基于單片機(jī)的水位監(jiān)測報(bào)警系統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、 基于單片機(jī)的水位監(jiān)測報(bào)警系統(tǒng)姓 名： 指導(dǎo)老師： 專 業(yè)： 班 級： 學(xué) 號： 時 間： 目錄摘要iabstracti第1章 緒論1第2章 水位監(jiān)測報(bào)警系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)32.1 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)框圖32.2 mcs-51單片機(jī)的設(shè)計(jì)42.2.1單片機(jī)的選擇42.2.2 單片機(jī)型號的選擇52.3各模塊電路的設(shè)計(jì)82.3.1穩(wěn)壓電路82.3.2報(bào)警電路的設(shè)計(jì)92.3.3繼電器控制水泵加水電路102.3.4 電源電路12.3.5水位檢測傳感器的設(shè)計(jì)1第3章 軟件設(shè)計(jì)部分23.1水位檢測報(bào)警系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)2第4章 結(jié)論1參考文獻(xiàn)16附錄一17附錄二18附錄三20感謝1摘要本水位監(jiān)測報(bào)警器使用5v低壓直流電

2、源（也可以用3節(jié)5號電池代替）就可以對515厘米的水位進(jìn)行監(jiān)測，用發(fā)光二極管顯示，并可以對不再此范圍內(nèi)的水位發(fā)出報(bào)警。主要采用單片機(jī)at89c52芯片，將控制程序?qū)戇M(jìn)單片機(jī)中，使其發(fā)揮相應(yīng)的功能，再加上蜂鳴器、發(fā)光二極管、電阻、電容這些器件組成一個簡單而靈敏的監(jiān)測報(bào)警電路，操作簡單，接通電源即可工作。因?yàn)殡娐凡捎脝纹瑱C(jī)技術(shù)，所以本水位監(jiān)測報(bào)警器還具有電路簡易、耗能低、準(zhǔn)確性高的特點(diǎn)。關(guān)鍵字：單片機(jī)控制 報(bào)警電路 監(jiān)測電路abstractthe water level alarm used to monitor low voltage 5v dc power supply (can also u

3、se 5 batteries instead of three) can be 5 to 15 cm on the monitoring of water level, with light-emitting diode display, and can no longer be within this range, the water level alarm . main use scm at89c52 chip, will control program written into the microcomputer, to play the corresponding functions,

4、 together with a buzzer, light-emitting diodes, resistors, capacitors, these devices form a simple and sensitive alarm function, simple operation, then power can work through. because the circuit chip technology, so the water level monitoring alarm circuit also has a simple, low energy consumption a

5、nd high accuracy.keywords: microprocessor controlled alarm circuit monitoring circuit 第1章 緒論 現(xiàn)代傳感技術(shù)、電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動控制技術(shù)、信息處理技術(shù)和新工藝、新材料的發(fā)展為智能檢測系統(tǒng)的發(fā)展帶來了前所未有的奇跡。在工業(yè)、國防、科研等許多應(yīng)用領(lǐng)域，智能檢測系統(tǒng)正發(fā)揮著越來越大的作用。檢測設(shè)備就像神經(jīng)和感官，源源不斷地向人類提供宏觀與微觀世界的種種信息，成為人們認(rèn)識自然、改造自然的有力工具。現(xiàn)代的廣義智能檢測系統(tǒng)應(yīng)包括一切以計(jì)算機(jī)（單片機(jī)、pc機(jī)、工控機(jī)、系統(tǒng)機(jī)）為信息處理核心的檢測設(shè)備。因此，智能

6、檢測系統(tǒng)包括了信息獲取、信息傳送、信息處理和信息輸出等多個硬、軟件環(huán)節(jié)。從某種程度上來說，智能檢測系統(tǒng)的發(fā)展水平表現(xiàn)了一個國家的科技和設(shè)計(jì)水平。水位控制在日常生活及工業(yè)領(lǐng)域中應(yīng)用相當(dāng)廣泛，比如水塔、地下水、水電站等情況下的水位控制。而以往水位的檢測是由人工完成的，值班人員全天候地對水位的變化進(jìn)行監(jiān)測，用有線電話及時把水位變化情況報(bào)知主控室。然后主控室再開動電機(jī)進(jìn)行給排水。很顯然上述重復(fù)性的工作無論從人員、時間和資金上都將造成很大的浪費(fèi)。同時也容易出差錯。因此急需一種能自動檢測水位，并根據(jù)水位變化的情況自動調(diào)節(jié)的自動控制系統(tǒng)，水位檢測可以有多種實(shí)現(xiàn)方法，如機(jī)械控制、邏輯電路控制、機(jī)電控制等。然而

