水塔水位控制器課程設(shè)計

1、 機械與車輛學(xué)院單片機原理及接口技術(shù)課程設(shè)計設(shè)計報告（2011-2012學(xué)年第一學(xué)期）設(shè)計題目：水塔水位控制系統(tǒng) 姓 名： 石爾遜學(xué) 號： 090404021047班 級： 09機械電子工程2班指導(dǎo)老師： 鄒浙湘設(shè)計時間： 2011年12月5日2011年12月16日單片機原理及接口技術(shù)課程設(shè)計考查評分表姓名學(xué)號班級設(shè)計題目水塔水位控制系統(tǒng)考 查 項 目平時表現(xiàn) (20)1、出勤率： 全勤 缺勤較少 缺勤較多 全缺2、進度： 較快 正常 較慢 沒有按時完成硬件制作(20)布局焊接： 合理 較合理 基本合理 錯誤較多 原則性錯誤軟件編程(20)1、程序編寫框架：合理 較合理 基本合理 錯誤較多 原

2、則性錯誤2、程序編寫過程：正確 較正確 基本正確 錯漏較多功能調(diào)試 (10)系統(tǒng)調(diào)試結(jié)果：實現(xiàn) 基本實現(xiàn) 不能實現(xiàn)設(shè)計報告(15)1、硬件設(shè)計： 合理 較合理 基本合理 不合理2、軟件設(shè)計： 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 錯漏較多4、過程體會： 屬實 較屬實 基本屬實 不屬實答辯(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)計的目的3二、課程設(shè)計用的儀器和器件 3三、課程設(shè)計的具體內(nèi)容 31、總體報告 32、硬件設(shè)計

3、43、軟件流程和程序64、調(diào)試結(jié)果7四、課程設(shè)計的體會和發(fā)生的問題 7五、參考文獻8一、課程設(shè)計的目的二、課程設(shè)計用的儀器和器件元件型號數(shù)量元件型號數(shù)量直流穩(wěn)壓電源1PC機1XL400仿真儀1塑料桶(25-30cm)1塑料尺30cm1微型水泵1塑料管2m1光電耦合器4N25112V微型繼電器(TWTMP-53)1電路板（6*4cm）1薄銅片2cm*10cm *0.5mm1導(dǎo)線2m1二極管1PNP三極管14.7K電阻2300電阻212針排針1電烙鐵1焊錫1鉗子1剪刀1三、課程設(shè)計的具體內(nèi)容1、總體報告 (1)單片機應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計、開發(fā)與調(diào)試· 單片機應(yīng)用系統(tǒng)是指以單片機為核心，配一定的外

4、圍電路和軟件，能實現(xiàn)某種或幾種功能的應(yīng)用系統(tǒng)。· 單片機應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計主要包括硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩大部分。· 為保證系統(tǒng)能可靠工作，在軟、硬件的設(shè)計中，還要考慮其抗干擾能力。· 設(shè)計一個單片機測控系統(tǒng)，一般可分為四個步驟： 需求分析、方案論證和總體設(shè)計階段 器件選擇、電路設(shè)計制作、數(shù)據(jù)處理、軟件編制階段 系統(tǒng)調(diào)試與性能測定 文件編制 (2)水塔水位控制要求· 水塔水位下降至下限水位時，啟動水泵上水。· 水塔水位上升至上限水位時，關(guān)閉水泵。· 水塔水位在上、下限水位之間時，水泵保持原狀態(tài)。· 供水系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，自動報警，蜂鳴

5、器不斷在響的同時，發(fā)光二極管不斷閃爍。(3) (4)系統(tǒng)基本框架圖(5)水塔水位控制原理課程設(shè)計說明：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，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，B、C為斷開，B、C兩點電位為零(低電平“0” )，需要水泵供水，單片機輸出信號，控制電機工作供水。（2）水位上升到B點，B接通，B點電位變?yōu)楦唠娖健?”，C開關(guān)仍斷開，C點仍為低電平，應(yīng)維持現(xiàn)狀水泵繼續(xù)供水。（3）當(dāng)水位上升到C點時，C接通。這時

