基于單片機(jī)的水位控制系統(tǒng)設(shè)計

基于單片機(jī)的水位控制系統(tǒng)設(shè)計課程設(shè)計任務(wù)書題目水位控制器設(shè)計專業(yè)、班級學(xué)號姓名主要內(nèi)容、基本要求、主要參考資料等：一、主要內(nèi)容：=1\*GB3①熟悉單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計方法和規(guī)范，達(dá)到綜合的目的。=2\*GB3②學(xué)習(xí)文件檢索和查找數(shù)據(jù)手冊的能力。=3\*GB3③學(xué)習(xí)protel軟件的使用。=4\*GB3④學(xué)會整理和總結(jié)設(shè)計文檔報告。二、基本要求：=1\*GB3①以MCS-51系列單片機(jī)為核心，組成一個水位自動控制系統(tǒng)。=2\*GB3②六區(qū)間式水位顯示。=3\*GB3③全自動位式進(jìn)水。=4\*GB3④滿水、低水水位報警。=5\*GB3⑤水位傳感器故障自檢及報警提示。=6\*GB3⑥能延時恢復(fù)的報警消音。三、主要參考資料：=1\*GB3①張毅坤等單片微型計算機(jī)原理及應(yīng)用西安西安電子科技大學(xué)出版社=2\*GB3②李建忠編著單片機(jī)原理及應(yīng)用西安西安電子科技大學(xué)出版社完成期限：指導(dǎo)教師簽名：課程負(fù)責(zé)人簽名：2013年12月16日目錄基于單片機(jī)的水位控制系統(tǒng)設(shè)計全文共25頁，當(dāng)前為第1頁?；趩纹瑱C(jī)的水位控制系統(tǒng)設(shè)計全文共25頁，當(dāng)前為第1頁。摘要 I1、概述 、概述1.1、系統(tǒng)原理當(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P1.0口，另一個穩(wěn)壓電路輸出的高電平進(jìn)入單片機(jī)的P1.1口單片機(jī)經(jīng)過分析，在P1.2口輸出一低電平，驅(qū)動紅燈亮，P1.5出來一個信號使光電耦合器GDOUHE導(dǎo)通，這樣繼電器閉合，使水泵加水；當(dāng)水位處于正常范圍內(nèi)時，水泵加水，在P1.3引腳出來一個低電平，使綠燈亮；當(dāng)水位在高水位區(qū)時，傳感器的兩根探測線均被導(dǎo)通，均被+5V的電源導(dǎo)通，送入單片機(jī)，單片機(jī)經(jīng)過分析，在P1.4引腳出來一個低電平，使黃燈亮，在P1.5端出來一個低電平不能使光電耦合器導(dǎo)通，這樣繼電器不能閉合，水泵不能加水；當(dāng)三燈閃爍表示系統(tǒng)出現(xiàn)故障。1.2、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖基于單片機(jī)的水位控制系統(tǒng)設(shè)計全文共25頁，當(dāng)前為第4頁。圖1-1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖基于單片機(jī)的水位控制系統(tǒng)設(shè)計全文共25頁，當(dāng)前為第4頁。采用單片機(jī)AT89C2051作為我們的控制芯片,主要工作過程是當(dāng)高塔中的水在低水位時,水位探測傳感器送給單片機(jī)一個高電平,然后單片機(jī)驅(qū)動水泵加水和顯示系統(tǒng)使紅燈變亮;當(dāng)水位在正常范圍內(nèi)時,水泵加水,綠燈亮,;當(dāng)水位在高水位時,單片機(jī)不能驅(qū)動水泵加水,黃燈亮。1.3、控制方案說明這個方案中使用了單片機(jī)處理，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)。