7、，高塔水位控制系統(tǒng)是我國住宅小區(qū)廣泛應(yīng)用的供水系統(tǒng)，隨著生活質(zhì)量的不斷提高，許多農(nóng)村甚至城市興建的許多的房子現(xiàn)在都要實(shí)現(xiàn)自來水供水，所以現(xiàn)在很多家庭的樓頂都砌了高塔用來存儲用水，然后對整個房子的用水進(jìn)行共給。目前大多數(shù)的住宅小區(qū)都是采用人工加水的辦法，即當(dāng)水用完的時候，就人工開啟水泵進(jìn)行加水，十分不方便。以至于水用完之前不知道水已經(jīng)很少了，等到用完了才知道沒水了，如果是急需用水的情況下，那就十分麻煩，要等到加水之后才有水用；加水過程當(dāng)中，還需要人時時刻刻檢查水位情況，以防止水位超過最高的水位；這以上一系列的問題，都在期待一種簡單、經(jīng)濟(jì)的高塔水位控制系統(tǒng)的誕生。另外，現(xiàn)在許多的鍋爐系統(tǒng)、防洪系統(tǒng)

8、也需要對水位進(jìn)行控制，以能夠方便地控制水位，對不同的水位進(jìn)行報(bào)警，所以如果研制了一種很好的水位控制裝置便能夠很好地造福人民。我們學(xué)習(xí)了專業(yè)知識，這也就為本次設(shè)計(jì)打下了良好的基礎(chǔ)?；诟械浆F(xiàn)實(shí)生活急需要這樣的水位檢測控制系統(tǒng)，所以我決定在老師的指導(dǎo)之下設(shè)計(jì)與研制一種高塔水位檢測控制系統(tǒng)作為我的畢業(yè)設(shè)計(jì)課題。其實(shí)要實(shí)現(xiàn)水位的自動檢測和報(bào)警功能，可以用很多種方法來實(shí)現(xiàn)。如可以用雙向模擬開關(guān)cd4066芯片為主導(dǎo)，輔以編碼驅(qū)動、譯碼驅(qū)動等等一系列的cmos芯片組成主控電路；也可以用555定時器組成的施密特觸發(fā)器對水位進(jìn)行控制；也可以通過單片機(jī)技術(shù)等等。由于用數(shù)字和模擬電路時，要進(jìn)行一系列的數(shù)模轉(zhuǎn)換，這

9、樣既增加了難度又使電路復(fù)雜且比較容易出錯；而如果使用555為主控電路的話，雖然使用起來比較方便，電路也相對簡單，也不用涉及到數(shù)模轉(zhuǎn)換和編程等軟件方面的設(shè)計(jì)，但如果ne555芯片的輸入電平不穩(wěn)定，這時就容易發(fā)生錯誤的判斷，給我們一個錯誤的信號，且555電路只有一個輸出端，它不能很好地完成顯示功能；而單片機(jī)技術(shù)是信息時代用于精密測量的一種新技術(shù)，只要能夠準(zhǔn)確的將信號送給單片機(jī)，那么單片機(jī)就不會產(chǎn)生錯誤判斷的情況，且單片機(jī)可以很好、很方便的對水位進(jìn)行顯示。相信本次的設(shè)計(jì)一定能夠給老百姓的生活帶來方便，也一定會具有廣闊的市場前景，一定能夠使我的電子設(shè)計(jì)能力得到更好的鍛煉，使我們的理論和現(xiàn)實(shí)生活聯(lián)系起來

