液位控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)課件

1、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)課程作業(yè)題目名稱單片機(jī)水槽液位控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)報(bào)告學(xué) 院 機(jī)電與質(zhì)量技術(shù)工程學(xué)院專 業(yè) 班 級(jí) 學(xué) 號(hào) 姓 名 2017年 5 月 25 日單片機(jī)水槽液位控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)報(bào)告一 ：選題的實(shí)際意義現(xiàn)在的工業(yè)生產(chǎn)最大的一個(gè)特點(diǎn)就是自動(dòng)化，已經(jīng)是取代了之前的人工化的，在這樣的一個(gè)過(guò)程當(dāng)中有很多的特點(diǎn)，也就是說(shuō)我們要實(shí)現(xiàn)這樣的一點(diǎn)的話，那就需要很多的高科技的儀器來(lái)滿足了，這點(diǎn)是非常的值得肯定的，因?yàn)槎鄶?shù)的時(shí)候，我們要是能夠真正的將我們的工業(yè)化的生產(chǎn)做好的話，那是非常的困難的，在某種程度上面可以說(shuō)，比起其他的一些工業(yè)生產(chǎn)來(lái)，是比較的困難的多的。所以的話，有許多的精密的儀器需要運(yùn)用到，比如說(shuō)，液位控

2、制器是我們常見(jiàn)的一種。而在液位控制器的話，有一個(gè)非常的多的特點(diǎn)，就是他的使用范圍上面是非常的廣泛的，幾乎是覆蓋了各行各業(yè)里面的，所以的話，在現(xiàn)在的話，有很多的行業(yè)都有這樣的一個(gè)特點(diǎn)，就是說(shuō)要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的過(guò)程，那么這樣的一個(gè)儀器，那是要用到的了。此次我們本次要設(shè)計(jì)的就是基于單片機(jī)的水槽液位控制系統(tǒng)。二 ：該計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的目的根據(jù)水槽液位的高低變化來(lái)控制水泵的啟停，從而達(dá)到對(duì)水槽液位的控制目的。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),可以方便的改變液位的上限、下限。同時(shí)，通過(guò)水體控制過(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

3、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。三 ：計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)達(dá)到的效果自動(dòng)控制水槽水位高度。當(dāng)水槽液位下降至B點(diǎn)或B點(diǎn)以下時(shí)水泵被啟動(dòng)；水槽液上升，當(dāng)液位到達(dá)C點(diǎn)時(shí)，水泵停止運(yùn)行；當(dāng)液位處于B點(diǎn)與C點(diǎn)之間時(shí)，水泵就會(huì)維持之前的狀態(tài)（啟動(dòng)或運(yùn)行）。以實(shí)現(xiàn)控制水位高度。四 ：設(shè)計(jì)思路水位檢測(cè)及控制采用如附件一所示電路，虛線表示水位變化。在正常范圍以內(nèi)，水位應(yīng)維持在虛線A和C，其中A處于下限水位，C處于上線水位，B位于AC之間。A接+5V電源，B、C各 通過(guò)一個(gè)電阻與地相連，同時(shí)與單片機(jī)的P1.0和P1.1口相連。1. 供水時(shí)，水位上升，當(dāng)達(dá)到上線水位C時(shí)，

4、由于水的導(dǎo)電作用B、C與+5V電源導(dǎo)通，同時(shí)通過(guò)P1.0和P1.1端口向單片機(jī)輸入高電平1，這時(shí)通過(guò)程序設(shè)計(jì)使單片機(jī)控制電機(jī)和水泵停止工作，不再供水。2. 當(dāng)水位下降到B以下時(shí)，電極B與電極C在水面上懸空，b點(diǎn)、c點(diǎn)向單片機(jī)輸入 低電平，這時(shí)單片機(jī)應(yīng)控制水泵啟動(dòng)，向水槽內(nèi)供水。3. 當(dāng)水位位于B點(diǎn)與C點(diǎn)之間時(shí)，由于水的導(dǎo)電作用，電極B連到電極A及+5V是b點(diǎn)呈現(xiàn)高電平，而電極C仍處于懸空狀態(tài)，則c點(diǎn)位低電平，這時(shí)不論水位處于上升還是下降狀態(tài)，水泵都應(yīng)繼續(xù)維持原有的工作狀態(tài)，既可能是運(yùn)行，也可能是停止。五 ：設(shè)計(jì)過(guò)程（建議模塊化設(shè)計(jì)過(guò)程）1. 設(shè)計(jì)的目標(biāo)與要求 根據(jù)水槽液位的高低變化來(lái)控制水泵的

5、啟停，從而達(dá)到對(duì)水槽液位的控制目的。工作原理圖如下：當(dāng)液位上升至高限C以上時(shí)，水泵停止運(yùn)行，液位不再上升；液位降至B以下時(shí)，水泵開(kāi)始啟動(dòng)運(yùn)行，也為上升；液位維持在BC之間時(shí)，水泵維持原來(lái)的工作狀態(tài)，既可以停止，也可以啟動(dòng)。2. 硬件電路設(shè)計(jì)根據(jù)工藝要求，設(shè)計(jì)的系統(tǒng)硬件電路如下表：表1 液位信號(hào)及操作狀態(tài)表P1.0P1.1液位操作狀態(tài)00B點(diǎn)以下水泵啟動(dòng)10B、C之間維持原來(lái)工作狀態(tài)01測(cè)量不正常故障報(bào)警11C點(diǎn)以上水泵停止（1） 系統(tǒng)核心部分采用AT89C51單片機(jī)，P1.0和P1.1作為液位采集入口，用P1.2作輸出口，P1.3作報(bào)警輸出口。（2） 液位測(cè)量部分根據(jù)液位的4種狀態(tài)，單片機(jī)根據(jù)