此系統(tǒng)使用過程中采用穩(wěn)壓電路能夠準(zhǔn)確地把輸入的電平送給單片機(jī)不會產(chǎn)生誤判的情況,由于AT89C2051單片機(jī)有四端口，20引腳能夠非常方便地設(shè)計顯示系統(tǒng)。1.4、系統(tǒng)組成及原理基于單片機(jī)的水位控制系統(tǒng)設(shè)計全文共25頁，當(dāng)前為第5頁。本系統(tǒng)由電源電路、水位探測傳感電路、穩(wěn)壓電路、單片機(jī)系統(tǒng)、光報警顯示電路、繼電器控制水泵加水電路、以及高塔模型組成。主電氣原理圖如下：基于單片機(jī)的水位控制系統(tǒng)設(shè)計全文共25頁，當(dāng)前為第5頁。圖1-2原理圖基于單片機(jī)的水位控制系統(tǒng)設(shè)計全文共25頁，當(dāng)前為第6頁。工作原理：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P1.0口，另一個穩(wěn)壓電路輸出的高電平進(jìn)入單片機(jī)的P1.1口單片機(jī)經(jīng)過分析，在P1.2口輸出一低電平，驅(qū)動紅燈亮，P1.5出來一個信號使光電耦合器GDOUHE導(dǎo)通，這樣繼電器閉合，使水泵加水；當(dāng)水位處于正常范圍內(nèi)時，水泵加水，在P1.3引腳出來一個低電平，使綠燈亮；當(dāng)水位在高水位區(qū)時，傳感器的兩根探測線均被導(dǎo)通，均被+5V的電源導(dǎo)通，送入單片機(jī)，單片機(jī)經(jīng)過分析，在P1.4引腳出來一個低電平，使黃燈亮，在P1.5端出來一個低電平不能使光電耦合器導(dǎo)通，這樣繼電器不能閉合，水泵不能加水；當(dāng)三燈閃爍表示系統(tǒng)出現(xiàn)故障?；趩纹瑱C(jī)的水位控制系統(tǒng)設(shè)計全文共25頁，當(dāng)前為第6頁。2、硬件設(shè)計2.1、單片機(jī)最小系統(tǒng)電路設(shè)計基于單片機(jī)的水位控制系統(tǒng)設(shè)計全文共25頁，當(dāng)前為第7頁。AT89C2051是美國ATMEL公司生產(chǎn)的低電壓、高性能CMOS8位單片機(jī)，片內(nèi)含2kbytes的可反復(fù)擦寫的只讀程序存儲器（PEROM）和128bytes的隨機(jī)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at89c2051單片機(jī)可為您提供許多高性價比的應(yīng)用場合。本設(shè)計中單片機(jī)采用AT89C2051，它是一種高性能低價格單片機(jī)。引腳(20個)和指令系統(tǒng)與8031單片機(jī)完全兼容。片內(nèi)有2K字節(jié)的閃速程序存儲器(采用電擦除編程,可重復(fù)編程1000次,數(shù)據(jù)可保10年),除沒有P0口、P2口外,具有8031所有功能結(jié)構(gòu),即一片AT89C2051相當(dāng)于8031、373、2716組成的最小系統(tǒng)。用它構(gòu)成的測量、控制系統(tǒng)具有電路簡單、可靠性好、體積小和成本低等優(yōu)點。AT89C2051的P1口為八位雙向I/O口,P1.2～P1.7有內(nèi)部上拉電阻,P1.0與P1.1無內(nèi)部上拉電阻。P1.0與P1.1具有第二功能,分別作為片內(nèi)精密比較器的同相、反相輸入端。P1口輸出驅(qū)動器能提供20mA的灌電流驅(qū)動能力,其鎖存器寫1時可作為輸入口。AT89C2051的P3口為七位雙向I/O口,有內(nèi)部上拉電阻,P3口輸出驅(qū)動器能提供20mA灌電流驅(qū)動能力,其鎖存器寫1時可作輸入口。P316作為輸入線與片內(nèi)精密比較器輸出端在片內(nèi)相連,故無引出線,但可讀該位的值。