10、！現(xiàn)在，我大概的陳述一下我的設(shè)計(jì)思路。在高塔的內(nèi)部設(shè)計(jì)一個簡易的水位檢測傳感器用來檢測三個水位，即高水位；中等水位；低水位。首先單片機(jī)接收到來自水位檢測傳感器的一個信號，然后經(jīng)過單片機(jī)分析，在單片機(jī)的輸出端口輸出相應(yīng)的信號，如果是低水位時，這時水泵轉(zhuǎn)動并自動開始加水，紅燈亮，黃燈和綠燈均不亮，并且蜂鳴器報(bào)警；如果是中等水位時，水泵繼續(xù)工作，這時綠燈亮，紅燈和黃燈均不亮，蜂鳴器不報(bào)警；如果是高水位時，水泵停止轉(zhuǎn)動并且停止加水，黃燈亮，紅燈和綠燈均不亮，蜂鳴器不報(bào)警。第2章 水位監(jiān)測報(bào)警系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)2.1 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)框圖單片機(jī)at89c52電源電路穩(wěn)壓電路顯示報(bào)警水位檢測傳感器水泵自動控制圖2

11、.1 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)框圖水塔水位檢測報(bào)警系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)框圖如圖2.1所示，它包括單片機(jī)，電源電路，穩(wěn)壓電路，水位檢測傳感器，顯示報(bào)警，聲音報(bào)警及水泵自動控制系統(tǒng)。本設(shè)計(jì)中用銅絲作為水位檢測傳感器，適當(dāng)調(diào)整銅絲的長度，可自行設(shè)置高，中，低水位的范圍。利用單片機(jī)，將控制程序?qū)戇M(jìn)單片機(jī)中，經(jīng)過對輸入口信號的分析，在單片機(jī)的輸出端口給出相應(yīng)的信號。若是高水位則讓水泵停止轉(zhuǎn)動，且黃燈亮，蜂鳴器不報(bào)警；中水位時水泵保持轉(zhuǎn)動，且綠燈亮，蜂鳴器不報(bào)警；低水位時則啟動水泵，使之開始抽水，且紅燈亮，蜂鳴器報(bào)警。本設(shè)計(jì)采用at89c52的p1.0, p1.1, p1.2的靈活的i/o作用作為我們高，中，低水位的信號輸入

12、口，單片機(jī)通過軟件的控制不斷的檢測p1端口的輸入電平，一旦發(fā)現(xiàn)則執(zhí)行相應(yīng)的控制程序，從p2.0, p2.1, p2.2, p2.3, p2.4輸出不同的信號來告知水位情況，是低水位時，就驅(qū)動紅色發(fā)光二極管發(fā)光；是中等水位時，就驅(qū)動綠色發(fā)光二極管發(fā)光；是高水位時，就驅(qū)動黃色發(fā)光二極管發(fā)光。并根據(jù)不同的水位決定是否通過p2.0口驅(qū)動水泵工作，決定是否通過p2.4口驅(qū)動蜂鳴器報(bào)警。2.2 mcs-51單片機(jī)的設(shè)計(jì)2.2.1單片機(jī)的選擇圖2.2 內(nèi)部結(jié)構(gòu) 由圖2.2可知單片機(jī)的內(nèi)部包含了以下部件：一個8位cpu；一個時鐘電路；4kbyte程序存儲器；128byte數(shù)據(jù)存儲器；兩個16位定時/計(jì)數(shù)器；6

13、4kbyte擴(kuò)展總線控制電路；四個8-bit并行i/o端口；一個可編程串行接口；五個中斷源，其中包括兩個優(yōu)先級嵌套中斷。2.2.2 單片機(jī)型號的選擇 at89系列單片機(jī)在我國得到了極其廣泛的應(yīng)用。由于at89c52具有強(qiáng)大的功能，可以使我的設(shè)計(jì)更方便也更人性化。而且它很好的兼容mcs-51系列單片機(jī)的指令系統(tǒng)和引腳功能。它片內(nèi)還含有flash memory，flash memory是一種電擦除和電寫入的閃速存儲器（記為fperom），在系統(tǒng)開發(fā)過程中可以很容易地進(jìn)行程序修改，使開發(fā)和調(diào)試更為簡單。2.2.3 at89c52的引腳圖及功能介紹 圖2.3 at89c52的引腳圖圖2.3為at89c

