基于51單片機(jī)帶LED燈顯示的水箱液位定點(diǎn)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)論文DOC畢設(shè)論文

1、自動化與電氣工程學(xué)院專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)報告書設(shè)計(jì)題目：帶LED燈顯示的水箱液位定點(diǎn)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 摘要本設(shè)計(jì)闡述了以AT89S51和其他一些外圍元器件組成的具有LED顯示水箱液位定點(diǎn)控制。該電路采用各色LED燈顯示的水箱動態(tài)液位。通過兩個按鍵分別控制單片機(jī)的兩種工作模式。單片機(jī)通過各色LED來模擬液位信號產(chǎn)生與控制驅(qū)動設(shè)定。關(guān)鍵詞: 水箱液位定點(diǎn)控制，單片機(jī)，按鍵，模式切換，LED顯示目錄1 概述31.1 課程設(shè)計(jì)的意義31.2 設(shè)計(jì)的任務(wù)和要求32系統(tǒng)總體方案與硬件設(shè)計(jì)42.1水箱液位定點(diǎn)控制系統(tǒng)方案論證42.1.1方案42.2系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)52.3系統(tǒng)模塊52.3.1 主控制器52.3.2 顯示

2、電路62.3.3按鍵72.3.4報警83 實(shí)驗(yàn)仿真94 總結(jié)與體會10查考文獻(xiàn)11附1 實(shí)物照片12附2 源程序代碼141 概述1.1 課程設(shè)計(jì)的意義 本次課程設(shè)計(jì)是在我們學(xué)過單片機(jī)后的又一次實(shí)踐，可增加我們的動手能力。特別是對單片機(jī)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)有很大幫助。本課程設(shè)計(jì)由兩個人共同完成，在鍛煉了自己的同時也增強(qiáng)了自己的團(tuán)隊(duì)意識和團(tuán)隊(duì)合作精神。1.2 設(shè)計(jì)的任務(wù)水箱液位定點(diǎn)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)1) 顯示：4個綠色LED豎排顯示高、中、低、超低液位；1個雙色LED代表模擬水泵（紅色亮開/綠色亮停）； 1個黃色LED超低液位報警，要求閃亮（1秒亮，1秒暗）2）可選操作：A按鍵（按下啟動）低液位LED滅時，啟動水

3、泵開啟并保持；當(dāng)高液位LED亮?xí)r，停止水泵運(yùn)轉(zhuǎn)。B按鍵（按下啟動）超低液位LED滅時發(fā)出報警信號（黃色LED閃亮），同時啟動水泵開啟并保持；當(dāng)高液位LED亮?xí)r，停止水泵運(yùn)轉(zhuǎn)。3）模擬液位信號產(chǎn)生：應(yīng)用單片機(jī)定時器編程設(shè)定輸出模擬液位信號a. 停泵后5秒，高位LED滅；10秒后，中位LED滅；15秒后，低位LED滅；20秒后，超低LED滅。b. 開泵后5秒，超低LED亮；10秒后低位LED亮；15秒后中位LED亮；20秒后高位LED亮。4）控制驅(qū)動設(shè)定：用高位信號驅(qū)動延時3秒停泵；用低位（常規(guī)）或超低（報警）信號驅(qū)動延時3秒開泵。2系統(tǒng)總體方案與硬件設(shè)計(jì)2.1水箱液位定點(diǎn)控制系統(tǒng)方案論證2.1.

4、1方案系統(tǒng)功能要求，決定控制系統(tǒng)采用AT89S51單片機(jī)，該電路采用LED顯示水箱動態(tài)液位。以AT89S51和其他一些外圍元器件組成的具有LED顯示水箱液位定點(diǎn)控制。該電路采用各色LED燈顯示的水箱動態(tài)液位。通過兩個按鍵分別控制單片機(jī)的兩種工作模式。單片機(jī)通過各色LED來模擬液位信號產(chǎn)生與控制驅(qū)動設(shè)定。本文采用AT89S51作為核心元件,AT89S51是一個低功耗，高性能CMOS 8位單片機(jī)，片含4k Bytes ISP(In-system programmable)的可反復(fù)擦寫1000次的Flash只讀程序存儲器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術(shù)制造，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS-51指令

