畢業(yè)論文---基于單片機(jī)的液位控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　畢業(yè)論文</b></p><p>　　課題：基于單片機(jī)的液位控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　本文提出了一種用單片機(jī)水位控制對(duì)水位進(jìn)行精密控制的方法，通過(guò)運(yùn)用AT89S52單片機(jī)、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、水位模擬采集器、數(shù)碼管顯示、12V的三端穩(wěn)壓電路等硬件系

2、統(tǒng)和軟件設(shè)計(jì)方法，采用模擬水位傳感器對(duì)模擬水箱的容器進(jìn)行水位測(cè)量，實(shí)現(xiàn)具有水位檢測(cè)和控制水位的雙重功能，并對(duì)所需的水位值進(jìn)行顯示。在本文中介紹了電路接口原理圖，給出相應(yīng)的軟件設(shè)計(jì)流程圖和匯編程序，并運(yùn)用了Proteus仿真軟件來(lái)進(jìn)行仿真。并在控制水位的過(guò)程中運(yùn)用了自動(dòng)反饋的系統(tǒng)的控制。</p><p>　　關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)；水位檢測(cè)；仿真；反饋控制</p><p><b>　　Ab

3、stract</b></p><p>　　This article presents a microcontroller water level control on the water level of precision control method by using AT89S52 MCU, ADC, the water level analog capture, digital display

4、, 12V three-terminal voltage regulator circuit, such as hardware and software design methodsusing the analog level sensor on the simulation of tank containers for water level measurement, dual function water level detect

5、ion and control of water level and water level values for display. Circuit interface schematics des</p><p>　　Key Words: Microcontroller; water level detection; simulation; feedback control </p><p&

6、gt;<b>　　目 錄</b></p><p>　　第一章 緒論.................................................................................................................- 2 -</p><p>　　第二章 系統(tǒng)的總體方案概括- 3 -<

7、/p><p>　　2.1使用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)水位控制的優(yōu)點(diǎn)- 3 -</p><p>　　2.2系統(tǒng)的總體研究方案- 3 -</p><p>　　2.3 本課程設(shè)計(jì)系統(tǒng)概述- 4 -</p><p>　　第三章 系統(tǒng)各種控制器簡(jiǎn)介- 6 -</p><p>　　3.1 AT89S52單片機(jī)簡(jiǎn)介- 6 -</p&g

8、t;<p>　　3.2 ADC0809集成芯片簡(jiǎn)介- 9 -</p><p>　　3.3 集成電路 74HC245簡(jiǎn)介- 11 -</p><p>　　3.4 集成電路 LM324簡(jiǎn)介- 11 -</p><p>　　3.5 .89S52驅(qū)動(dòng)4位共陽(yáng)極數(shù)碼管- 12 -</p><p>　　3.6關(guān)于水位控制過(guò)程中的負(fù)

9、反饋系統(tǒng)的運(yùn)用- 13 -</p><p>　　第四章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)- 15 -</p><p>　　4.1 單片機(jī)最小系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)- 15 -</p><p>　　4.2水位檢測(cè)傳感器的選用- 16 -</p><p>　　4.3 7812/7912正負(fù)12V穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)- 16 -</p><p>

10、　　4.4 液位檢測(cè)部分電路控制- 18 -</p><p>　　4.5給水泵電機(jī)主控回路- 19 -</p><p>　　第五章 軟件設(shè)計(jì)部分- 20 -</p><p>　　5.1 核心單片機(jī)AT89S52的具體主要控制部分原理圖- 20 -</p><p>　　5.2 主程序框圖的設(shè)計(jì)- 22 -</p>&l

11、t;p><b>　　結(jié)論- 23 -</b></p><p><b>　　致謝- 24 -</b></p><p>　　參考文獻(xiàn)- 25 -</p><p>　　附錄I- 26 -</p><p><b>　　第一章 緒論</b></p><p

12、>　　水位控制系統(tǒng)是以水位為被控參數(shù)的控制系統(tǒng)，它在工業(yè)生產(chǎn)的各個(gè)領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，有很多地方需要對(duì)容器內(nèi)的介質(zhì)進(jìn)行水位控制，使之高精度地保持在給定的數(shù)值，水位控制系統(tǒng)的穩(wěn)定對(duì)機(jī)器的使用壽命和產(chǎn)品的質(zhì)量起著至關(guān)重要的作用。水位控制一般指對(duì)某一水位進(jìn)行控制調(diào)節(jié)，使其達(dá)到所要求的控制精度。水位的自動(dòng)控制,是近年來(lái)新開(kāi)發(fā)的一項(xiàng)新技術(shù),它是微型計(jì)算機(jī)軟件、硬件、自動(dòng)控制等幾項(xiàng)技術(shù)緊密結(jié)合的產(chǎn)物,工程作業(yè)采用的是微機(jī)控制

13、和原有的儀表控制,微機(jī)控制有以下明顯優(yōu)勢(shì)：</p><p>　　1) 直觀而集中的顯示各運(yùn)行參數(shù),能顯示水位狀態(tài)。</p><p>　　2) 在運(yùn)行中可以隨時(shí)方便的修改各種各樣的運(yùn)行參數(shù)的控制值,并修改系統(tǒng)的控制參數(shù),可以方便的改變水位的上限、下限。</p><p>　　3) 具有控制過(guò)程的自動(dòng)化處理以及監(jiān)控軟件良好的人機(jī)界面，操作人員在監(jiān)控計(jì)算機(jī)上能根據(jù)控制效果及

14、時(shí)修運(yùn)行參數(shù)，這樣能有效地減少工人的疲勞和失誤，提高生產(chǎn)過(guò)程的實(shí)時(shí)性、安全性。</p><p>　　綜合以上的種種優(yōu)點(diǎn)可以預(yù)見(jiàn)采用計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)是行業(yè)的大勢(shì)所趨。單片機(jī)是在一塊芯片上集成了一片微型計(jì)算機(jī)所需的CPU、存儲(chǔ)器、輸入、輸出等部件。單片機(jī)自問(wèn)世以來(lái),性能不斷提高和完善,體積小、速度快、功耗低的特點(diǎn)使它的應(yīng)用領(lǐng)域日益廣泛。一般,工業(yè)控制系統(tǒng)的工作環(huán)境差,干擾強(qiáng),利用單片機(jī)控制就能克服這些缺點(diǎn).而采用的AT

15、89S52單片機(jī)構(gòu)成水位控制裝置，其具有精度高，易維護(hù)，簡(jiǎn)單操作，實(shí)用性好，且與容器的幾何尺寸無(wú)關(guān)的優(yōu)點(diǎn)，從而能使水箱在生產(chǎn)規(guī)定的運(yùn)行中實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制，并且能最大可能的避免工傷事故發(fā)生的概率，同時(shí)也能節(jié)省資源并能有效的體改生產(chǎn)的效率。因此單片機(jī)在控制領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用,使用單片機(jī)控制水位是很好的選擇。</p><p>　　第二章 系統(tǒng)的總體方案概括</p><p>　　2.1使用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)