14、52的引腳圖。at89c52是atmel公司生產(chǎn)的一個低電壓，高性能cmos 8位單片機(jī)，片內(nèi)含8k bytes的可反復(fù)擦寫的flash只讀程序存儲器和256 bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲器（ram），器件采用atmel公司的高密度、非易失性存儲技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn)mcs-51指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用8位中央處理器和flash存儲單元，功能強(qiáng)大的at89c52單片機(jī)可為您提供許多較復(fù)雜系統(tǒng)控制應(yīng)用場合。 at89c52有32個外部雙向輸入/輸出（i/o）端口，同時內(nèi)含2個外中斷口，3個16位可編程定時計(jì)數(shù)器,2個全雙工串行通信口，2個讀寫口線，at89c52可以按照常規(guī)方法進(jìn)行編程,但不可以在線編程

15、(s系列的才支持在線編程)。其將通用的微處理器和flash存儲器結(jié)合在一起，特別是可反復(fù)擦寫的flash存儲器可有效地降低開發(fā)成本。at89c52為40 腳雙列直插封裝的8 位通用微處理器，采用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的c51內(nèi)核，在內(nèi)部功能及管腳排布上與通用的8xc52 相同，其主要用于會聚調(diào)整時的功能控制。功能包括對會聚主ic 內(nèi)部寄存器、數(shù)據(jù)ram及外部接口等功能部件的初始化，會聚調(diào)整控制，會聚測試圖控制，紅外遙控信號ir的接收解碼及與主板cpu通信等。主要管腳有：xtal1（19 腳）和xtal2（18 腳）為振蕩器輸入輸出端口，外接12mhz 晶振。rst/vpd（9 腳）為復(fù)位輸入端口，外接電阻電

16、容組成的復(fù)位電路。vcc（40 腳）和vss（20 腳）為供電端口，分別接+5v電源的正負(fù)端。p0p3 為可編程通用i/o 腳，其功能用途由軟件定義，在本設(shè)計(jì)中，p0 端口（3239 腳）被定義為n1 功能控制端口，分別與n1的相應(yīng)功能管腳相連接，13 腳定義為ir輸入端，10 腳和11腳定義為i2c總線控制端口，分別連接n1的sdas（18腳）和scls（19腳）端口，12 腳、27 腳及28 腳定義為握手信號功能端口，連接主板cpu 的相應(yīng)功能端，用于當(dāng)前制式的檢測及會聚調(diào)整狀態(tài)進(jìn)入的控制功能。p0口：p0 口是一組8 位漏極開路型雙向i/o 口， 也即地址/數(shù)據(jù)總線復(fù)用口。作為輸出口用時

17、，每位能吸收電流的方式驅(qū)動8 個ttl邏輯門電路，對端口p0 寫“1”時，可作為高阻抗輸入端用。在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器或程序存儲器時，這組口線分時轉(zhuǎn)換地址（低8 位）和數(shù)據(jù)總線復(fù)用，在訪問期間激活內(nèi)部上拉電阻。在flash 編程時，p0 口接收指令字節(jié)，而在程序校驗(yàn)時，輸出指令字節(jié)，校驗(yàn)時，要求外接上拉電阻。 p1口：p1口是一個帶內(nèi)部上拉電阻的8 位雙向i/o 口， p1 的輸出緩沖級可驅(qū)動（吸收或輸出電流）4 個ttl 邏輯門電路。對端口寫“1”，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時可作輸入口。作輸入口使用時，因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻，某個引腳被外部信號拉低時會輸出一個電流(iil)。與at

18、89c51 不同之處是，p1.0 和p1.1 還可分別作為定時/計(jì)數(shù)器2 的外部計(jì)數(shù)輸入（p1.0/t2）和輸入（p1.1/t2ex）p2口：p2口是一個帶有內(nèi)部上拉電阻的8 位雙向i/o 口，p2 的輸出緩沖級可驅(qū)動（吸收或輸出電流）4 個ttl 邏輯門電路。對端口p2 寫“1”，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時可作輸入口，作輸入口使用時，因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻，某個引腳被外部信號拉低時會輸出一個電流(iil)。在訪問外部程序存儲器或16 位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器（例如執(zhí)行movx dptr 指令）時，p2 口送出高8 位地址數(shù)據(jù)。在訪問8 位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器（如執(zhí)行movx ri