P310～P315的第二功能與8031P3口相應(yīng)口線的第二功能完全相同。綜上所述,P1和P3口中的各口線可直接驅(qū)動發(fā)光二極管,不用再配置發(fā)光二極管驅(qū)動電路,P1.0與P1.1具有第二功能,不用再配置比較器,從而簡化了控制電路的結(jié)構(gòu)?；趩纹瑱C(jī)的水位控制系統(tǒng)設(shè)計全文共25頁，當(dāng)前為第7頁。圖2-1最小系統(tǒng)電路圖2.2、水位檢測傳感器的選用基于單片機(jī)的水位控制系統(tǒng)設(shè)計全文共25頁，當(dāng)前為第8頁。傳感器是一種能感受被測物體物理量并將其轉(zhuǎn)化為便于傳輸或處理的電信號的裝置，在現(xiàn)代科技領(lǐng)域中，傳感器得到了廣泛應(yīng)用，各種信息的采集離不了各種傳感器，傳感器的基本功能在于能感受外界的各種“刺激”并作出迅速反映。本設(shè)計當(dāng)中我們采用的水位探測傳感器簡單易做，經(jīng)濟(jì)實惠。其外形輪廓如下：基于單片機(jī)的水位控制系統(tǒng)設(shè)計全文共25頁，當(dāng)前為第8頁。圖2-2水位探測傳感器外觀圖A為接+5V電源的線與水一直保持連通，B線為低水位控制線，當(dāng)水位到達(dá)低水位的時候它不導(dǎo)通，水在正常范圍內(nèi)時，它導(dǎo)通。C線為高水位控制線，當(dāng)它導(dǎo)通時，表示水已經(jīng)為高水位。本設(shè)計中采用了細(xì)銅線作為我們的傳感器的材料。主要考慮了(1)細(xì)銅線的電阻率比較低，這樣就可以避免由于電阻過大而使輸出的電平過低，以致不能很好地驅(qū)動單片機(jī)工作(2)傳電性能比較好，傳電速率比較快，也就是說靈敏性非常好。(3)細(xì)銅線便宜易找。本傳感器的尺寸是A線是30CM，B線是20CM，C線是15CM，銅線直徑是15MM。2.3、穩(wěn)壓電路的設(shè)計基于單片機(jī)的水位控制系統(tǒng)設(shè)計全文共25頁，當(dāng)前為第9頁。本電路的主要作用是使從傳感器輸出的電平能夠穩(wěn)定地輸入單片機(jī)中，主要由三極管的兩極放大穩(wěn)定電路組成，其工作過程是水位探測傳感器把探測到的電信號送給R12,如果送入的是高電平則R11、Q5、D3、Q4導(dǎo)通把低于1.4V的低電平穩(wěn)定地送給單片機(jī)。如果是低電平送給R12則R11、Q5、D3、Q4均不能導(dǎo)通二是R13導(dǎo)通將把高于1.4V的高電平穩(wěn)定的送給單片機(jī)?；趩纹瑱C(jī)的水位控制系統(tǒng)設(shè)計全文共25頁，當(dāng)前為第9頁。我查找了相關(guān)資料以及我們自己在設(shè)計過程當(dāng)中免去此穩(wěn)定電路,發(fā)現(xiàn)有時候也能實現(xiàn)我們的設(shè)計目的,但是也有很多時候發(fā)生水位誤判的情況,產(chǎn)生不穩(wěn)定現(xiàn)象,所以我們認(rèn)為此電路是不可缺少的。既然是控制系統(tǒng),當(dāng)然就要控制精確。圖2-3穩(wěn)壓電路原理圖2.4、光報警電路的設(shè)計基于單片機(jī)的水位控制系統(tǒng)設(shè)計全文共25頁，當(dāng)前為第10頁。發(fā)光二極管（LED）是用半導(dǎo)體材料制作的正向偏置的PN結(jié)二極管。其發(fā)光機(jī)理是當(dāng)在PN結(jié)兩端注入正向電流時，注入的非平衡載流子（電子－空穴對）在擴(kuò)散過程中復(fù)合發(fā)光，這種發(fā)射過程主要對應(yīng)光的自發(fā)發(fā)射過程。按光輸出的位置不同，發(fā)光二極管可分為面發(fā)射型和邊發(fā)射型。