16、水位控制的優(yōu)點(diǎn)</p><p>　　使用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)水位控制具有較高的實(shí)用價(jià)值和穩(wěn)定性好等特點(diǎn)。采用單片機(jī)內(nèi)部程序控制的模擬水位傳感器測(cè)量水位，可有效保證水位的自動(dòng)控制，能更好地對(duì)水位進(jìn)行自動(dòng)化控制,避免了工作人員在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行檢測(cè)操控,方便了人員對(duì)水位系統(tǒng)的控制,控制方便且系統(tǒng)穩(wěn)定性能好；單片機(jī)不僅有體積小，安裝方便，功能較齊全等優(yōu)點(diǎn)，而且有很高的性?xún)r(jià)比，應(yīng)用前景廣，同時(shí)有助于發(fā)現(xiàn)可能存在的故障，通過(guò)微機(jī)實(shí)現(xiàn)給水系統(tǒng)

17、的自動(dòng)控制與調(diào)節(jié)，維持穩(wěn)定系統(tǒng)，保證安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。本文就是采用AT89S52單片機(jī)為核心芯片的一種水位控制系統(tǒng)，具有較高的實(shí)用價(jià)值和優(yōu)越性。</p><p>　　本系統(tǒng)與PLC控制系統(tǒng)相比大大降低了使用成本,提高了控制運(yùn)行速度。根據(jù)仿真模擬運(yùn)行的結(jié)果表明,該系統(tǒng)能很好的運(yùn)行,將水位控制在給定的范圍內(nèi),對(duì)過(guò)高和過(guò)低進(jìn)行安全報(bào)警,穩(wěn)定性能好,容易操作和控制,保證了生產(chǎn)的正常進(jìn)行。</p><p&g

18、t;　　2.2系統(tǒng)的總體研究方案</p><p>　　本設(shè)計(jì)是采用AT89S52單片機(jī)為核心芯片,及其相關(guān)硬件來(lái)實(shí)現(xiàn)的水位控制系統(tǒng),在用水位傳感器測(cè)水位的同時(shí), CPU循環(huán)檢測(cè)傳感器輸出狀態(tài),并用四位數(shù)碼管2481BS顯示示水位高度,檢測(cè)水位數(shù)據(jù)。并且在設(shè)計(jì)中主要有水位檢測(cè)、上下限位控制、A/D轉(zhuǎn)換、數(shù)碼管顯示部分和反饋系統(tǒng)等幾部分組成來(lái)實(shí)現(xiàn)水位控制。我們采用單片機(jī)內(nèi)部程序控制的模擬水位傳感器測(cè)來(lái)探測(cè)模擬三個(gè)水位

19、，即低水位，正常水位，高水位。當(dāng)水位低于用戶(hù)設(shè)定的值時(shí)送給單片機(jī)一個(gè)高電平，系統(tǒng)自動(dòng)打開(kāi)泵上水，紅燈亮；當(dāng)水位到達(dá)設(shè)定值時(shí),系統(tǒng)自動(dòng)關(guān)閉水泵或打開(kāi)排水泵。</p><p>　　其中在本設(shè)計(jì)中所需要設(shè)定的技術(shù)參數(shù)和設(shè)計(jì)任務(wù)有：</p><p>　　1、利用單片機(jī)AT89S52實(shí)現(xiàn)對(duì)模擬水箱進(jìn)行水位的控制；</p><p>　　2、把單片機(jī)內(nèi)部程序控制的模擬水位傳感器模

20、擬的水位值轉(zhuǎn)化為電信號(hào)送給單片機(jī)，并通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換以實(shí)現(xiàn)對(duì)水位顯示系統(tǒng)的控制和加水放水的控制；</p><p>　　3、數(shù)模轉(zhuǎn)換及數(shù)碼管顯示系統(tǒng)電路，采用數(shù)碼管2481BS顯示模擬水位值來(lái)表示不同的水位情況；</p><p>　　4、水泵加水電路由繼電器進(jìn)行控制；</p><p>　　5、分析工作原理，繪出系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理圖及流程圖。</p><p&

21、gt;　　2.3 本課程設(shè)計(jì)系統(tǒng)概述</p><p>　　本系統(tǒng)由電源電路、模擬水位探測(cè)傳感電路、穩(wěn)壓電路、單片機(jī)系統(tǒng)、蜂鳴器報(bào)警電路、繼電器控制水泵加水電路、以及水箱模型組成。其主原理圖如下：</p><p>　　圖2-1 水位系統(tǒng)組成的原理圖</p><p>　　當(dāng)水位處于低水位的時(shí)候，傳感器的低水位探測(cè)線(xiàn)沒(méi)被+12V的電源導(dǎo)通進(jìn)入穩(wěn)壓電路經(jīng)過(guò)處理在穩(wěn)壓

22、電路的輸出端有一個(gè)高電平，送入單片機(jī)的P1.0口，另一個(gè)穩(wěn)壓電路輸出的高電平進(jìn)入單片機(jī)的P1.1口單片機(jī)經(jīng)過(guò)分析，在P1.2口輸出一低電平，驅(qū)動(dòng)紅燈亮，P1.5出來(lái)一個(gè)信號(hào)使繼電器得電，這樣繼電器閉合，使水泵加水；當(dāng)水位處于正常范圍內(nèi)時(shí)，水泵加水，在P1.3引腳出來(lái)一個(gè)低電平，使綠燈亮；當(dāng)水位在高水位區(qū)時(shí)，傳感器的兩根探測(cè)線(xiàn)均被導(dǎo)通，均被+12V的電源導(dǎo)通，送入單片機(jī)單片機(jī)經(jīng)過(guò)分析，在P1.4引腳出來(lái)一個(gè)低電平，使黃燈亮，在P1.5端出

23、來(lái)一個(gè)低電平不能使繼電器得電，這樣繼電器不能閉合，水泵不能加水；當(dāng)三個(gè)燈同時(shí)閃爍表示系統(tǒng)出現(xiàn)故障。</p><p>　　本設(shè)計(jì)研究的水箱控制系統(tǒng)是簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)，是使用的最普遍的、結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單的一種過(guò)程控制系統(tǒng)。水箱給水設(shè)備系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖2所示：</p><p>　　圖2-2 水箱給水設(shè)備系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　其中M1為給水泵機(jī)組，本設(shè)計(jì)中我用了繼電器控制

24、小電機(jī)的正反轉(zhuǎn)來(lái)控制水位。LG、LDD分別為單片機(jī)程序模擬水箱內(nèi)部水位上限、水位下限，當(dāng)水位高（大于90%）時(shí)，LG閉合，當(dāng)水位低（低于75%）時(shí)，LD閉合，當(dāng)水位低（小于50%）時(shí)，LDD閉合。</p><p>　　水箱的控制器由AT89S52系統(tǒng)構(gòu)成。當(dāng)水位過(guò)高或者過(guò)低時(shí)，有AT89S52單片機(jī)的27腳，也就是P26口輸出低電平通過(guò)三極管8550打開(kāi)蜂鳴器報(bào)警。蜂鳴器輸出通過(guò)繼電器，控制水泵機(jī)組的起停和報(bào)警，

