畢業(yè)論文參考模板

1、分類號 單位代碼10642密級公開學(xué) 號逝麼$兔學(xué)IX學(xué)士學(xué)位論文論文題目：XXX的設(shè)計論文作者：xxx指導(dǎo)教師：xxx教授/副教授/講師 專業(yè)：機械工程及自動化提交論文日期：2015年xx月xx日論文答辯日期：2015年xx月xx日學(xué)位授予單位：重慶文理學(xué)院中國重慶二一五年五月Graduation Thesis of Chongqing University of Arts and Sciencesxxxx（英文題目）Candidate: xxxSupervisor: xxxMajor: Mechanical Engineering andAutomatio nCollege of Mech

2、anical and Electronic EngineeringChongqing University of Arts and SciencesMay, 20152015屆機械工程及自動化專業(yè)學(xué)士學(xué)位畢業(yè)論文（設(shè)計）目錄目錄摘要 IAbstract II0引言 11液位自動控制系統(tǒng)方案 11.1簡單的機械控制方式 11.2復(fù)雜的控制系統(tǒng)控制方式 12液位自動控制系統(tǒng)原理 12.1液位控制系統(tǒng)的組成 12.2工作原理 23液位自動控制硬件設(shè)計 23.1單片機 23.2復(fù)位電路和晶振電路 33.3傳感器 43.4液晶顯示 43.5A/D轉(zhuǎn)換器 53.6按鍵電路 53.9繼電器控制電路 64液位

3、自動控制軟件設(shè)計 64.1系統(tǒng)主程序設(shè)計 64.2 A/D轉(zhuǎn)換程序 75結(jié)果與總結(jié) 85.1仿真結(jié)果 85.2實物制作結(jié)果 85.3總結(jié) 9參考文獻(xiàn) 10致謝 11附錄 122015屆機械工程及自動化專業(yè)學(xué)士學(xué)位畢業(yè)論文（設(shè)計）中文摘要摘要在我們生活和生產(chǎn)中對液位的控制有著廣泛的運用。比如民用的蓄水池的供水，如果水位過低 過高，都會影響到我們的用水。因此我們需要設(shè)計何適的控制器自動調(diào)整起進(jìn)水的流量，使其保持 正常的液位。本文主要是設(shè)計一種液位自動控制系統(tǒng)，它是以AT89S52作為控制器，通過 89S52單片機、壓力傳感器、 ADC0832模數(shù)轉(zhuǎn)換器和液晶顯示器等硬件系統(tǒng)和軟件設(shè)計的方法，實現(xiàn)液

4、位的 自動控制。具有檢測報警和控制的功能，而且可以對液位進(jìn)行顯示。本設(shè)計用單片機控制繼電器的 動作，實現(xiàn)進(jìn)水電機的啟動和停止。該系統(tǒng)操作方便，而且結(jié)構(gòu)簡單、造價低、程序容易調(diào)試等優(yōu) 點。關(guān)鍵詞：單片機；液位控制；顯示；模數(shù)轉(zhuǎn)換IAbstractIn our life and producti on of liquid level con trol is widely used. Civil water supply of reservoir, for example, if the low water level is too high, will affect our water. He S

5、hi so we need to design the controller automatically adjust the water flow, to keep its normal level. This paper is to design a kind of liquid level automatic control system, it was based on the AT89S52 as the controller, through the 89 s52 microcontroller, pressure sen sor, con verter ADC0832 modul

6、us and liquid crystal displays and other hardware system and software design method, realize the liquid level automatic control. Have detection alarm and control functions, and can be carried out on the liquid level display. This design with the single chip microcomputer control relay action, realiz

7、e the motor start and stop the water. The system is easy to operate, and has simple structure, low cost, easy program debugg ing, etc.Key words: single chip microcomputer ； Liquid level control ； Display ； Analog-to-digital con vers ion姓名：題目0引言隨著現(xiàn)在科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，單片機控制的智能控制和傳感器技術(shù)在生活中廣泛的應(yīng)用，人們將其應(yīng)運用到液位的控制上。液位控