6、B、C均接通，B、C兩點都為高電平，表示水塔水位已滿，需水泵停止供水，單片機輸出信號，控制電機斷電停止供水。（4）由于供水使水塔水位開始下降，水位在降到B點之前，B點電位為高、C點電位為低，應(yīng)維持供水狀態(tài)不變。（5）當(dāng)水位降到下限B點以下，B、C兩點電平都為低時，單片機輸出控制，回到（1）狀態(tài)，使電機啟動水泵供水。 AT89s52簡介· 兼容MCS51微控制器,8K字節(jié)FLASH存貯器支持在系統(tǒng)編程ISP 1000次擦寫周期；· 256字節(jié)片內(nèi)RAM,工作電壓4.0V到5.5V,全靜態(tài)時鐘0 Hz 到33 MHz,三級程序加密；· 32個可編程IO口,2/3個16

7、位定時/計數(shù)器,6/8個中斷源,全雙工UART；· 低功耗支持Idle和Power-down模式,Power_down模式支持中斷喚醒； · 看門狗定時器,雙數(shù)據(jù)指針,上電復(fù)位標(biāo)志. 2、硬件設(shè)計 （1）電路板設(shè)計如圖：用80C51設(shè)計一個單片機最小控制系統(tǒng)。其中P1.0接水位下限傳感器；P1.1接水位上限傳感器；P1.2輸出經(jīng)Q0電流放大后接光電耦合器，接通繼電器，帶動電機控制水泵工作；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)故障時報警。 （2） 用塑料尺、銅板、導(dǎo)線等設(shè)計一個水塔水位傳感器。 其中A電極置于水位10c

8、m處，接5V電源的正極； B電極置于水位15cm處，經(jīng)5.1K的下拉電阻接單片機P1.0口； C電極置于水位20cm處，經(jīng)5.1K的下拉電阻接單片機P1.1口。 兩個水位信號由P1.0和P1.1輸入，這兩個信號共有四種組合狀態(tài)。如下表所示。其中第三種組合（b=1、c=0）正常情況下是不能發(fā)生的，但在設(shè)計中還是應(yīng)該考慮到，作為一種故障狀態(tài)。 C(P1.1) B(P1.0) 操作 0 0 電機運轉(zhuǎn) 0 1 維持原狀 1 0 故障報警 1 1 電機停轉(zhuǎn)原理圖：3、軟件流程和程序當(dāng)水位在B銅片之上C銅片之下：放水 水位到達C銅片停水水位在B銅片之下抽水并報警 實驗程序： #include <re

9、g51.h> sbit P1_2=P12 ; sbit P1_0=P10; sbit P1_1=P11; sbit P1_3=P13; void delay(unsigned char i); void main() P1=0x00;P1_2=0; if(P1_0=1&&P1_1=0) P1_2=1; else if (P1_1=1&&P1_0=1) P1_2=0; else if (P1_1=0&&P1_0=0) P1_3=1;P1_2=1; delay(100); P1_3=0; delay(100); 秒表程序#include <

10、;reg52.h>#define uchar unsigned char #define uint unsigned intuint counter;uchar ge,shi,bai;uchar duanma=0x28,0x7e,0xA2,0x62,0x74,0x61,0x21,0x7A,0x20,0x60,0xff;uchar weima=0x7f,0xbf,0xdf,0xef,0xf7,0xfd,0xfe;void display(uchar one,uchar two,uchar three);void init();void delay(uchar i);void main()i

11、nit();while(1)display(ge,shi,bai); void display(uchar one,uchar two,uchar three)P0=0xff;P2=weima0;P0=duanmaone;delay(2);P2=weima1;P0=duanmatwo;delay(2);P2=weima2;P0=duanmathree;delay(2);void delay(uchar i)uchar k,j;for(k=0;k<i;k+)for (j=0;j<255;j+);void init()TMOD=0x10;TH1=15536/256;TL1=15536%256;TR1=1;ET1=1;EA=1;counter=0;void time_0() interrupt 3unsigned char i;TH1=15536/256;TL1=15536%256;i+;if(i=20) i=0;counter+;if(counter=1000)counter=0;bai=counter/100;shi=(counter%100)/10;ge=counter%10; 4、調(diào)試結(jié)果(1) 在Kerl-uVision上單步調(diào)試，觀察累加器寄存器存儲器的運行之間是否正常。(2) 將程序下載到仿真儀上，進行模擬仿真