25、其電路圖如下：</p><p>　　圖2-3 水箱控制器蜂鳴器報(bào)警電路</p><p>　　小結(jié)：在這個(gè)方案中我使用了單片機(jī)處理，單片機(jī)技術(shù)是信息時(shí)代用于精密測(cè)量的新技術(shù)。此系統(tǒng)使用過(guò)程中采用的12V穩(wěn)壓電路能夠準(zhǔn)確地把輸入的電平送給單片機(jī)而不會(huì)產(chǎn)生誤判,AT89S52單片機(jī)有四端口，40個(gè)引腳能夠非常方便地設(shè)計(jì)顯示系統(tǒng)。通過(guò)微機(jī)實(shí)現(xiàn)給水系統(tǒng)的自動(dòng)控制與調(diào)節(jié)，維持穩(wěn)定系統(tǒng)。本文采用A

26、T89S52單片機(jī)為核心芯片的一種水位控制系統(tǒng)，具有較高的實(shí)用價(jià)值和優(yōu)越性。</p><p>　　第三章 系統(tǒng)各種控制器簡(jiǎn)介</p><p>　　3.1 AT89S52單片機(jī)簡(jiǎn)介</p><p>　　AT89S52為ATMEL生產(chǎn)的一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系統(tǒng)的可編程Flsah存儲(chǔ)器。AT89S52——低功耗高性能CMOS 8位單片機(jī)，片內(nèi)

27、8k Bytes ISP(In-system programmable)的可反復(fù)擦寫(xiě)1000次的FLASH只讀程序存儲(chǔ)器，器件采用ATMEL公司之高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)制造，兼容標(biāo)準(zhǔn) MCS-51指令系統(tǒng)及80C51引腳的類(lèi)似功能結(jié)構(gòu)，片上Flash允許程序存儲(chǔ)器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。單芯片上，擁有8 位CPU及在系統(tǒng)可編程FLASH，使AT89S52為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效之解決方案。AT89S52之特點(diǎn)

28、：40個(gè)引腳，8k Bytes Flash片內(nèi)程序存儲(chǔ)器，256 bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM），32個(gè)外部雙向輸入/輸出（I/O）口，5個(gè)中斷優(yōu)先級(jí)2層中斷嵌套中斷，2個(gè)16位可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器,2個(gè)全雙工串行通信口，看門(mén)狗（WDT）電路，片內(nèi)時(shí)鐘振蕩器。AT89S52——低電壓高性能CMOS 8位單片機(jī)，片內(nèi)8k bytes的可反復(fù)擦寫(xiě)的FLASH只讀程序存儲(chǔ)器及256 byt</p><p>　　A

29、T89S52有40個(gè)引腳，32個(gè)外部雙向輸入/輸出（I/O）端口，同時(shí)內(nèi)含2個(gè)外中斷口，3個(gè)16位可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器,2個(gè)全雙工串行通信口，2個(gè)讀寫(xiě)口線(xiàn)，AT89S52可按照常規(guī)方法進(jìn)行編程，亦可在線(xiàn)編程。其將通用之微處理器及Flash存儲(chǔ)器結(jié)合，特別是可反復(fù)擦寫(xiě)的FLASH存儲(chǔ)器可有效降低開(kāi)發(fā)成本。</p><p>　　AT89C52及AT89S52之別，在于C及S， C表示需用并行編程器下載（接線(xiàn)多且復(fù)雜），S

30、表示可支持ISP下載，可在89S52系統(tǒng)板上面預(yù)留ISP下載接口，AT89S52引腳如圖3-1所示：</p><p>　　圖3-1 AT89S52引腳圖</p><p>　　在本系統(tǒng)中AT89S52單片機(jī)所運(yùn)用到的引腳具體控制如下：</p><p>　　1) 其中P0口——8位漏極開(kāi)路之雙向I/O口。作為輸出口，每位能驅(qū)動(dòng)8個(gè)TTL邏輯電平。對(duì)P0端口寫(xiě)“

31、1”時(shí)，引腳用作高阻抗輸入。訪問(wèn)外部程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，P0口亦被作為低8位地址/數(shù)據(jù)復(fù)用。在這種模式下，P0不具有內(nèi)部上拉電阻。在FLASH編程時(shí)，P0口亦用來(lái)接收指令字節(jié)；在程序校驗(yàn)時(shí)，輸出指令字節(jié)。程序校驗(yàn)時(shí)，需外部上拉電阻。</p><p>　　P0.0: AT89S52單片機(jī)控制電機(jī)加水提示端口信號(hào)。</p><p>　　P0.1: AT89S52單片機(jī)控制電機(jī)抽水提示端口信號(hào)。

32、</p><p>　　P0.2: AT89S52單片機(jī)控制電機(jī)停止提示端口信號(hào)。</p><p>　　2) P1口和P3口為輸入輸出水位檢測(cè)信號(hào)和控制信號(hào)。P1.0～P1.7:P1口8位準(zhǔn)雙向I/O口，占1～8腳；P3.0～P3.7:P3口8位準(zhǔn)雙向I/O口，占10～17腳；當(dāng)水位處于低水位的時(shí)候，單片機(jī)模擬控制的水位控制端口被+12 V的電源導(dǎo)通進(jìn)入穩(wěn)壓電路經(jīng)過(guò)處理在穩(wěn)壓電路的輸出端有一

33、個(gè)高電平，送入單片機(jī)的P1.0口，另一個(gè)穩(wěn)壓電路輸出的高電平進(jìn)入單片機(jī)的P1.1口單片機(jī)經(jīng)過(guò)分析，在P1.2口輸出一低電平，驅(qū)動(dòng)單片機(jī)加水信號(hào)，P1.5出來(lái)一個(gè)信號(hào)使繼電器得電導(dǎo)通，這樣繼電器閉合，使水泵加水；當(dāng)水位處于正常范圍內(nèi)時(shí)，水泵加水，在P1.3引腳出來(lái)一個(gè)低電平驅(qū)動(dòng)單片機(jī)穩(wěn)定水位信號(hào)；當(dāng)水位在高水位區(qū)時(shí)，單片機(jī)模擬傳感器的兩個(gè)端口均被導(dǎo)通，均被+12V的電源導(dǎo)通，送入單片機(jī)，單片機(jī)經(jīng)過(guò)分析，在P1.4引腳出來(lái)一個(gè)低電平，驅(qū)動(dòng)單

34、片機(jī)放水信號(hào)，在P1.5端出來(lái)一個(gè)低電平不能使繼電器得電導(dǎo)通，這樣繼電器不能閉合，水泵不能加水。</p><p>　　P1口——有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O 口，P1 輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng)4 個(gè) TTL 邏輯電平。對(duì)P1 端口寫(xiě)“1”時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時(shí)可作輸入口用。作為輸入使用時(shí)，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（IIL）。對(duì)P1 端口寫(xiě)“1”時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時(shí)可作輸入口用