5、系統(tǒng)與80C51引腳結(jié)構(gòu)，芯片集成了通用8位中央處理器和ISP Flash存儲單元，功能強(qiáng)大的微型計(jì)算機(jī)的AT89S51可為許多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高性價比的解決方案。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)8051指令系統(tǒng)與引腳。它集Flash程序存儲器，既可在線編程（ISP）也可用傳統(tǒng)方法進(jìn)行編程與通用8位微處理器于單片芯片中，ATMEL公司的功能強(qiáng)大，低價AT89s51單片機(jī)可提供許多高性價比的應(yīng)用場合，可靈活應(yīng)用于各種控制領(lǐng)域。2.2系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)溫度計(jì)電路設(shè)計(jì)總體設(shè)計(jì)方框圖如圖1所示，控制器采用單片機(jī)AT89S51，溫度傳感器采用DS18B20，用3位LED數(shù)碼

6、管以串口傳送數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)溫度顯示。AT89S51綠色LED顯示黃色LED報警顯示單片機(jī)復(fù)位時鐘振蕩模式選擇按鍵紅綠雙色模擬水泵圖2.21總體設(shè)計(jì)方框圖圖2.22系統(tǒng)仿真圖2.3系統(tǒng)模塊系統(tǒng)由單片機(jī)最小系統(tǒng)、LED顯示電路、按鍵等組成。2.3.1主控制器單片機(jī)AT89S51具有低電壓供電和體積小等特點(diǎn)，四個端口只需要兩個口就能滿足電路系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需要，很適合便攜手持式產(chǎn)品的設(shè)計(jì)使用系統(tǒng)可用二節(jié)電池供電。晶振采用12MHZ。復(fù)位電路采用上電復(fù)位。圖2.3.11晶振電路圖2.3.12復(fù)位電路2.3.2 顯示電路顯示電路采用4位共陽極LED數(shù)碼管，P0作為段碼輸出并作為各色LED的顯示。圖2.3.2 LED

7、顯示電路2.3.3按鍵P3.2口和P3.3口。作為兩個按鍵的輸入端口。與P3.2連接的是A按鍵，A按鍵（按下啟動）：低液位LED滅時，啟動水泵開啟并保持；當(dāng)高液位LED亮?xí)r，停止水泵運(yùn)轉(zhuǎn)。與P3.2連接的是B按鍵，B按鍵（按下啟動）：超低液位LED滅時發(fā)出報警信號（黃色LED閃亮），同時啟動水泵開啟并保持；當(dāng)高液位LED亮?xí)r，停止水泵運(yùn)轉(zhuǎn)。圖2.3.3 按鍵與單片機(jī)的連接2.3.4報警 本設(shè)計(jì)采用黃色LED閃爍報警。若超低液位LED滅時發(fā)出報警信號。圖2.3.4 報警電路3 實(shí)驗(yàn)仿真進(jìn)入protuse后，連接好電路，并將程序下載進(jìn)去，并運(yùn)行。圖41 LED顯示仿真4 總結(jié)與體會通過這次對帶LE

8、D燈顯示的水箱液位定點(diǎn)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與制作，讓我了解了設(shè)計(jì)電路的程序，也讓我了解了關(guān)于水箱液位定點(diǎn)控制系統(tǒng)的原理與設(shè)計(jì)理念，要設(shè)計(jì)一個電路要先用仿真程序仿真嘗試驗(yàn)證可行性之后才實(shí)際接線的。但是最后的成品卻不一定與仿真時完全一樣，因?yàn)椋賹?shí)際接線中有著各種各樣的條件制約著。而且，在仿真中無法成功的電路接法，在實(shí)際中因?yàn)樾酒旧淼奶匦远軌虺晒?。所以，在設(shè)計(jì)時應(yīng)考慮兩者的差異，從中找出最適合的設(shè)計(jì)方法。通過這次學(xué)習(xí)，讓我對各種電路都有了大概的了解，所以說，坐而言不如立而行，對于這些電路還是應(yīng)該自己動手實(shí)際操作才會有深刻理解。從這次的課程設(shè)計(jì)中，我真真正正的意識到，在以后的學(xué)習(xí)中，要理論聯(lián)系實(shí)際，把