8、制系統(tǒng)是以液位為被控參數(shù)的控制系統(tǒng)。通過壓力傳感器檢測液位 高度，在通過單片機控制水位高度，具有體積小，實際運用廣泛、簡單，成本低，整個系統(tǒng)不容易 被干擾，可靠性能高，具有比較高的性價比。1液位自動控制系統(tǒng)方案現(xiàn)在對液位的控制方法有許多種，比較常用的主要有兩種方法，一種方法是比較簡單的機械控制方式，另一種方法是比較復(fù)雜的控制系統(tǒng)控制方式。1.1簡單的機械控制方式簡單的機械控制方式其表現(xiàn)形式有浮標(biāo)式、電極式等，這種控制方式具有的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單， 制作的價格低。但是簡單的機械控制受到的限制很大，比如電極式需要的前提就是液體導(dǎo)電卻不能 被電引燃，這就表明只能對單個溶液進(jìn)行控制。這種控制方式的精度也不

9、高，不可顯示液位當(dāng)前高 度的數(shù)值，很容易受到各個方面的干擾，并且要實現(xiàn)液位的自動控制就需要人機交換性高，但這種 方式卻很難實現(xiàn)人機交互。1.2復(fù)雜的控制系統(tǒng)控制方式復(fù)雜的控制系統(tǒng)控制是應(yīng)用傳感器技術(shù)檢測液位的高度，把檢測到的模擬信號放大，經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換器變換成數(shù)字信號送給單片機，由單片機處理后，用單片機的輸出電平控制繼電器的工作，以 此來實現(xiàn)進(jìn)水電機是否進(jìn)水，達(dá)到對水位的控制。根據(jù)本設(shè)計的要求，選取第二種控制方式實現(xiàn)。最后確定的方案是以單片機為控制核心，設(shè)計 一個水箱的液位自動控制系統(tǒng)。液位高度是會變化的，所以要求隨時檢測水位高度和設(shè)定值進(jìn)行比 較，用單片機控制繼電器的開斷實現(xiàn)液位高度的調(diào)整。

10、液位檢測是通過壓力傳感器實現(xiàn)對液位高度 檢測。系統(tǒng)設(shè)定了上限高度和下限高度，當(dāng)液位高度上升到上限高度設(shè)定值，系統(tǒng)報警，單片機控 制繼電器停止，控制電機停止加水，如果檢測到液位低于下限高度設(shè)定值，系統(tǒng)報警，單片機控制 繼電器開啟，控制電機加水。且本系統(tǒng)在檢測時用液晶顯示器顯示當(dāng)前液位高度，從而實現(xiàn)對水箱 的液位自動控制。2液位自動控制系統(tǒng)原理2.1液位控制系統(tǒng)的組成液位自動控制系統(tǒng)是由單片機 AT89S52芯片為核心、壓力傳感器、A/D轉(zhuǎn)換器、液晶顯示器、按鍵電路、繼電器等幾部分組成。采用單片機作為系統(tǒng)控制器的處理器，其中把壓力傳感器傳送來 的電壓信號經(jīng)過 A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換后傳送給單片機，然后用

11、單片機去控制繼電器工作，啟動、停止進(jìn) 水電機達(dá)到液位的自動控制控制。具體結(jié)構(gòu)如圖1所示。液位顯示模擬量1 壓力傳感A/D轉(zhuǎn)換器L變化量器單片機AT89S52繼電器數(shù)字量參數(shù)設(shè)疋按鍵電路聲 光 報 警圖1系統(tǒng)框圖2.2工作原理在水箱的水位發(fā)生改變時，壓力傳感器會發(fā)生變化，壓力傳感器接收到的壓力信號后，就把變 化量轉(zhuǎn)換成了電壓信號。這個信號經(jīng)過運算放大后送到A/D轉(zhuǎn)換器，A/D轉(zhuǎn)換器把這個模擬的電壓信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號量，將數(shù)字信號傳送到單片機AT89S52中進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理。處理后按照設(shè)定的要求控制輸出，同時液晶顯示模塊顯示液位的高度，按鍵電路可以對液位的上限高度和下限高度進(jìn) 行，液位在超過上限高度