35、。作輸入用時(shí)，被外部拉低的引腳因內(nèi)部電阻，將輸出電流（IIL）。此外，P1.0及P1.2分別作定時(shí)器/計(jì)數(shù)器2之外部計(jì)數(shù)輸入（P1.0/T2）及時(shí)器/計(jì)數(shù)器2之觸發(fā)輸入（P1.1/T2EX）。在flash編程及校驗(yàn)時(shí)，P1口接收低8位地址字節(jié)。</p><p>　　P1.0：T2（定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T2的外部計(jì)數(shù)輸入），時(shí)鐘輸出。在本設(shè)計(jì)中用于M1正轉(zhuǎn)啟動(dòng)KM1控制輸出信號(hào)。</p><p>

36、　　P1.1：T2EX（定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T2的捕捉/重載觸發(fā)信號(hào)和方向控制）。在本設(shè)計(jì)中用于M1反轉(zhuǎn)啟動(dòng)KM1控制輸出信號(hào)。</p><p>　　P1.2：加水過(guò)程中的M1開(kāi)關(guān)狀態(tài)輸入信號(hào)。（開(kāi)0，關(guān)1）</p><p>　　P1.3：放水過(guò)程中的M1開(kāi)關(guān)狀態(tài)輸入信號(hào)。（開(kāi)0，關(guān)1）</p><p>　　3) P3口——有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P3輸出緩沖器

37、能驅(qū)動(dòng)4個(gè)TTL 邏輯電平。對(duì)P3端口寫(xiě)“1”時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時(shí)可用作輸入口。作輸入用時(shí)，被外部拉低的引腳因內(nèi)部電阻之原因，將輸出電流（IIL）。P3口亦作為AT89S52特殊功能（第二功能）用，在FLASH編程及校驗(yàn)時(shí)，P3口亦接收些控制信號(hào)。此外，P3口亦接收些用于FLASH閃存編程及程序校驗(yàn)的控制信號(hào)。</p><p>　　P3.0：RXD(串行輸入口)，在本設(shè)計(jì)中用于水位低時(shí)的輸入信號(hào)。（低

38、0 高1）</p><p>　　P3.5：T1(定時(shí)/計(jì)數(shù)器1)，在本設(shè)計(jì)中用于水位低時(shí)的輸入信號(hào)。（低0 高1）</p><p>　　P3.2：INTO(外中斷0)，在本設(shè)計(jì)中用于水位高時(shí)的輸入信號(hào)。（高1，低0）</p><p>　　P3.1：TXD(串行輸出口)，在本設(shè)計(jì)中用于手動(dòng)穩(wěn)定水位時(shí)的輸入信號(hào)。</p><p>　　P3.3

39、：INT1(外中斷1)，在本設(shè)計(jì)中用于加水過(guò)程中的手動(dòng)停止輸入信號(hào)。</p><p>　　P3.4: TO(定時(shí)/計(jì)數(shù)器0)，在本設(shè)計(jì)中用于放水過(guò)程中手動(dòng)停止輸入信號(hào)。</p><p>　　4） RST——復(fù)位輸入。振蕩器工作時(shí)，RST引腳有兩個(gè)機(jī)器周期以上高電平將是單片機(jī)復(fù)位。：AT89S52的重置引腳，高電平動(dòng)作，當(dāng)要對(duì)晶片重置時(shí)，只要對(duì)此引腳電平提升至高電平并保持兩個(gè)機(jī)器周期以上的時(shí)

40、間，AT89S52便能完成系統(tǒng)重置的各項(xiàng)動(dòng)作，使得內(nèi)部特殊功能寄存器之內(nèi)容均被設(shè)成已知狀態(tài)，并且至地址0000H處開(kāi)始讀入程序代碼而執(zhí)行程序。 </p><p>　　5） 電源及其它的引腳的作用：</p><p>　　VCC(40腳)：AT89S52電源正端輸入，電源端+12V。</p><p>　　GND(20腳)：接地端。VSS：電源地端。</p>

41、<p>　　XTALl、XTAL2(19～18腳)：時(shí)鐘電路引腳。當(dāng)使用內(nèi)部時(shí)鐘時(shí)，這兩個(gè)引腳端外接石英晶體和微調(diào)電容。當(dāng)使用外部時(shí)鐘時(shí)，用于外接外部時(shí)鐘源。</p><p>　　XTAL1：?jiǎn)涡酒到y(tǒng)時(shí)鐘的反相放大器輸入端。</p><p>　　XTAL2：系統(tǒng)時(shí)鐘的反相放大器輸出端，一般在設(shè)計(jì)上只要在 XTAL1 和 XTAL2 上接上一只石英振蕩晶體系統(tǒng)就可以動(dòng)作了，此外

42、可以在兩引腳與地之間加入一 20PF 的小電容，可以使系統(tǒng)更穩(wěn)定，避免噪聲干擾而死機(jī)。</p><p>　　6） 其中的AT89S52主要功能如下：</p><p>　　1. 擁有靈巧的8位CPU和在系統(tǒng)可編程Flash</p><p>　　2. 晶片內(nèi)部具時(shí)鐘振蕩器（傳統(tǒng)最高工作頻率可至 12MHz）</p><p>　　3. 內(nèi)部程序存儲(chǔ)

43、器（ROM）為8KB</p><p>　　4. 內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM）為256字節(jié)</p><p>　　5. 32個(gè)可編程I/O 口線(xiàn)</p><p>　　6. 8個(gè)中斷向量源</p><p>　　7. 三個(gè) 16 位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器</p><p>　　8. 三級(jí)加密程序存儲(chǔ)器</p><p>

44、;　　9. 全雙工UART串行通道路的輸入</p><p>　　10. XTAL2：來(lái)自反向振蕩器的輸出。</p><p>　　3.2 ADC0809集成芯片簡(jiǎn)介 </p><p>　　ACDC0809位8路A/D 轉(zhuǎn)換集成芯片?？蓪?shí)現(xiàn)8路模擬信號(hào)的分時(shí)采集，片內(nèi)有8路模擬選通開(kāi)關(guān)，以及相應(yīng)的通道地址鎖存用譯碼電路，其轉(zhuǎn)換時(shí)間為 100us 左右。ADC0809

45、芯片為28引腳雙列直插式封裝，其引腳排列見(jiàn)圖3-2。</p><p>　　圖3-2 ADC0809 引腳排列圖</p><p>　　IN0～I(xiàn)N7：模擬量輸入通道信號(hào)單極性，電壓范圍0-5V，若信號(hào)過(guò)小還需進(jìn)</p><p>　　行放大。ADDA、ADDB、ADDC:地址線(xiàn)A為低位地址，C為高位地址。</p><p>　　ALE：地址鎖

46、存允許信號(hào)。對(duì)應(yīng) ALE 上跳沿，A、B、C 地址狀態(tài)送入地址鎖存器中。</p><p>　　START：轉(zhuǎn)換啟動(dòng)信號(hào)。START 上跳沿時(shí)，所有內(nèi)部寄存器清“0”；START 下跳沿時(shí)，開(kāi)始進(jìn)行 A/D 轉(zhuǎn)換；在 A/D 轉(zhuǎn)換期間，START 應(yīng)保持低電平。本信號(hào)有時(shí)簡(jiǎn)寫(xiě)為 ST。</p><p>　　D7～D0：數(shù)據(jù)輸出線(xiàn)。</p><p>　　OE：輸出允許信

