水塔水位控制課程設(shè)計(jì)

1、 機(jī)械與車輛學(xué)院單片機(jī)課程設(shè)計(jì)實(shí)習(xí)報(bào)告（2011-2012學(xué)年第一學(xué)期）設(shè)計(jì)題目：水塔水位控制姓 名：嚴(yán)文韜學(xué) 號：090404041023班 級：09機(jī)械電子工程4班指導(dǎo)老師：王思卓設(shè)計(jì)時(shí)間：2011年11月28日2011年12月16日單片機(jī)課程設(shè)計(jì)考查評分表姓名嚴(yán)文韜學(xué)號090404041023班級09機(jī)械電子工程4班設(shè)計(jì)題目水塔水位控制考 查 項(xiàng) 目平時(shí)表現(xiàn) (20)1、出勤率： 全勤 缺勤較少 缺勤較多 全缺2、進(jìn)度： 較快 正常 較慢 沒有按時(shí)完成硬件制作(20)布局焊接： 合理 較合理 基本合理 錯(cuò)誤較多 原則性錯(cuò)誤軟件編程(20)1、程序編寫框架：合理 較合理 基本合理 錯(cuò)誤較多

2、 原則性錯(cuò)誤2、程序編寫過程：正確 較正確 基本正確 錯(cuò)漏較多功能調(diào)試 (10)系統(tǒng)調(diào)試結(jié)果：實(shí)現(xiàn) 基本實(shí)現(xiàn) 不能實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)報(bào)告(15)1、硬件設(shè)計(jì)： 合理 較合理 基本合理 不合理2、軟件設(shè)計(jì)： 合理 較合理 基本合理 不合理3、聯(lián)調(diào)結(jié)果： 正確 較正確 基本正確 錯(cuò)漏較多4、過程體會(huì)： 屬實(shí) 較屬實(shí) 基本屬實(shí) 不屬實(shí)答辯(15)思路清晰，內(nèi)容正確 思路較清晰，內(nèi)容較正確 思路基本清晰，內(nèi)容基本正確 思路較混亂，內(nèi)容錯(cuò)漏較多總評優(yōu)秀 良好 中等 及格 不及格指導(dǎo)教師： 2011 年 月 日目錄一、課程設(shè)計(jì)的目的二、課程設(shè)計(jì)用的儀器和器件三、課程設(shè)計(jì)的具體內(nèi)容1、總體報(bào)告 2、硬件設(shè)計(jì) 3、軟件

3、流程和程序4、調(diào)試結(jié)果四、課程設(shè)計(jì)的體會(huì)和發(fā)生的問題五、參考文獻(xiàn)一、課程設(shè)計(jì)的目的單片機(jī)原理及接口技術(shù)課程設(shè)計(jì)是單片機(jī)原理及接口技術(shù)課程與實(shí)驗(yàn)結(jié)束后的一門綜合性實(shí)踐課。課程設(shè)計(jì)所選題目水塔水位控制緊密結(jié)合所學(xué)的主要內(nèi)容，加深鞏固所學(xué)知識(shí)，同時(shí)對所學(xué)內(nèi)容進(jìn)行擴(kuò)展，有一定的深度和廣度，能充分發(fā)揮學(xué)生的能動(dòng)性和想象力。通過電路設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試等一系列環(huán)節(jié)的實(shí)施，提高學(xué)生的計(jì)算機(jī)控制應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)能力。二、課程設(shè)計(jì)用的儀器和器件1、塑料桶 一個(gè)(25-30cm) 2、塑料尺30cm 一個(gè) 3、微型水泵 一個(gè) 4、塑料管 2米 5、光電耦合器4n25 一個(gè) 6、12v微型繼電器(twtmp-53) 一個(gè)

4、 7、電路板（6*4cm）一塊 8、薄銅片2cm*10cm *0.5mm 一塊 9、其它：導(dǎo)線2米、二極管一個(gè)、pnp三極管一個(gè)、4.7k電阻 2個(gè)、300電阻2個(gè)，12針排針 1片。 10、電烙鐵、焊錫、鉗子、剪刀若干（各組共用）。三、課程設(shè)計(jì)的具體內(nèi)容1、總體報(bào)告 水塔水位控制原理圖見圖，兩條虛線表示正常工作情況下水位升降的上下限，在正常供水時(shí)，水位應(yīng)控制在兩條虛線代表的水位之間。b測量水位下限，c測量水位上限，a接+5v，b、c接單片機(jī)p1.0,p1.1并經(jīng)電阻r接地。（1）在水塔無水或水位低于下限水位時(shí)，b、c為斷開，b、c兩點(diǎn)電位為零(低電平“0” )，需要水泵供水，單片機(jī)輸出信號，

5、控制電機(jī)工作供水。（2）水位上升到b點(diǎn)，b接通，b點(diǎn)電位變?yōu)楦唠娖健?”，c開關(guān)仍斷開，c點(diǎn)仍為低電平，應(yīng)維持現(xiàn)狀水泵繼續(xù)供水。（3）當(dāng)水位上升到c點(diǎn)時(shí)，c接通。這時(shí)b、c均接通，b、c兩點(diǎn)都為高電平，表示水塔水位已滿，需水泵停止供水，單片機(jī)輸出信號，控制電機(jī)斷電停止供水。（4）由于供水使水塔水位開始下降，水位在降到b點(diǎn)之前，b點(diǎn)電位為高、c點(diǎn)電位為低，應(yīng)維持供水狀態(tài)不變。（5）當(dāng)水位降到下限b點(diǎn)以下，b、c兩點(diǎn)電平都為低時(shí)，單片機(jī)輸出控制，回到（1）狀態(tài)，使電機(jī)啟動(dòng)水泵供水。（6）供水系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，自動(dòng)報(bào)警。2、硬件設(shè)計(jì)（1）用80c51設(shè)計(jì)一個(gè)單片機(jī)最小控制系統(tǒng)。其中p1.0接水位下限傳