19、指令）時，p2 口輸出p2 鎖存器的內(nèi)容。flash 編程或校驗(yàn)時，p2亦接收高位地址和一些控制信號。p3口：p3 口是一組帶有內(nèi)部上拉電阻的8 位雙向i/o 口。p3 口輸出緩沖級可驅(qū)動（吸收或輸出電流）4 個ttl 邏輯門電路。對p3 口寫入“1”時，它們被內(nèi)部上拉電阻拉高并可作為輸入端口。此時，被外部拉低的p3 口將用上拉電阻輸出電流（iil）。 p3 口除了作為一般的i/o 口線外，更重要的用途是它的第二功能 。p3 口還接收一些用于flash 閃速存儲器編程和程序校驗(yàn)的控制信號。 p3口的第二功能：p3.0rxd（串行輸入口 p3.1txd（串行輸出口 p3.2int0（外中斷0 p

20、3.3int1（外中斷l(xiāng)) p3.4t0 （定時計(jì)數(shù)器0 ) p3.5tl （定時計(jì)數(shù)器l ) p3.6wr（外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通） p3.7rd（外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通） vcc:電源電壓。gnd:接地。 rst：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器工作時，rst引腳出現(xiàn)兩個機(jī)器周期以上高電平將使單片機(jī)復(fù)位。 ale/prog：當(dāng)訪問外部程序存儲器或數(shù)據(jù)存儲器時，ale（地址鎖存允許）輸出脈沖用于鎖存地址的低8 位字節(jié)。一般情況下，ale 仍以時鐘振蕩頻率的1/6 輸出固定的脈沖信號，因此它可對外輸出時鐘或用于定時目的。要注意的是：每當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時將跳過一個ale 脈沖。對flash 存儲器編程期間，該

21、引腳還用于輸入編程脈沖（prog）。 如有必要，可通過對特殊功能寄存器（sfr）區(qū)中的8eh 單元的d0 位置位，可禁止ale 操作。該位置位后，只有一條movx 和movc指令才能將ale 激活。此外，該引腳會被微弱拉高，單片機(jī)執(zhí)行外部程序時，應(yīng)設(shè)置ale 禁止位無效。 psen：程序儲存允許（psen）輸出是外部程序存儲器的讀選通信號，當(dāng)at89c52 由外部程序存儲器取指令（或數(shù)據(jù)）時，每個機(jī)器周期兩次psen 有效，即輸出兩個脈沖。在此期間，當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲器，將跳過兩次psen信號。 ea/vpp：外部訪問允許。欲使cpu 僅訪問外部程序存儲器（地址為0000hffffh），ea

22、端必須保持低電平（接地）。需注意的是：如果加密位lb1 被編程，復(fù)位時內(nèi)部會鎖存ea端狀態(tài)。 如ea端為高電平（接vcc端），cpu 則執(zhí)行內(nèi)部程序存儲器中的指令。flash 存儲器編程時，該引腳加上+12v 的編程允許電源vpp，當(dāng)然這必須是該器件是使用12v 編程電壓vpp。 xtal1： 振蕩器反相放大器的及內(nèi)部時鐘發(fā)生器的輸入端。 xtal2：振蕩器反相放大器的輸出端. 2.3各模塊電路的設(shè)計(jì)水位檢測報(bào)警系統(tǒng)主要是由5個模塊組成。既電源電路，穩(wěn)壓電路，水位檢測傳感器，聲、光報(bào)警電路和水泵加水自動控制電路。電源電路主要給單片機(jī)提供工作電源；穩(wěn)壓電路，主要是對從水位檢測傳感器輸出的信號進(jìn)行

23、穩(wěn)壓處理；水位檢測傳感器，對水位情況進(jìn)行檢測；聲、光報(bào)警電路，主要對水位進(jìn)行顯示及對低水位報(bào)警；水泵加水自動控制電路，當(dāng)水位是低水位時，用單片機(jī)來控制水泵的工作。2.3.1穩(wěn)壓電路圖2.4 穩(wěn)壓電路r12100r11 2kr13100kq3q4傳感 器p1口+5v接地d3穩(wěn)壓電路時由三極管的兩級放大穩(wěn)定電路組成。如圖2.4所示。水位檢測傳感器將探測到的信號送給穩(wěn)壓電路，若是高電平，則r12, r11, q5, d3, q4導(dǎo)通，將低電平送給單片機(jī)；若是低電平，則r12, r11, q5, q4, d3均不導(dǎo)通，而是通過r13將高電平送給單片機(jī)。 2.3.2報(bào)警電路的設(shè)計(jì)1、 光報(bào)警電路+5vp