47、號(hào)。用于控制三態(tài)輸出鎖存器向單片機(jī)輸出轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)。OE=0，輸出數(shù)據(jù)線(xiàn)呈高電阻；OE=1，輸出轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)。</p><p>　　CLK：時(shí)鐘信號(hào)。ADC 0809 的內(nèi)部沒(méi)有時(shí)鐘電路，所需時(shí)鐘信號(hào)由外界提供。通常使用頻率為 500kHz 的時(shí)鐘信號(hào)。</p><p>　　EOC：轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)。EOC=0，正在進(jìn)行轉(zhuǎn)換；EOC=1，轉(zhuǎn)換結(jié)束。使用中該狀態(tài)信號(hào)既可作為查詢(xún)的狀態(tài)標(biāo)志，又

48、可以作為中斷請(qǐng)求信號(hào)使用。</p><p>　　VCC：＋5V 電源。</p><p>　　VREF：參考電源。參考電壓用來(lái)與輸入的模擬信號(hào)進(jìn)行比較，作為逐次逼近的基準(zhǔn)。其典型值為＋5V（VREF（＋）＝＋5V，VREF（=0V））。</p><p>　　3.3 集成電路 74HC245簡(jiǎn)介</p><p>　　74HC245 是一種三態(tài)輸出

49、的 8 總線(xiàn)收發(fā)驅(qū)動(dòng)器，無(wú)鎖存功能。圖6 是 74HC245 的引腳圖;圖7是 74HC245 的功能表。它的 G 端和 DIR 端是控制端，當(dāng)它的 G 端為低電平時(shí)，如果 DIR 為高電平，則 74HC245 將 A 端數(shù)據(jù)傳送至 B 端；如果 DIR 為低電平，則 74HC245將 B 端數(shù)據(jù)傳送至 A 端。在其他情況下不傳送數(shù)據(jù)，并輸出高阻態(tài)。</p><p>　　圖3-3 74HC245 的引腳圖

50、 圖3-4 74HC245 的功能表</p><p>　　3.4 集成電路 LM324簡(jiǎn)介</p><p>　　LM324 是四運(yùn)放集成電路，它采用 14 腳雙列直插塑料封裝，外形如圖8所示。它內(nèi)部包含四組形式完全相同的運(yùn)算放大器，除電源共用外，四組運(yùn)放相互獨(dú)立。11 腳接負(fù)電源，4 腳接正電源。</p><p>　

51、　圖3-5 LM324 電路符號(hào)與管腳圖</p><p>　　LM324為四運(yùn)放集成電路，采用14腳雙列直插塑料封裝。，內(nèi)部有四個(gè)運(yùn)算放大器，有相位補(bǔ)償電路。電路功耗很小，LM324工作電壓范圍寬，可用正電源3～30V，或正負(fù)雙電源±1．5V～±15V工作。它的輸入電壓可低到地電位，而輸出電壓范圍為O～VCC。它的內(nèi)部包含四組形式完全相同的運(yùn)算放大器，除電源共用外，四組運(yùn)放相互單獨(dú)。每一組運(yùn)

52、算放大器可用如圖所示的符號(hào)來(lái)表示，它有5個(gè)引出腳，其中“+”、“-”為兩個(gè)信號(hào)輸入端，“V+”、“V-”為正、負(fù)電源端，“Vo”為輸出端。兩個(gè)信號(hào)輸入端中，Vi-（-）為反相輸入端，表示運(yùn)放輸出端Vo的信號(hào)與該輸入端的相位相反；Vi+（+）為同相輸入端，表示運(yùn)放輸出端Vo的信號(hào)與該輸入端的相位相同。LM124、LM224和LM324引腳功能及內(nèi)部電路完全一致。LM124是軍品；LM224為工業(yè)品；而LM324為民品。由于LM324四運(yùn)放

53、電路具有電源電壓范圍寬，靜態(tài)功耗小，可單電源使用，價(jià)格低廉等特點(diǎn).因此他被非常廣泛的應(yīng)用在各種電路中。每一組運(yùn)算放大器可用上圖所示的符號(hào)來(lái)表示，它有5個(gè)引出腳，其中“+”、“-”為兩個(gè)信號(hào)輸入端， “V+”、“V-”為正、負(fù)電源</p><p>　　3.5 .89S52驅(qū)動(dòng)4位共陽(yáng)極數(shù)碼管</p><p>　　用AT89S52驅(qū)動(dòng)4位共陽(yáng)極數(shù)碼管（2481BS ），數(shù)碼管的段引腳接P1口，

54、加100歐的限流電阻；數(shù)碼管的位引腳由P2口的1-4腳通過(guò)8050三極管驅(qū)動(dòng)，三極管基極接2.2k電阻。通過(guò)動(dòng)態(tài)方式掃描顯示，間隔1ms。P0口驅(qū)動(dòng)共陽(yáng)極數(shù)碼管，不需要上拉電阻。只需要數(shù)碼管陽(yáng)極接電源正，P0.7 -- P0.0接數(shù)碼管的dp -- a，就可以驅(qū)動(dòng)。P0輸出低電平點(diǎn)亮數(shù)碼管。2481BS如圖所示： </p><p>　　圖3-6 2481BS數(shù)碼管</p><p

55、>　　圖3-7 2481BS數(shù)碼管共陽(yáng)極引腳圖</p><p>　　3.6關(guān)于水位控制過(guò)程中的負(fù)反饋系統(tǒng)的運(yùn)用</p><p>　　自動(dòng)控制理論也被稱(chēng)為負(fù)反饋控制理論。首先檢查系統(tǒng)接線(xiàn)，確定系統(tǒng)的反饋為負(fù)反饋。例如電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)，輸入信號(hào)為正，要求電機(jī)正轉(zhuǎn)時(shí)，反饋信號(hào)也為正（PID算法時(shí)，誤差=輸入-反饋），同時(shí)電機(jī)轉(zhuǎn)速越高，反饋信號(hào)越大。其余系統(tǒng)同此方法。 在本設(shè)計(jì)模擬水

56、箱的水位控制部分，采用了一套閉環(huán)負(fù)反饋控制系統(tǒng)。 閉環(huán)控制系統(tǒng)(closed-loop control system)的特點(diǎn)是系統(tǒng)被控對(duì)象的輸出(被控制量)會(huì)反送回來(lái)影響控制器的輸出，形成一個(gè)或多個(gè)閉環(huán)。閉環(huán)控制系統(tǒng)有正反饋和負(fù)反饋，若反饋信號(hào)與系統(tǒng)給定值信號(hào)相反，則稱(chēng)為負(fù)反饋( Negative Feedback)，若極性相同，則稱(chēng)為正反饋，一般閉環(huán)控制系統(tǒng)均采用負(fù)反饋，又稱(chēng)負(fù)反饋控制系統(tǒng)。其控制原理圖如下。</p&g