發(fā)光二極管的發(fā)光原理同樣可以用PN結(jié)的能帶結(jié)構(gòu)來解釋。制作半導(dǎo)體發(fā)光二極管的材料是重?fù)诫s的，熱平衡狀態(tài)下的N區(qū)有很多遷移率很高的電子，P區(qū)有較多的遷移率較低的空穴。由于PN結(jié)阻擋層的限制，在常態(tài)下，二者不能發(fā)生自然復(fù)合。，而當(dāng)給PN結(jié)加以正向電壓時，溝區(qū)導(dǎo)帶中的電子則可逃過PN結(jié)的勢壘進(jìn)入到P區(qū)一側(cè)。于是在PN結(jié)附近稍偏于P區(qū)一邊的地方，處于高能態(tài)的電子與空穴相遇時，便產(chǎn)生發(fā)光復(fù)合。這種發(fā)光復(fù)合所發(fā)出的光屬于自發(fā)輻射，輻射光的波長決定于材料的禁帶寬度Eg。基于單片機(jī)的水位控制系統(tǒng)設(shè)計全文共25頁，當(dāng)前為第10頁。本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。即紅燈亮，他兩燈不亮表示是低水位狀態(tài)，此時需要啟動水泵加水；綠燈亮，其他兩燈不亮表示在正常的水位線內(nèi)；黃燈發(fā)亮，其他兩燈不亮為高水位狀態(tài)，水泵停止加水，三燈閃爍表示系統(tǒng)出現(xiàn)故障。圖2-4光報警電路的原理圖基于單片機(jī)的水位控制系統(tǒng)設(shè)計全文共25頁，當(dāng)前為第11頁。此電路采用的是共陽極的，所以只有當(dāng)單片機(jī)給發(fā)光二極管為低電平時才能推動發(fā)光二極管點亮。其中R14、R15、R16為上拉電阻起限壓控流作用?；趩纹瑱C(jī)的水位控制系統(tǒng)設(shè)計全文共25頁，當(dāng)前為第11頁。2.5、水泵的介紹水泵是每個家庭必不可少的生活工具，雖然大多數(shù)人并沒有認(rèn)識到這一點，但這確是事實。很多人對水泵一無所知。(1)水泵的分類水泵一般多以泵的結(jié)構(gòu)和作用原理來分類，有時根據(jù)需要也按使用部門、用途、動力類型和泵的水力性能等進(jìn)行分類。1）按使用部門分

有農(nóng)業(yè)用泵（農(nóng)用泵）、工作用泵（工業(yè)泵）和特殊用泵等。2）按用途分

有水泵、砂泵、泥漿泵、污水泵、污物泵、井用泵、潛水電泵、噴灌泵、家用泵、消防泵等。3）按動力類型分

有手動泵、畜力泵、腳踏泵、風(fēng)力泵、太陽能水泵、電動泵、機(jī)動泵、水輪泵、內(nèi)燃水泵、水錘泵等。4）按工作原理分

有離心泵、混流泵、軸流泵、旋渦泵、射流泵、容積泵（螺桿泵、活塞泵、隔膜泵）、鏈條泵、電磁泵、液環(huán)泵、脈沖泵等。（2）選擇水泵的主要參數(shù)水泵參數(shù)是指泵工作性能的主要技術(shù)數(shù)據(jù)，包括流量、揚程、轉(zhuǎn)速、效率和比轉(zhuǎn)數(shù)等。1）流量（Q）泵的流量是指單位時間內(nèi)所排出的液體的數(shù)量。通常泵的流量用體積計算，以Q表示，單位為米3/時（m3/h）、米3/秒（m3/s）、升/秒（1/s），也可用重量計，以G表示，單位為噸/時（t/h）、噸/秒（t/s）、千克/秒（kg/s）?；趩纹瑱C(jī)的水位控制系統(tǒng)設(shè)計全文共25頁，當(dāng)前為第12頁。G與Q的關(guān)系：G=r×Qr-液體重度（千克/米3）基于單片機(jī)的水位控制系統(tǒng)設(shè)計全文共25頁，當(dāng)前為第12頁。因水的重量近似1000千克/米3，故1升/秒=3.6米3/時=3.6噸2）揚程（H）泵的揚程是指單位重量的液體通過泵所增加的能量。以H表示，實質(zhì)上就是水泵能夠揚水的高度，又叫總揚程或全揚程。單位為米液柱高度，習(xí)慣上省去“液柱”，以米（m）表示。