a/d轉換位數標志