57、t;<p>　　圖3-8 負(fù)反饋系統(tǒng)控制原理圖</p><p>　　這是單回路水箱液位控制系統(tǒng)，單回路調(diào)節(jié)系統(tǒng)一般指在一個(gè)調(diào)節(jié)對(duì)象上用一個(gè)調(diào)節(jié)器來(lái)保持一個(gè)參數(shù)的恒定，而調(diào)節(jié)器只接受一個(gè)測(cè)量信號(hào)，其輸出也只控制一個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。本系統(tǒng)所要保持的恒定參數(shù)是液位的給定高度，即控制的任務(wù)是控制水箱液位等于給定值所要求的高度。根據(jù)控制框圖，這是一個(gè)閉環(huán)反饋單回路液位控制。其中控制閥接受控制器輸出的控制信號(hào)，通過(guò)

58、改變閥的開(kāi)度來(lái)達(dá)到控制流量的目的，并通過(guò)液位變送器將對(duì)比于設(shè)定的液位值的偏差反饋給給定值。當(dāng)設(shè)定值小于當(dāng)前值時(shí)，電機(jī)正轉(zhuǎn)，模擬電磁閥打開(kāi)，系統(tǒng)進(jìn)水；當(dāng)設(shè)定值等于當(dāng)前值時(shí)，系統(tǒng)結(jié)束；當(dāng)設(shè)定值大于當(dāng)前值時(shí)，電機(jī)反轉(zhuǎn)，模擬電磁閥打開(kāi)，系統(tǒng)放水。</p><p>　　第四章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) </p><p>　　4.1 單片機(jī)最小系統(tǒng)電路設(shè)計(jì) </p><p>　　圖4-1

59、 AT89S52 單片機(jī)最小系統(tǒng)</p><p>　　要使單片機(jī)工作起來(lái)，最基本的電路的構(gòu)成為注意：EA/VP(31腳)接+5V。</p><p>　　2、電源電路：向單片機(jī)供電。單片機(jī)電源：AT89S52單片機(jī)的工作電壓范圍：4.0V—5.5V， 所以通常給單片機(jī)外接5V直流電源。連接方式為VCC(40腳）：接電源+5V端VSS(20腳）：接電源地端。</p><p

60、>　　3、RST——復(fù)位輸入。振蕩器工作時(shí)，RST引腳有兩個(gè)機(jī)器周期以上高電平將是單片機(jī)復(fù)位。復(fù)位電路用來(lái)確定單片機(jī)工作的起始狀態(tài)，完成單片機(jī)的啟動(dòng)過(guò)程。單片機(jī)接通電源時(shí)產(chǎn)生復(fù)位信號(hào)，完成單片機(jī)啟動(dòng)，確定單片機(jī)起始工作狀態(tài)。手動(dòng)按鍵產(chǎn)生復(fù)位信號(hào)，完成單片機(jī)啟動(dòng)，確定單片機(jī)的初始狀態(tài)。通常在單片機(jī)工作出現(xiàn)混亂或“死機(jī)”時(shí)，使用手動(dòng)復(fù)位可實(shí)現(xiàn)單片機(jī)“重啟”。</p><p>　　4、時(shí)鐘電路：?jiǎn)纹瑱C(jī)工作的時(shí)間基

61、準(zhǔn)，決定單片機(jī)工作速度。時(shí)鐘電路就是振蕩電路，向單片機(jī)提供一個(gè)正弦波信號(hào)作為基準(zhǔn)，決定單片機(jī)的執(zhí)行速度。AT89S52單片機(jī)時(shí)鐘頻率范圍：0 — 33MHz。</p><p>　　4.2水位檢測(cè)傳感器的選用</p><p>　　傳感器是把一種物理量（或化學(xué)量、生物量）轉(zhuǎn)換成另一種與之有確定對(duì)應(yīng)關(guān)系的物理量（通常是電量）的裝置。它是測(cè)量系統(tǒng)中最重要的環(huán)節(jié)。在現(xiàn)代科技領(lǐng)域中，傳感器得到了廣泛應(yīng)

62、用，各種信息的采集離不了各種傳感器，傳感器的基本功能在于能感受外界的各種“刺激”并作出迅速反映。</p><p>　　在本設(shè)計(jì)當(dāng)中我們采用單片機(jī)程序模擬液位的采集信號(hào)，并通過(guò)單片機(jī)CPU的程序化控制后，需要輸出模擬量去控制被控對(duì)象或用于顯示。模擬量信號(hào)是連續(xù)變化的電壓、電流信號(hào)，與數(shù)字量有本質(zhì)上的區(qū)別，模擬量信號(hào)需要放大、濾波、線(xiàn)性化、信號(hào)變換等一系列的電路處理，把檢測(cè)到的模擬量電壓、電流信息變換成0-5V的電壓

63、信號(hào)，通過(guò)A/V轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的數(shù)字量才能輸入單片機(jī)處理。同樣，單片機(jī)輸出的數(shù)字量控制值，也往往要通過(guò)D/A轉(zhuǎn)換電路變換成模擬量才能去控制被控對(duì)象或用于數(shù)據(jù)的顯示。</p><p>　　4.3 7812/7912正負(fù)12V穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)</p><p>　　7812和7912三端穩(wěn)壓器是電子設(shè)備中常用的線(xiàn)性穩(wěn)壓集成電路，最大輸出電流1.5A（需加散熱器）。</p>&l

64、t;p>　　1）方案的總體思路如下：直流穩(wěn)壓電源一般由直流電源變壓器、整流濾波電路及穩(wěn)壓電路所組成?；究驁D如下：下面是用這兩種穩(wěn)壓IC制作的正負(fù)穩(wěn)壓電源典型電路.</p><p>　　圖4-2 穩(wěn)壓電路的設(shè)計(jì)</p><p>　　2）設(shè)計(jì)穩(wěn)壓電源的主要技術(shù)指標(biāo)：</p><p>　　1、輸入交流電壓 ：220V</p><p>　

65、　2、輸出直流電壓U0 ：正負(fù)12V</p><p>　　3、最大輸出電流 ：0.5A</p><p>　　4、穩(wěn)壓系數(shù) ：< =0.05</p><p>　　下面是用這兩種穩(wěn)壓IC制作的正負(fù)穩(wěn)壓電源典型電路.</p><p>　　圖4-3 穩(wěn)壓電路原理圖</p><p>　　從電路中可以看到，7812/791

66、2的輸入輸出端都接有電容，而且是一大一小，大容量電容是低頻濾波作用，小容量電容是高頻濾波用。需提醒的是輸出端一般不要接過(guò)大容量電容，一般接幾十微法的就可以了。否則有些電路中會(huì)出現(xiàn)關(guān)閉電源后，輸出端電容向前級(jí)穩(wěn)壓IC放電的過(guò)程，這容易損壞穩(wěn)壓IC。如果電路需要，應(yīng)在三端穩(wěn)壓器輸入輸出端跨接一保護(hù)二極管。它可以解決反向浪涌電流對(duì)穩(wěn)壓IC的沖擊。這在一些實(shí)驗(yàn)電源中特別推薦加接以保護(hù)三端穩(wěn)壓器。 電源電路部分雖然