泵的總揚程由吸水揚程與出水揚程兩部分組成，因此總揚程=吸水揚程=出水揚程但由于水流經(jīng)過管路時受到各種阻力而減少了泵的吸水揚程和出水揚程，因此：吸水揚程=實際吸水揚程+吸水損失揚程出水揚程=實際出水揚程+出水損失揚程損失揚程=吸水損失揚程+出水損失揚程總揚程=實際揚程+損失揚程由于水泵銘牌上標(biāo)明的揚程是上述水泵的總揚程，因此不能誤認(rèn)為銘牌上的揚程是實際揚程數(shù)值，水泵的實際揚程都比水泵銘牌上的揚程數(shù)值小。因此在確定水泵揚程時，這一點要特別注意。否則，如果只按實際揚程來確定水泵的揚程，訂購來的水泵揚程就低了，那可能會降低水泵的效率，甚至打不上水來。損失揚程與管路上的水管和附件種類（低閥、閘閥、逆止閥、直管、彎管）、數(shù)量、水管內(nèi)徑、管長、水管內(nèi)壁粗糙程度以及水泵流量等都有密切關(guān)系，這一點在管路設(shè)計和選配水管和附件時也應(yīng)注意?；趩纹瑱C(jī)的水位控制系統(tǒng)設(shè)計全文共25頁，當(dāng)前為第13頁。3）允許吸上真空高度（Hs）基于單片機(jī)的水位控制系統(tǒng)設(shè)計全文共25頁，當(dāng)前為第13頁。允許吸上真空高度是指真空表讀數(shù)吸水揚程，也就是泵的吸水揚程（簡稱泵的吸程），包括實際吸水揚程與吸水損失揚程之和。以Hs表示，單位為米（m）。允許吸上真空高度是安裝水泵高度的重要參數(shù)，安裝水泵時，應(yīng)使水泵的吸水揚程小于允許吸上真空高度值，否則安裝過高，就吸不上水或生產(chǎn)氣蝕現(xiàn)象。如生產(chǎn)氣蝕，不僅水泵性能變壞，而且也可能使葉輪損壞。4）轉(zhuǎn)速（n）轉(zhuǎn)速是指泵葉輪每分鐘的轉(zhuǎn)數(shù)，以n表示，單位為轉(zhuǎn)/分（r/min）。每臺泵都有一定的轉(zhuǎn)速，不能隨意提高或降低，這個固定的轉(zhuǎn)素稱為額定轉(zhuǎn)速，水泵銘牌上標(biāo)定的轉(zhuǎn)速即為額定轉(zhuǎn)速。如泵運轉(zhuǎn)超過額定轉(zhuǎn)速，不但會引起動力機(jī)超載或轉(zhuǎn)不動，而且泵的零部件也容易損壞；轉(zhuǎn)速降低，泵的效率就會降低，影響水泵的正常工作。5）比轉(zhuǎn)數(shù)（ns）基于單片機(jī)的水位控制系統(tǒng)設(shè)計全文共25頁，當(dāng)前為第14頁。在前述水泵型號中，有些型號的組成部分有比轉(zhuǎn)數(shù)這個參數(shù)。比轉(zhuǎn)數(shù)與轉(zhuǎn)速是兩個概念，水泵的比轉(zhuǎn)數(shù)，簡稱比速，常用符號為ns。水泵的比轉(zhuǎn)數(shù)是指一個假想的所謂標(biāo)準(zhǔn)水泵葉輪的轉(zhuǎn)數(shù)，這個假想的水泵與真實水泵的葉輪各部分都幾何相似，而在消耗功率為0.735千瓦、揚程為1米、流量為0.075立方米/基于單片機(jī)的水位控制系統(tǒng)設(shè)計全文共25頁，當(dāng)前為第14頁。2.6、繼電器控制水泵加水電路1、繼電器控制電路的原理圖該電路由繼電器RL1和閉合開關(guān)、光電耦合器、水泵R7、R8、R9、R10以及D2、Q3等組成。當(dāng)水位在低水位時單片機(jī)給P1.1送一個高電平導(dǎo)通光電耦合器然后光電耦合器驅(qū)動Q3導(dǎo)致繼電器閉合從而讓220V的交流電接通使水泵加水。圖2-5繼電器控制水泵加水電路的原理圖其中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)計當(dāng)中發(fā)光源為發(fā)光二極管，受光器為光敏三極管。在本設(shè)計當(dāng)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。