9、我們所學(xué)的理論知識用到實(shí)際當(dāng)中，學(xué)習(xí)單機(jī)片機(jī)更是如此，程序只有在經(jīng)常的寫與讀的過程中才能提高，這就是我在這次課程設(shè)計(jì)中的最大收獲。查考文獻(xiàn)1海宴. 51單片機(jī)原理原理與應(yīng)用基于Keil與Proteus 航天航空大學(xué)2馬忠梅，凱，等. 單片機(jī)的C語言應(yīng)用程序設(shè)計(jì)(第四版) 航空航天大學(xué)3俊謨. 單片機(jī)中級教程原理與應(yīng)用（第二版） 航空航天大學(xué)4毅，寶芳，麗等. 自動檢測技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)（第二版） 化學(xué)工業(yè)附1 實(shí)物照片圖1 實(shí)物全照圖2 工作狀態(tài)圖3 電路板背面附2 源程序代碼#include<regx51.h>#define uchar unsigned char#define

10、OFF 1/燈滅#define ON 0/燈亮sbit High_level=P00;/高液位sbit Middle_level=P01;/中液位sbit Low_level=P02;/低液位sbit Ultra_Low_level=P03;/超低液位sbit RED=P05;/水泵運(yùn)行指示燈sbit GREEN=P06;/水泵停止指示燈sbit Alert=P04;/報警指示uchar time=0;uchar count=0;uchar sign;/按鍵標(biāo)志位uchar flag=0;/閃爍標(biāo)志位/*計(jì)時*/void Time_count()interrupt 1 using 1TH0=(

11、65536-50000)/256;/50msTL0=(65536-50000)%256;time+;if(time=20) /1s定時time=0;flag=1;count+;/每1s計(jì)時void Style(void)/這個模擬環(huán)境 if(count<23) RED=ON;/開啟水泵 GREEN=OFF; if(count>=5&&count<10)Ultra_Low_level=ON;/超低液位LED亮if(count>=10&&count<15)Low_level=ON;/低液位LED亮if(count>=15&

12、&count<20)Middle_level=ON;/中液位LED亮if(count>=20&&count<23)High_level=ON;/高位LED亮if(count>=23)GREEN=ON;/水泵停止LED亮RED=OFF;if(count>=28&&count<33)High_level=OFF;/高液位LED滅if(count>=33&&count<38)Middle_level=OFF;/中液位LED滅if(count>=38&&count<43)

13、Low_level=OFF;/低位LED滅if(count>=43&&count<46)Ultra_Low_level=OFF;/超低液位LED滅if(count>=46)RED=ON;/水泵打開LED亮GREEN=OFF; count=0;/一個循環(huán)void Alert_LED(void) /發(fā)出警報信號，黃色LED燈亮if(flag=1)Alert=!Alert;flag=0;/*A按鍵信號控制*/void A_key()interrupt 0 using 0TR0=!TR0;sign='A' /*B按鍵信號控制*/void B_key()

14、interrupt 2 using 2TR0=!TR0;sign='B'/*初始化*/void Initial(void)EA=1; /總允許 打開ET0=1; /定時器0 源允許 打開EX0=1; /外部中斷0 源允許 打開EX1=1; /外部中斷1 源允許 打開IT0=1; /打開外部中斷0IT1=1;/打開外部中斷1TR0=0;TMOD=0X01;/設(shè)置定時器方式1TH0=(65536-50000)/256;/50msTL0=(65536-50000)%256;High_level=OFF;/高液位Middle_level=OFF;/中液位Low_level=OFF;/低液位Ultra_Low_level=OFF;/超低液位Alert=