12、或者低于下限高度都會聲光報警。3液位自動控制硬件設(shè)計液位自動控制系統(tǒng)的硬件主要包含了單片機、按鍵電路、液晶顯示器、傳感器、A/D轉(zhuǎn)換器和聲光報警電路等。3.1單片機主要芯片采用的是雙列 40引腳的AT89S52單片機，其引腳如圖2所示。AT89S52單片機是一種 低功耗、高性能 CMOS位微控制器，具有8K在系統(tǒng)可編程Flash存儲器。3.1.1 AT89S52 性能介紹AT89S52是一種低功耗、高性能的CMOS8位微控制器，并且具有8K在系統(tǒng)可編程Flash存儲器。 使用了 Atmel公司的高密度非易失性存儲器技術(shù)制造，和80C51系列的單片機指令與引腳是完全兼容的。片上Flash可以使用

13、在常規(guī)的編程器，也可以允許程序存儲器在系統(tǒng)中編程。在單一的芯片上， 就擁8位CPU，不用把芯片取下來，放在編程器上燒寫程序，直接在應(yīng)用的板子上燒定程序，這也 就是大多的嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)使用AT89S52而靈活性提高的原因。3.1.2 AT89S52 接口引腳介紹電源引腳：電源正極VCC,負(fù)極GND。復(fù)位引腳：REST。時鐘信號輸入輸出引腳：XTAL1;XTAL2外部ROM的讀選引腳 訪問外部存儲器控制引腳:PSEN （低電平有效）。地址鎖存和ROM編程脈沖輸入引腳：ALE/ PROG。EA/VPP。P0 口可以當(dāng)普通的I/O接口，也控制在系統(tǒng)外部擴展存儲器的時候，輸出低8位的地址。P1 口一

14、般用作普通I/O接口，也可以在系統(tǒng)外部擴展存儲器的時候,第3頁共15頁2015屆機械工程及自動化專業(yè)學(xué)士學(xué)位畢業(yè)論文（設(shè)計）輸出高8位的地址。P3 口在為普通I/O 口時，可以進(jìn)行位操作，是雙向端口。當(dāng)系統(tǒng)需要擴展外部 器件時，P3 口也可以作為第二功能使用。3.1.3 AT89S52 接口的使用其中，P0 口接液晶顯示器，顯示當(dāng)前液位高度和設(shè)定的液位上、下限值；P1 口接A/D轉(zhuǎn)換器和聲光報警電路 ；P2 口用于控制繼電器；P3 口連接按鍵電路，用于設(shè)定液位的上、下限值。PIOv( cPllPOOPJ2POIPJ3P02PJ4P03PJ5P04P16P05P17P06RESTP07P30EA

15、 VPPP H ALL PltOCiP32PSENP3JP27PA4P26P35P25P36P24P37P23XTAL2P22XTALIP21(iNDP202?24234 F h I託 OHJU12BZ15M 廠1S143040W26圖2 AT89S52單片機引腳圖3.2復(fù)位電路和晶振電路單片機是無法獨立完成數(shù)據(jù)處理的，我們需要在單片機外部添加復(fù)位電路和晶振電路組成最小 系統(tǒng)來輔助單片機工作。復(fù)位就是讓單片機從程序的最初開始重新運行。晶振是為單片機提供時鐘 的，單片機工作的最小時間計量單位就是由這個晶振決定。單片機與兩者的連接入圖3所示。VCCDEnIITlki_嚴(yán)cs3倒34P1457pHr