24、2.3p2.11kp2.21k1k圖2.5 光報(bào)警電路圖2.5所示的光報(bào)警電路采用不同顏色的發(fā)光二極管來表示不同的水位情況。當(dāng)水位是低水位時，從單片機(jī)的p2.3口輸出一個低電平，驅(qū)動紅色的發(fā)光二極管發(fā)光，其余顏色的二極管均不發(fā)光；當(dāng)水位時中等水位時，從單片機(jī)的p2.2口輸出一個低電平，驅(qū)動綠色的發(fā)光二極管發(fā)光，其余顏色的二極管均不發(fā)光；電水位是高水位時，從單片機(jī)的p2.3口輸出一個低電平，驅(qū)動黃色的發(fā)光二極管發(fā)光，其余顏色的二極管均不發(fā)光。光報(bào)警電路時采用共陽極連接，低電平時有效。其中r13, r14, r15為上拉電阻起限壓控流的作用。2. 聲報(bào)警電路 圖2.6 聲音報(bào)警電路2k+5v接地p

25、2.4 如圖2.6所示的聲音報(bào)警電路，當(dāng)水位處于低水位時，單片機(jī)的p2.4口輸出一個高電平，從而驅(qū)動三極管導(dǎo)通，使蜂鳴器發(fā)聲，起到報(bào)警的作用。2.3.3繼電器控制水泵加水電路1. 繼電器控制水泵加水電路的原理圖p2.0+5vr9r10r7r8d2k接地水泵+5vq31k2k10k2k圖2.7 繼電器的控制水泵加水電路如圖2.7所示，此電路由繼電器rl1和閉合開關(guān)，光電耦合器，水泵，電阻r7, r8, r9, r10以及二極管d2，三極管q3等組成。當(dāng)水位在低水位時，單片機(jī)的p2.0口輸出一個高電平，使光電耦合器導(dǎo)通，繼而驅(qū)動q3導(dǎo)通，這樣就使繼電器閉合，從而讓220v的交流電接通水泵，讓水泵轉(zhuǎn)

26、動開始加水。2. 光電耦合器簡介光電耦合器是以光為媒介傳輸電信號的一種電一光一電轉(zhuǎn)換器件。它由發(fā)光源和受光器兩部分組成。把發(fā)光源和受光器組裝在同一密閉的殼體內(nèi)，彼此間用透明絕緣體隔離。發(fā)光源的引腳為輸入端，受光器的引腳為輸出端，在本設(shè)計(jì)中發(fā)光源為發(fā)光二極管，受光器為光敏三極管。本設(shè)計(jì)中我們采用光電耦合器組成開關(guān)電路的作用，能夠很好地將單片機(jī)信號穩(wěn)定地送給繼電器，驅(qū)動繼電器閉合。3.繼電器簡介繼電器是一種電子控制器件，它具有控制系統(tǒng)（又稱輸入回路）和被控制系統(tǒng)（又稱輸出回路），通常應(yīng)用于自動控制電路中，它實(shí)際上是用較小的電流去控制較大電流的一種“自動開關(guān)”。在本設(shè)計(jì)中主要用來做自動控制作用，設(shè)計(jì)

27、中采用+5v的直流電來控制220v的交流電，以達(dá)到控制水泵的作用。電磁式繼電器一般由鐵芯、線圈、銜鐵、觸點(diǎn)簧片等組成的。只要在線圈兩端加上一定的電壓，線圈中就會流過一定的電流，從而產(chǎn)生電磁效應(yīng)，銜鐵就會在電磁力吸引的作用下克服返回彈簧的拉力吸向鐵芯，從而帶動銜鐵的動觸點(diǎn)與靜觸點(diǎn)（常開觸點(diǎn)）吸合。當(dāng)線圈斷電后，電磁的吸力也隨之消失，銜鐵就會在彈簧的反作用力返回原來的位置，使動觸點(diǎn)與原來的靜觸點(diǎn)（常閉觸點(diǎn)）釋放。這樣吸合、釋放，從而達(dá)到了在電路中的導(dǎo)通、切斷的目的。對于繼電器的“常開、常閉”觸點(diǎn)，可以這樣來區(qū)分：繼電器線圈未通電時處于斷開狀態(tài)的靜觸點(diǎn)，稱為“常開觸點(diǎn)”；處于接通狀態(tài)的靜觸點(diǎn)稱為“常