基于單片機(jī)的水位控制系統(tǒng)設(shè)計全文共25頁，當(dāng)前為第15頁。繼電器是具有隔離功能的自動開關(guān)元件，在我們設(shè)計當(dāng)中主要來做自動控制作用，我們采用+5V的直流電來控制220V的交流電，以達(dá)到控制水泵的作用，因為是在這里是以一種弱電來控制強(qiáng)電所以安裝和使用的過程當(dāng)中我們一定要注意用電安全注意事項。基于單片機(jī)的水位控制系統(tǒng)設(shè)計全文共25頁，當(dāng)前為第15頁。電磁式繼電器一般由鐵芯、線圈、銜鐵、觸點簧片等組成的。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與靜觸點（常開觸點）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，使動觸點與原來的靜觸點（常閉觸點）吸合。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，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，稱為“常開觸點”；處于接通狀態(tài)的靜觸點稱為“常閉觸點”。2.7、電源電路電源電路雖然簡單，但需要功能可靠，所用采用兩個三端集成穩(wěn)壓器7802、7805，可以方便的實現(xiàn)此功能，電路如圖7所示基于單片機(jī)的水位控制系統(tǒng)設(shè)計全文共25頁，當(dāng)前為第16頁。圖2-6電源電路基于單片機(jī)的水位控制系統(tǒng)設(shè)計全文共25頁，當(dāng)前為第16頁。2.8、看門狗技術(shù)在由單片機(jī)構(gòu)成的微型計算機(jī)系統(tǒng)中,由于單片機(jī)的工作常常會受到來自外界電磁場的干擾,造成程序的跑飛,而陷入死循環(huán),程序的正常運行被打斷,由單片機(jī)控制的系統(tǒng)無法繼續(xù)工作,會造成整個系統(tǒng)的陷入停滯狀態(tài),發(fā)生不可預(yù)料的后果,所以出于對單片機(jī)運行狀態(tài)進(jìn)行實時監(jiān)測的考慮,便產(chǎn)生了一種專門用于監(jiān)測單片機(jī)程序運行狀態(tài)的芯片,俗稱"看門狗"(watchdog)看門狗電路的應(yīng)用，使單片機(jī)可以在無人狀態(tài)下實現(xiàn)連續(xù)工作,其工作原理是:看門狗芯片和單片機(jī)的一個I/O引腳相連,該I/O引腳通過程序控制它定時地往看門狗的這個引腳上送入高電平(或低電平),這一程序語句是分散地放在單片機(jī)其他控制語句中間的，一旦單片機(jī)由于干擾造成程序跑飛后而陷入某一程序段進(jìn)入死循環(huán)狀態(tài)時,寫看門狗引腳的程序便不能被執(zhí)行,這個時候,看門狗電路就會由于得不到單片機(jī)送來的信號,便在它和單片機(jī)復(fù)位引腳相連的引腳上送出一個復(fù)位信號,使單片機(jī)發(fā)生復(fù)位,即程序從程序存儲器的起始位置開始執(zhí)行,這樣便實現(xiàn)了單片機(jī)的自動復(fù)位.基于單片機(jī)的水位控制系統(tǒng)設(shè)計全文共25頁，當(dāng)前為第17頁?？撮T狗,又叫watchdogtimer,是一個定時器電路,一般有一個輸入,叫喂狗(kickingthedogorservicethedog),一個輸出到MCU的RST端,MCU正常工作的時候,每隔一端時間輸出一個信號到喂狗端,給WDT清零,如果超過規(guī)定的時間不喂狗,(一般在程序跑飛時),WDT定時超過,就回給出一個復(fù)位信號到MCU,是MCU復(fù)位。防止MCU死機(jī).看門狗的作用就是防止程序發(fā)生死循環(huán)，或者說程序跑飛?