16、y：pJUrJi11C3212D衛(wèi)3414仍IS |lbp3717IS1920CiNtJ；NDP9CvccF9 1POOPI2POIP13P02PMP03PI5P04P16PI7mRESTF07P30FAVPPP31 ALE PREP32FSENP33P27PMP26P35P25P36P24PJ7mXTAL2P22XTAL1P2IGKDP2025242322圖3最小系統(tǒng)第3頁共15頁2015屆機械工程及自動化專業(yè)學(xué)士學(xué)位畢業(yè)論文（設(shè)計）3.3傳感器傳感器選用的是壓力傳感器。當(dāng)受到力的作用時，傳感器中的電阻應(yīng)變片發(fā)生形變，電阻應(yīng)變片是一種電信號的敏感器件，其變化后加在電阻兩端的電壓發(fā)生發(fā)生變化，

17、通過后續(xù)的放大后在傳輸給A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換。本設(shè)計傳感器選用的是D3B壓力傳感器，如圖 4所示。其工作電壓：4.2V到 6.2V ；接線方面:壓力范圍：0到1000MM水柱，0到0.1Kg/c怦；電壓輸出：0.23V到4.9V ;線性度在0.2%;G接地，1接+5V另與0之間加載2.2K上拉電阻即可通過 0輸出。圖4 D3B壓力傳感器3.4液晶顯示現(xiàn)在大多的字符液晶都是基于HD44780液晶芯片的，控制原理也是完全相同的。因此基于HD44780寫的控制程序可以很方便地應(yīng)用于市場上大部分的字符型液晶。本設(shè)計選用了 LCD1602液晶顯示，它是一種專門用來顯示字母、數(shù)字、符號等的點陣型液晶模塊，能夠

18、同時顯示16x02即32個字符。其引腳結(jié)構(gòu)圖如圖 5所示。LCD 140：3.4.1液晶顯示屏引腳接口介紹第1腳VSS是電源地。第2腳VCC是5V電源的正極。第 3腳V0是液晶顯示器的對比度調(diào)整端，在接正電源的時候?qū)Ρ榷仁亲钊酰拥仉娫磿r候則相反是最高。第4腳RS是寄存器的選擇,在其咼電平為1的時候選擇的是數(shù)據(jù)寄存器、 低電平為0的時候選擇的則是指令寄存器。第5腳RW是讀寫信號線，高電平為 1時進(jìn)行讀操作，低電平為 0的時候進(jìn)行的則是寫操作。第6腳E端是使能端，高電平時讀取信息，負(fù)跳變時執(zhí)行指令。第7至14腳：D0至D7為8位雙向數(shù)據(jù)端。第15至16腳為空腳或者背燈電源，其中15腳是背光正極，

19、16腳是背光負(fù)極。其引腳與單片機連接如圖6所示。1nP2545P276叩II rPM斗Mt 924 于67eodddekdoda1X.DIW2圖6 LCD1602引腳與單片機引腳連接3.5A/D轉(zhuǎn)換器A/D轉(zhuǎn)換器在系統(tǒng)中有著重要的作用，它將傳感器傳送來的模擬信號轉(zhuǎn)換成可以提供給單片機 能夠處理的數(shù)字信號。系統(tǒng)采用了ADC0832轉(zhuǎn)換芯片，ADC0832是美國國家半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的一種8位分辨率、雙通道 A/D轉(zhuǎn)換芯片。它體積小，兼容性強，性價比高。其引DI連接到單片機P10,CLK連接P11，CS連接P12上，如圖7所示。D圖7 ADC0832 A/D轉(zhuǎn)換器3.6按鍵電路按鍵電路采用了 3個按鍵