67、簡(jiǎn)單，但需要功能可靠，所用采用兩個(gè)三端集成穩(wěn)壓器7812、7912，可以方便的實(shí)現(xiàn)此功能，電路如圖15所示。</p><p>　　圖4-4 電源部分電路原理圖</p><p>　　4.4 液位檢測(cè)部分電路控制</p><p>　　圖 4-5液位檢測(cè)控制部分單片機(jī)原理圖</p><p>　　圖 4-6液位檢測(cè)控制部分電路原理圖</p>

68、;<p>　　4.5給水泵電機(jī)主控回路</p><p>　　圖4-7 給水電機(jī)主控回路圖</p><p>　　按下啟動(dòng)按鈕，KM線(xiàn)圈得電，KM常開(kāi)輔助觸電自鎖，電機(jī)運(yùn)行;按下停止按鈕，KM線(xiàn)圈失電，輔助觸電復(fù)位，電機(jī)停止運(yùn)行。</p><p>　　第五章 軟件設(shè)計(jì)部分</p><p>　　5.1 核心單片機(jī)AT89S52的具

69、體主要控制部分原理圖</p><p>　　圖5-1 AT89S52 主控部分電路原理圖</p><p>　　P1口和P3口為輸入輸出檢測(cè)信號(hào)和控制信號(hào)。下面是89S52芯片引腳具體分配：</p><p>　　P3.0：水位低時(shí)的輸入信號(hào)。（低0 高1）</p><p>　　P3.5：水位低時(shí)的輸入信號(hào)。（低0 高1）</p>

70、;<p>　　P3.2：水位高時(shí)的輸入信號(hào)。（高1，低0）</p><p>　　P3.1：手動(dòng)穩(wěn)定水位時(shí)的輸入信號(hào)。</p><p>　　P3.3：加水過(guò)程中的手動(dòng)停止輸入信號(hào)。</p><p>　　P3.4: 放水過(guò)程中手動(dòng)停止輸入信號(hào)。</p><p>　　P1.0： M1正轉(zhuǎn)啟動(dòng)KM1控制輸出信號(hào)。</p>

71、<p>　　P1.1： M1反轉(zhuǎn)啟動(dòng)KM1控制輸出信號(hào)。</p><p>　　P1.2：加水過(guò)程中的M1開(kāi)關(guān)狀態(tài)輸入信號(hào)。（開(kāi)0，關(guān)1）</p><p>　　P1.3：放水過(guò)程中的M1開(kāi)關(guān)狀態(tài)輸入信號(hào)。（開(kāi)0，關(guān)1）</p><p>　　P0.0: AT89S52單片機(jī)控制電機(jī)加水提示端口信號(hào)。</p><p>　　P0.1: A

72、T89S52單片機(jī)控制電機(jī)抽水提示端口信號(hào)。</p><p>　　P0.2: AT89S52單片機(jī)控制電機(jī)停止提示端口信號(hào)。</p><p>　　當(dāng)(P1)=#00H時(shí)，取P1.1=0 P1.2=0 P1.3=1 P1.4=1時(shí)水泵抽水；</p><p>　　當(dāng)(P1)=#01H時(shí)，取P1.1=0 P1.3=0 P1.2=1 P1.4=1時(shí)水泵抽水；&l

73、t;/p><p>　　當(dāng)(P1)=#02H時(shí)，取P1.1=1 P1.2、 P1.3、 P1.4同時(shí)變?yōu)?或1，水泵停止抽水；</p><p>　　當(dāng)(P1)=#03H時(shí)，取P1.1=1 P1.4=0 P1.3=1 P1.2=1時(shí)，水泵停止抽水。</p><p>　　5.2 主程序框圖的設(shè)計(jì)</p><p>　　設(shè)定初始值，使水位達(dá)到設(shè)定值

74、，單片機(jī)控制電磁閥的過(guò)程如下：</p><p>　　圖 5-2 主程序設(shè)計(jì)框圖</p><p>　　當(dāng)設(shè)定值小于當(dāng)前值時(shí)，電機(jī)正轉(zhuǎn)，模擬電磁閥打開(kāi)，系統(tǒng)進(jìn)水；當(dāng)設(shè)定值等于當(dāng)前值時(shí)，系統(tǒng)結(jié)束；當(dāng)設(shè)定值大于當(dāng)前值時(shí)，電機(jī)反轉(zhuǎn)，模擬電磁閥打開(kāi)，系統(tǒng)放水。本設(shè)計(jì)采用AT89S52單片機(jī)作為系統(tǒng)控制器，利用模擬的液位信號(hào)的變化并通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換器將該變化信號(hào)傳給單片機(jī)，通過(guò)單片機(jī)的處理顯示當(dāng)前的液位和

75、閥門(mén)的狀態(tài)，并根據(jù)事先設(shè)定的液位上下限與當(dāng)前的實(shí)際值之間的變化來(lái)控制電磁閥的開(kāi)關(guān)，實(shí)現(xiàn)注水、放水，并且當(dāng)水位超過(guò)上限值和下限值時(shí)開(kāi)始報(bào)警；也可以將液位控制在設(shè)定的高度。</p><p><b>　　結(jié)論</b></p><p>　　本系統(tǒng)主要介紹了的水位檢測(cè)控制，介紹了AT89S52單片機(jī)和其它一些單片機(jī)在水位控制系統(tǒng)中的應(yīng)用，介紹了它們的引腳和在系統(tǒng)中的電路圖，本設(shè)

76、計(jì)還采用了多種傳感器來(lái)對(duì)水位的信號(hào)采集，利用LED來(lái)進(jìn)行信號(hào)的輸出顯示,我設(shè)計(jì)的硬件系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化,系統(tǒng)精度高，具有良好的人機(jī)交互功能,并設(shè)有水位報(bào)警和閥門(mén)失靈等故障報(bào)警，有問(wèn)題立即就能發(fā)現(xiàn)。通過(guò)自動(dòng)調(diào)節(jié)控制水位并實(shí)現(xiàn)的水位報(bào)警。水位控制在設(shè)定值上正常運(yùn)行不需要人工干預(yù)，操作人員勞動(dòng)強(qiáng)度小。</p><p>　　采用單片機(jī)設(shè)計(jì)出的工業(yè)水位控制器,能夠針對(duì)水位的不同狀態(tài)和不同外界條件進(jìn)行控制,水位運(yùn)行穩(wěn)定、控制品質(zhì)

77、良好、控制效果明顯改善;同時(shí)大大提高了控制系統(tǒng)的抗干擾能力,保證了工業(yè)水位方面作業(yè)的穩(wěn)定運(yùn)行?？刂蒲b置具有成本低、抗干擾能力強(qiáng)、控制性能好等優(yōu)點(diǎn),且系統(tǒng)硬、軟件維護(hù)簡(jiǎn)單方便,尤其適用于工業(yè)控制現(xiàn)場(chǎng),具有良好的應(yīng)用前景。</p><p>　　本系統(tǒng)所采用的傳感器性能穩(wěn)定,測(cè)量準(zhǔn)確,大大簡(jiǎn)化現(xiàn)場(chǎng)安裝,具有較高的性?xún)r(jià)比,有較大的工程應(yīng)用價(jià)值,而且利用計(jì)算機(jī)單片機(jī)技術(shù)對(duì)工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行自動(dòng)控制有著重要的意義。其優(yōu)越性主要