6、感器，p1.1接水位上限傳感器，p1.2輸出經(jīng)反相器后接光電耦合器，通過繼電器控制水泵工作，p1.3輸出經(jīng)反相器后接led，當(dāng)出現(xiàn)故障時(shí)led閃爍；p1.4輸出經(jīng)反相器后接蜂鳴器，當(dāng)出現(xiàn)故障時(shí)報(bào)警。（2）用塑料尺、導(dǎo)線等設(shè)計(jì)一個(gè)水塔水位傳感器。其中a電級置于水位10cm處，接5v電源的正極，b級置于水位15cm處，經(jīng)4.7k下拉電阻接單片機(jī)的p1.0口，c電級置于水位的20cm處，經(jīng)4.7k下拉電阻接單片機(jī)的p1.1口。（3）設(shè)計(jì)一個(gè)單片機(jī)至水泵的控制電路。要求單片機(jī)與水泵之間用反相器、光電耦合器和繼電器控制，計(jì)算出led限流電阻，接好繼電器的續(xù)流二極管。protel硬件原理圖3、軟件流程和程

7、序（1）根據(jù)功能要求畫出控制程序流程圖。（2）根據(jù)控制程序流程圖編寫80c51匯編語言或c51程序。#include/包含頭文件sbit p1_0=p10;/定義各端口位置sbit p1_1=p11;sbit p1_2=p12;sbit p3_2=p32;sbit p3_3=p33;void delay1s();/定義延時(shí)1秒函數(shù)程序void delay1s()/編譯延時(shí)1秒函數(shù)程序unsigned char i;for(i=0;i0x14;i+)th1=0x3c;tl1=0xb0;tr1=1;while(!tf1);tf1=0;void main()/主程序while(1)if (p1_0=

8、0) if (p1_1=0)p1_2=0;p3_2=0;p3_3=0;delay1s();/調(diào)用延時(shí)1秒函數(shù)else p1_2=1;p3_2=0;p3_3=0;delay1s();/調(diào)用延時(shí)1秒函數(shù)if (p1_1=1)p1_2=1;p3_2=0;p3_3=0;elsedelay1s();/調(diào)用延時(shí)1秒函數(shù)if (p1_0=0)&(p1_1=1)/警報(bào)情況p3_2=1;/警報(bào)led燈亮p3_3=1;/蜂鳴器響起4、調(diào)試結(jié)果1、首先在kerl-uvision上單步調(diào)試，觀察累加器寄存器存儲(chǔ)器的運(yùn)行之間能夠正常運(yùn)作（能夠進(jìn)行電機(jī)的啟動(dòng)，運(yùn)作，停止等操作）。2、然后將程序下載到仿真儀上，進(jìn)行模擬仿真

9、，檢查程序工作是正常（p1.0端口和p1.1端口能控制p1.2端口）3、最后將模擬水塔、傳感器、控制電路和水泵聯(lián)成一個(gè)完整的系統(tǒng)，進(jìn)行整機(jī)調(diào)試，觀察系統(tǒng)工作，電機(jī)無法正常工作，電機(jī)能運(yùn)作，但不受控制，組員的的其他電板也沒法使系統(tǒng)正常運(yùn)作，我們拿電表測試，找尋電板是否是焊接的問題，最終我們認(rèn)為是電路板設(shè)計(jì)。四、課程設(shè)計(jì)的體會(huì)和發(fā)生的問題通過這次實(shí)習(xí)，我初步的了解基本的單片機(jī)原理及接口技術(shù)課程設(shè)計(jì)相關(guān)知識(shí)，首先在焊接時(shí)，我學(xué)習(xí)到基礎(chǔ)的焊接技術(shù)，雖然是很基本的一門技術(shù)，但里面有很大的學(xué)問，我們焊接是要注意的事項(xiàng)很多，首先焊接是一定要注意人身安全，在焊接繼電器和光耦那一部分尤為注意，一不小心就會(huì)出現(xiàn)問

10、題，使整個(gè)系統(tǒng)不能正常運(yùn)作，所以焊接后要用電表測試一下各部件是否焊好，電路是否導(dǎo)通，還有千萬要留意電線不能裸露，否則會(huì)很危險(xiǎn)。如果電線整體外露，會(huì)使系統(tǒng)處在一個(gè)很不穩(wěn)定的狀態(tài)。繪制電路圖，電路仿真那幾方面沒多大問題，能夠達(dá)到預(yù)期效果。按照程序編寫框架編寫程序也正常，調(diào)試的結(jié)果也可以，p1.0端口和p1.1端口能控制p1.2端口，但當(dāng)接入自己的電路板時(shí)電機(jī)不太能正常工作，后來再用老師的電路板測試，電機(jī)能正常運(yùn)作且受控制，這說明了自己編寫程序是沒問題的，出錯(cuò)的是自己焊接的電路板，初步推測是電路中電阻過大，然后在三極管后并聯(lián)一個(gè)電阻以減少電路中整體電阻，但情況并沒有多大的改善，最后在老師的提示和參考，調(diào)整了電路