；趩纹瑱C(jī)的水位控制系統(tǒng)設(shè)計全文共25頁，當(dāng)前為第17頁。工作原理：在系統(tǒng)運行以后也就啟動了看門狗的計數(shù)器，看門狗就開始自動計數(shù)，如果到了一定的時間還不去清看門狗，那么看門狗計數(shù)器就會溢出從而引起看門狗中斷，造成系統(tǒng)復(fù)位。所以在使用有看門狗的芯片時要注意清看門狗。系統(tǒng)軟件"看門狗"的設(shè)計思路：（1）看門狗定時器T0的設(shè)置。在初始化程序塊中設(shè)置T0的工作方式，并開啟中斷和計數(shù)功能。系統(tǒng)Fosc=12MHz，T0為16位計數(shù)器，最大計數(shù)值為(2的16次方)-1=65535，T0輸入計數(shù)頻率是。Fosc/12，溢出周期為(65535+1)／1=65536(μs)。（2）計算主控程序循環(huán)一次的耗時?？紤]系統(tǒng)各功能模塊及其循環(huán)次數(shù)，本系統(tǒng)主控制程序的運行時間約為16．6ms。系統(tǒng)設(shè)置"看門狗"定時器T0定時30ms(T0的初值為65536-30000=35536)。主控程序的每次循環(huán)都將刷新T0的初值。如程序進(jìn)入"死循環(huán)"而T0的初值在30ms內(nèi)未被刷新，這時"看門狗"定時器T0將溢出并申請中斷?；趩纹瑱C(jī)的水位控制系統(tǒng)設(shè)計全文共25頁，當(dāng)前為第18頁。（3）設(shè)計T0溢出所對應(yīng)的中斷服務(wù)程序。此子程序只須一條指令，即在T0對應(yīng)的中斷向量地址(000BH)寫入"無條件轉(zhuǎn)移"命令，把計算機(jī)拖回整個程序的第一行，對單片機(jī)重新進(jìn)行初始化并獲得正確的執(zhí)行順序基于單片機(jī)的水位控制系統(tǒng)設(shè)計全文共25頁，當(dāng)前為第18頁。圖2-7看門狗電路基于單片機(jī)的水位控制系統(tǒng)設(shè)計全文共25頁，當(dāng)前為第19頁?；趩纹瑱C(jī)的水位控制系統(tǒng)設(shè)計全文共25頁，當(dāng)前為第19頁。3、軟件設(shè)計3.1、系統(tǒng)總原理圖圖3-1系統(tǒng)總流程圖基于單片機(jī)的水位控制系統(tǒng)設(shè)計全文共25頁，當(dāng)前為第20頁?；趩纹瑱C(jī)的水位控制系統(tǒng)設(shè)計全文共25頁，當(dāng)前為第20頁。3.2、系統(tǒng)程序清單ORG0000HLJMPSTARTSTART:SETBP1.0SETBP1.1RESTART:MOVA,P1ANLA,#00000011BCJNEA,#00H,LOOP1;在低水位之下，開啟電動機(jī)，亮紅燈SETBP1.4SETBP1.3CLRP1.2LJMPRESTARTLOOP1:CJNEA,#01H,LOOP2;當(dāng)超過低水位，并且未達(dá)到高水位時，保持電動機(jī)轉(zhuǎn)動，亮綠燈SETBP1.4SETBP1.2CLRP1.3LJMPRESTARTLOOP2:CJNEA,#02H,LOOP3;系統(tǒng)故障（達(dá)到高水位，卻沒達(dá)到低水位）紅，黃，綠燈均閃爍CLRP1.4CLRP1.3CLRP1.2LCALLDELAY基于單片機(jī)的水位控制系統(tǒng)設(shè)計全文共25頁，當(dāng)前為第21頁。SETBP1.4基于單片機(jī)的水位控制系統(tǒng)設(shè)計全文共25頁，當(dāng)前為第21頁。SETBP1.3SETBP1.2LJMPRESTARTLOOP3:CJNEA,#03H,RESTART;當(dāng)達(dá)到高水位時，停止電動機(jī)，亮黃燈SETBP1.3SETBP1.2