20、，包括設(shè)定鍵、加液位上限、減液位下限鍵，分別連接單片機的 P30、P31、P32，如圖8所示。CAD圖8按鍵電路3.7繼電器控制電路繼電器控制電路如圖9所示，單片機的I/O 口直接控制繼電器的電流不夠，所以運用單片機的P20 口接到三極管的基極，這里三極管起到了放大和開關(guān)的作用。電路中接了一個二極管并聯(lián)在繼 電器兩端起到保護(hù)作用。P2VCCI4液位自動控制軟件設(shè)計4.1系統(tǒng)主程序設(shè)計在用匯編語言編寫控制器程序時，相對會比較麻煩，本系統(tǒng)采用C程序設(shè)計。系統(tǒng)軟件設(shè)計簡單合理，易于控制，能有效地的對不同狀態(tài)和不同外界條件進(jìn)行控制，并且運行穩(wěn)定、控制效果良好、 抗干擾能力高。圖10為軟件設(shè)計框圖。第1

21、1頁共15頁圖10程序設(shè)計流程圖4.2 A/D轉(zhuǎn)換程序A/D轉(zhuǎn)換程序如圖11所示:圖11 A/D轉(zhuǎn)換程序流程圖5結(jié)果與總結(jié)5.1仿真結(jié)果如圖12所示。.單.-Tu t-R 1n. 2) set_flag=0; while(!K1);switch(set_flag) - case 1:if(K2=0)delayms(10); if(K2=0)if(H_l im0) H_lim-; while(!K3); break; case 2:if(K2=0)delayms(10); if(K2=0) if(L_lim0) L_lim-; while(!K3); break; default: break;

22、液位自動控制主程序#in clude#defi ne uchar un sig ned char#defi ne uint un sig ned intsbit beep=P1A4;sbit Relay=P2A。;sbit LED_H=P1A6;sbit LED_L=P1A7;/*sbit LED_IN=P1A5;sbit LED_Ok=P1A6;*/sbit K仁 P3A0;sbit K2=P3A1;sbit K3=P3A2;uchar H_l im=11,L_lim=7;uchar ad_dat1=0;/讀取濾波后的 AD值uchar Water_dat=0;uchar set_flag=

23、0; /*函數(shù)名稱：延時子函數(shù) 函數(shù)功能：按鍵消抖*/void delayms( uint xms)uint i,j;for(i=xms;i0;i-) for(j=110;j0;j-);#include ADC0832.H#include 1602.C水位計算/*void Water_Calculate() -if(ad_dat133) Water_dat=10-(33-ad_dat1)/3);else Water_dat=10+(ad_dat1-33)/3); */void key()if(K1=0) delayms(10); if(K1=0) set_flag+;void con trol

24、()static uchar i=0;if(i Him|Water_datHim) -if(i10)LED_H=0;elseLED_H=1;LED_L=1; Relay=1;/LED_IN=1;LED_OK=0;elseif(i10)LED_L=0;elseLED_L=1;LED_H=1; Relay=0;/LED_IN=0;LED_OK=1; if(i10) beep=0;elsebeep=1; elseLED_L=1; LED_H=1; beep=1; void mai n()uint AD_DA T=0; float ad_buf=0; uchar i=0;/ LED_OK=0;in i

25、t_1602(); while(1)if(i1) -ad_buf=(float)(ad_dat1-1)/2.4);Water_dat=(uchar)(ad_buf); - - elseWater_dat=0;AD_dA T=0;/ Water_Calculate();display();key();con trol();液晶顯示程序sbit EN=P2A7;sbit RS=P2A5;sbit RW=P2A6;unsigned char LCD1602_Table=0123456789:-;/ 0123456789abcdefun sig nedchar DIS1_TAB=Water level

26、:cm;unsigned char DIS2_TAB= H: cm L: cm ; -void write_date(uchar date) -EN=0;RS=1;P0=date;EN=0;delayms(5);EN=1;void write_com(uchar date) -EN=0;RS=0;P0=date;EN=0;delayms(5);EN=1;void in it_1602()un sig ned char i;RW=0;write_com(0x38);write_com(0x0c);write_com(0x06);write_com(0x01);write_com(0x80);for(i=0;i16;i+) write_date(DIS1_TABi); write_com(0x80+0x40);for(i=0;i0)- if(i20) i+;elsei=0; write_com