28、閉觸點(diǎn)”。2.3.4 電源電路圖2.8 電源電路 7812vin vout gnd 7805vin vout gnd+12v+5vgnd220v 圖2.8電源電路中四個二極管和四個濾波電容組成了電源濾波電路30027812，7805為中功率的三端穩(wěn)壓集成電路，由此可得到5v和12v的工作電壓。7812、7805三端穩(wěn)壓器，提供各種固定的輸出電壓，應(yīng)用范圍廣。內(nèi)含過流、過熱和過載保護(hù)電路。帶散熱片時，輸出電流可達(dá)1a。雖然是固定穩(wěn)壓電路，但使用外接元件，可獲得不同的電壓和電流。2.3.5水位檢測傳感器的設(shè)計(jì)d +5v abc圖2.9 傳感器的設(shè)計(jì)傳感器是一種能夠感受被測物體物理量并將其轉(zhuǎn)化為便于

29、傳輸或者容易處理的電信號的裝置，在現(xiàn)代科技領(lǐng)域中，傳感器得到了廣泛的應(yīng)用，各種信息的采集都離不開各種傳感器，傳感器的基本功能在于能夠感受外界的各種“刺激”并作出迅速的反應(yīng)。本設(shè)計(jì)當(dāng)中采用的水位檢測傳感器簡單易做，經(jīng)濟(jì)實(shí)惠。其外形輪廓如上圖2.9所示。 d為接+5v電源的線與水一直保持連通，a線為低水位控制線，當(dāng)它不導(dǎo)通時，表示是低水位了。b為中水位控制線，當(dāng)它導(dǎo)通時，表示水位適中。c為高水位控制線，當(dāng)它導(dǎo)通時，表示是高水位了。傳感器選用細(xì)銅絲，因?yàn)榧?xì)銅絲的電阻率比較低，這樣就可以避免由于電阻過大而使輸出的電平過低，以致不能很好的驅(qū)動單片機(jī)工作；細(xì)銅絲的傳電性能比較好，傳電速率比較快，也可以說是

30、靈敏性很好；還有就是細(xì)銅絲經(jīng)濟(jì)實(shí)惠，便于我們?nèi)〔?。?章 軟件設(shè)計(jì)部分3.1水位檢測報(bào)警系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)開始 初始化p2.0=0, p2.1=0, p2.2=1, p2.3=1, p2.4=1p2.0=0, p2.1=1, p2.2=0, p2.3=1, p2.4=0p2.0=1, p2.1=1, p2.2=1, p2.3=0, p2.4=0 延時0.5s（p1）=#00h ？（p1）=#03h ？（p1）=#07h ？yyynnn圖3.1 程序設(shè)計(jì)圖 圖3.1為水位檢測報(bào)警系統(tǒng)的主程序設(shè)計(jì)。程序由開始經(jīng)初始化后，此時，水位傳感器將檢測到的水位信號經(jīng)過穩(wěn)壓電路送給單片機(jī)。單片機(jī)則開始工作，若單片

31、機(jī)從p1口讀入的信號是00h的話，則表示為低水位，這時單片機(jī)執(zhí)行p2.0=0, p2.1=0, p2.2=1, p2.3=1, p2.4=1，即啟動水泵抽水，led的紅燈亮，綠燈和黃燈均不亮，蜂鳴器報(bào)警；若不是00h，則程序轉(zhuǎn)到相應(yīng)的另一個程序，如果單片機(jī)從p1口讀入的信號為03h，這表示水位為中等水位，單片機(jī)執(zhí)行p2.0=0, p2.1=1, p2.2=0, p2.3=1, p2.4=0，即水泵繼續(xù)轉(zhuǎn)動抽水，但紅燈和黃燈均不亮，只有綠燈亮，蜂鳴器不報(bào)警，若不是03h的話，程序會自動轉(zhuǎn)到下一個相應(yīng)的程序；若檢測到的信號是07h的話，表示此時水位已是高水位了，單片機(jī)執(zhí)行p2.0=1, p2.1=