6、4種狀態(tài)控制水泵電機(jī)的工作，具體見(jiàn)表1。（3） 控制報(bào)警部分根據(jù)表1中的液位狀態(tài)，當(dāng)液位測(cè)量不正常時(shí)，會(huì)發(fā)出故障報(bào)警，水槽液位控制系統(tǒng)中的發(fā)光二極管發(fā)光，或者是蜂鳴器發(fā)出聲音。3. 軟件設(shè)計(jì)（1） 軟件設(shè)計(jì)的原理通過(guò)軟件設(shè)計(jì)將將模擬信號(hào)送入A/D轉(zhuǎn)換器，換算出某一時(shí)刻水塔水位的實(shí)際高度，然后拿它與標(biāo)定水位進(jìn)行比較，要求實(shí)時(shí)檢測(cè)水箱的液位高度，并與開(kāi)始預(yù)設(shè)定值做比較，由單片機(jī)控制開(kāi)關(guān)的開(kāi)斷進(jìn)行液位的調(diào)整，最終達(dá)到液位的預(yù)設(shè)定值。檢測(cè)值若高于上限設(shè)定值時(shí)，要求水泵停止，斷開(kāi)繼電器，控制水泵停止上水；檢測(cè)值若低于下限設(shè)定值，要求水泵啟動(dòng)，開(kāi)啟繼電器，控制水泵開(kāi)始上水；若測(cè)量值在設(shè)定值之間，則維持原來(lái)

7、工作狀態(tài)；當(dāng)測(cè)量不正常時(shí)，故障報(bào)警系統(tǒng)啟動(dòng)。（2） 系統(tǒng)主程序設(shè)計(jì)void main (void)T0_init_1();while(1)if(key_play=0) /按下開(kāi)始按鈕temp=1;TR0 = 1;/啟動(dòng)定時(shí)器 1開(kāi)啟 0關(guān)閉if(key_stop=0) /按下停止按鈕temp=0;TR0 = 0;/啟動(dòng)定時(shí)器 1開(kāi)啟 0關(guān)閉if(key_jian=0) /按下退水按鈕while(key_jian != 1); /消抖TR0 = 0;/啟動(dòng)定時(shí)器 1開(kāi)啟 0關(guān)閉if(NEW_shui0)NEW_shui-;smg_show(); /顯示水位if(temp)if(NEW_shui3

8、0)led_A=0;else if(NEW_shui60)led_B=0;else if(NEW_shui90)led_C=0;TR0 = 0;/啟動(dòng)定時(shí)器 1開(kāi)啟 0關(guān)閉else if(NEW_shui=90)led_C=1;if(led_C=0 & led_B=1)led_error=0;六 ：設(shè)計(jì)結(jié)果（包括程序、仿真圖、仿真效果等）程序：#include #define uchar unsigned char#define uint unsigned intsbit led_A = P24; / A處水位sbit led_B = P25; / B處水位sbit led_C = P26;

9、/ C處水位sbit led_error = P27; / 水位異常sbit key_play = P15; / 開(kāi)始按鈕sbit key_stop = P16; / 停止按鈕sbit key_jian = P17; / 退水按鈕sbit wei1 = P20; /數(shù)碼管位置1sbit wei2 = P21; /數(shù)碼管位置2uint NEW_shui=0; /當(dāng)前水位uchar T0_time=0; /定時(shí)器計(jì)時(shí)uchar smg_ying = 0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f;/數(shù)碼管P0 0-9uchar temp=0; /

10、開(kāi)關(guān)標(biāo)致/函數(shù)聲明/void T0_init_1(void); /定時(shí)器初始化void delay_ms(uint t); /延遲_毫秒void smg_show(void); /數(shù)碼管顯示/*/void main (void)T0_init_1();while(1)if(key_play=0) /按下開(kāi)始按鈕temp=1;TR0 = 1;/啟動(dòng)定時(shí)器 1開(kāi)啟 0關(guān)閉if(key_stop=0) /按下停止按鈕temp=0;TR0 = 0;/啟動(dòng)定時(shí)器 1開(kāi)啟 0關(guān)閉if(key_jian=0) /按下退水按鈕while(key_jian != 1); /消抖TR0 = 0;/啟動(dòng)定時(shí)器 1開(kāi)

11、啟 0關(guān)閉if(NEW_shui0)NEW_shui-;smg_show(); /顯示水位if(temp)if(NEW_shui30)led_A=0;else if(NEW_shui60)led_B=0;else if(NEW_shui90)led_C=0;TR0 = 0;/啟動(dòng)定時(shí)器 1開(kāi)啟 0關(guān)閉else if(NEW_shui0; t-)for(i=0; i=10) /NEW_shui+;T0_time=0;if(NEW_shui99) /NEW_shui=0;wei1=0;P0=smg_yingNEW_shui/10;delay_ms(10);wei1=1;P0=0xff;wei2=0;P0=smg_yingNEW_shui%10;delay_ms(10);wei2=1;P0=0xff;仿真圖：七 ：個(gè)人總結(jié)基于單片機(jī)