78、在于：首先，通過(guò)對(duì)水位進(jìn)行的簡(jiǎn)易方便的操縱，可以準(zhǔn)確得控制水泵進(jìn)行添加水或放水以適應(yīng)工作的需要，可以產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益。其次，控制過(guò)程的自動(dòng)化處理以及監(jiān)控軟件良好的人機(jī)界面，操作人員在監(jiān)控計(jì)算機(jī)上能根據(jù)控制效果及時(shí)修運(yùn)行參數(shù)，這樣能有效地減少工人的疲勞和失誤，提高生產(chǎn)過(guò)程的實(shí)時(shí)性、安全性。隨著計(jì)算機(jī)控制技術(shù)應(yīng)用的普及、可靠性的提高及價(jià)格的下降，工業(yè)以及其他方面的微機(jī)控制必將得到更加廣泛的應(yīng)用。</p><p>　

79、　通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)使我懂得了理論與實(shí)際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合起來(lái)，從理論中得出結(jié)論，才能真正為社會(huì)服務(wù)，從而提高自己的實(shí)際動(dòng)手能力和獨(dú)立思考的能力。這畢竟第一次做的，難免會(huì)遇到過(guò)各種各樣的問(wèn)題，同時(shí)在設(shè)計(jì)的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，對(duì)以前所學(xué)過(guò)的知識(shí)理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固，比如說(shuō)不懂一些元器件的使用方法，對(duì)單片機(jī)C語(yǔ)言掌握得不好……通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)之后，一定把以前所學(xué)過(guò)的知

80、識(shí)重新溫故。</p><p><b>　　致謝</b></p><p>　　在此畢業(yè)課題設(shè)計(jì)完成之際，向?yàn)榇水厴I(yè)設(shè)計(jì)傾注了大量心血xx老師和同班級(jí)的同學(xué)表示深深地敬意和謝意。指導(dǎo)老師xx在此課題的研究方向、收集資料、設(shè)計(jì)過(guò)程中傾注了悉心的指導(dǎo)和盡心所能的幫助，他的那嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度和寬廣的胸懷使我受益匪淺，在此特表示誠(chéng)摯地感謝。在同班級(jí)的同學(xué)幫我一同研究課題，查閱資料，

81、給我提出很多寶貴意見(jiàn)，在遇到難題灰心的時(shí)候給我了很到的鼓勵(lì)，在此也為我們一起學(xué)習(xí)的同學(xué)表示誠(chéng)摯地感謝。</p><p>　　最后，再次向所有關(guān)心和幫助我的老師、同學(xué)表達(dá)真誠(chéng)的謝意。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　?。?］俞金壽·《過(guò)程控制系統(tǒng)和應(yīng)用》［Ｍ］·機(jī)械工業(yè)出版社</p>

82、<p>　?。?］侯志林·《過(guò)程控制與自動(dòng)化儀表》［Ｍ］·機(jī)械工業(yè)出版社 </p><p>　　［3］施仁·《自動(dòng)化儀表與過(guò)程控制》［Ｍ］·電子工業(yè)出版社 </p><p>　?。?］馮育長(zhǎng)·《單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)例分析》［Ｍ］·西安電子科技大學(xué)出版社</p><p>　?。?］孫育才·

83、;《AT89S52系列單片機(jī)及其應(yīng)用》［Ｍ］·清華大學(xué)出版社</p><p><b>　　附錄I</b></p><p>　　1.C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)：</p><p>　　#include <reg52.h> #define uchar unsigned char#define uint unsigned int</

84、p><p>　　sbit Trig=P1^0;sbit Echo=P3^2; 定義P1.0和P3.2端口sbit leden=P0^4; 定義P0.4端口sbit ledrs=P0^1;sbit alertl=P1^1;// 檢查是否在最低水位的下限，低水位報(bào)警 sbit alertm=P1^7;//中水位單片機(jī)信號(hào)端口反應(yīng)sbit alerth=P1^4;//

85、 檢查是否在最高水位的上限，高水位蜂鳴器報(bào)警sbit water=P0^2;//low vol is avalibalsbit power=P3^5;uint distance,waterlevel; 定義水位距離unsigned char WaterH,WaterL;bit succeed_flag;void delay(uint z);</p><p>　　void writ

86、e_com(uchar com) {ledrs=0;//command 選擇寄存器P2=com;leden=1;</p><p><b>　　Or</b></p><p>　　P1=comleden=0;</p><p>　　}void write_dat(uchar

87、dat){ledrs=1;//dataP2=dat;;leden=1;</p><p><b>　　Or</b></p><p>　　P1=dataleden=0;</p><p>　　}void init(){power=0; //power is okleden=0; //low enblewrite_com(0x3

88、8);write_com(0x0c); //display open ,cursor off,bulb blink off 燈泡閃爍關(guān)閉write_com(0x06); //pointer auto add 1write_com(0x01); //clear display and pointerwrite_com(0x80);TMOD=0x10; //water1,16 bit watererEA=0; //open en

89、tire interruptTrig=0;Echo=0;}void init1(){write_com(0x80);write_dat('H'); 寫(xiě)入高水位Hwrite_dat('L'); 寫(xiě)入低水位Lwrite_dat(':');write_com(0x86);write_dat('H');write

90、_dat('L');}voi</p><p>　　}void display1(){uchar code table[]="Level display ";uchar code table1[]="10/90 ";uchar num;write_com(0x80);for(num=0;num<90;num++){write_

91、dat(table[num]);}write_com(0x80+0x40);for(num=0;num<90;num++){write_dat(table1[num]);}write_com(0x01);}</p><p>　　void main() {init(); //waterer1，16 bitdisplay1();init1();while(1) {alertl=1;

92、 //low level alert 低水位報(bào)警alertm=1; //middle level alertalerth=1; //high level alertEA=0; //off entire interrupt 低電位時(shí)，關(guān)閉所有中斷Trig=1; //water level signals TriggerTrig=0; //20us's Pulsewhile(Ec

93、ho==0); //wait Echo Pulse change High Volsucceed_flag=0; //clear succeed flagEA=1; //open entire interruot 高電平時(shí)，打開(kāi)所有中斷EX0=1; //open exinterrupt0TH1=0; //clear waterer1's high 8 bit</p><

94、;p><b>　　}</b></p><p>　　delay(20);}}//外部中斷0，用做判斷電平void exter() interrupt 0 // 外部中斷0是0號(hào){ timeH =TH1; //取出定時(shí)器的值timeL =TL1; //取出定時(shí)器的值succeed_flag=1;//至成功測(cè)量的標(biāo)志EX0=0; //關(guān)閉外部中斷}//定時(shí)器1中