32、1, p2.2=1, p2.3=0, p2.4=0，即讓水泵停止抽水，黃燈亮，紅燈和綠燈均不亮，蜂鳴器也不報(bào)警。若單片機(jī)讀入的信號不是00h，03h,07h，則程序會直接轉(zhuǎn)到初始化后，進(jìn)行新一輪的信號讀入。第4章 結(jié)論以往，人們由于自己的樓頂水塔中的水位不清楚，加水不方便而感到苦惱，現(xiàn)在我們順應(yīng)大家的需要研制了這款簡單、經(jīng)濟(jì)、實(shí)用的高塔水位控制系統(tǒng)，香型能夠給廣大的老百姓的生活帶來方便，帶來開心，以后大家再也不用親自跑到樓頂加水啦！本系統(tǒng)主要由水位檢測傳感器，單片機(jī)控制系統(tǒng)，水位顯示系統(tǒng)，繼電器驅(qū)動電路，水泵加水系統(tǒng)組成，系統(tǒng)簡單，安裝方便，建議廣大用戶嘗試使用，我相信大家在用了之后一定會感到

33、滿意的。本系統(tǒng)的工作過程是當(dāng)水位處于低水位的時候，傳感器的低水位探測線沒被+5v的電源導(dǎo)通進(jìn)入穩(wěn)壓電路經(jīng)過處理在穩(wěn)壓電路的輸出端有一個高電平，送入單片機(jī)的p1.2口，單片機(jī)經(jīng)過分析，在p2.1口輸出一個低電平，驅(qū)動紅色發(fā)光二極管發(fā)光，同時，p2.4口輸出一個高電平，使蜂鳴器報(bào)警，p2.0口有一個信號使光電耦合器導(dǎo)通，這樣繼電器閉合，使水泵轉(zhuǎn)動，并向水塔加水；當(dāng)水位處于中等水位的時候，水泵繼續(xù)工作，p2.2口輸出一個低電平，驅(qū)動綠色發(fā)光二極管發(fā)光，但蜂鳴器不報(bào)警；當(dāng)水位處于高水位時，傳感器的三根探測線均被+5v的電源導(dǎo)通，將此信號經(jīng)過穩(wěn)壓電路后送給單片機(jī)，單片機(jī)經(jīng)過分析，在p2.3口輸出一個低電

34、平，驅(qū)動黃色發(fā)光二極管發(fā)光，在p2.0口輸出一個低電平，使光電耦合器不導(dǎo)通，這樣繼電器也不能閉合，水泵不能自動抽水。通過本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我更加了解了我所學(xué)的專業(yè)，更好的掌握了專業(yè)知識，做到學(xué)以致用，知道了可以通過自己所學(xué)的知識來幫助人們提高生活質(zhì)量。讓自己在理論知識和自學(xué)能力方面都得到了很好的理解和提高。也通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)增長了新的知識，開闊了自己的眼界，掌握了又一門新技術(shù)。同時，也和老師、同學(xué)們進(jìn)行了很好的交流和互動。我也相信本設(shè)計(jì)當(dāng)中一定會存在很多不足，請老師和相關(guān)行業(yè)人員，多多批評，多多指教！參考文獻(xiàn) 1吳金戌.沈慶陽.郭庭吉編著8051單片機(jī)實(shí)踐與應(yīng)用，2002年第1版。 2李玉梅編著.基于mcs-51系列單片機(jī)原理的應(yīng)用設(shè)計(jì)，2006年第1版。 3邱麗芳主編.單片機(jī)原理與應(yīng)用，2007年第1版。 4王曉明編著.電動機(jī)的單片機(jī)控制,2002年第1版。 5何立名編著.單片機(jī)高級教程，2004年第1版。 6劉湘濤.江世明編著單片機(jī)原理與應(yīng)用電子工業(yè)出版社，2006年。 7高吉祥編全國大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽培訓(xùn)系列教程電子工業(yè)出版社，2007年。 8趙貞圖.傳感器集成電路手冊m，化學(xué)工業(yè)出版社，2002年