基于單片機(jī)的水位控制系統(tǒng)1

單片機(jī)高塔水位控制系統(tǒng)本課程設(shè)計(jì)要求：在高塔的內(nèi)部我們?cè)O(shè)計(jì)一個(gè)簡易的水位探測傳感器用來探測三個(gè)水位，即低水位，正常水位，高水位。低水位時(shí)送給單片機(jī)一個(gè)高電平，驅(qū)動(dòng)水泵加水，紅燈亮；正常范圍的水位時(shí)，水泵加水，綠燈亮；高水位時(shí)，水泵不加水，黃燈亮。本設(shè)計(jì)過程中主要采用了傳感技術(shù)、單片機(jī)技術(shù)、光報(bào)警技術(shù)以及弱電控制強(qiáng)電的技術(shù)。技術(shù)參數(shù)和設(shè)計(jì)任務(wù)：1、利用單片機(jī)AT89C2051實(shí)現(xiàn)對(duì)高塔進(jìn)行水位的控制；2、把水位探測傳感器探得高塔中的水位送給單片機(jī)以實(shí)現(xiàn)對(duì)水泵加水系統(tǒng)和顯示系統(tǒng)的控制；3、光報(bào)警顯示系統(tǒng)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4、水泵加水電路由繼電器進(jìn)行控制；5、分析工作原理，繪出系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理圖及流程圖；一、本課程設(shè)計(jì)系統(tǒng)概述1、系統(tǒng)原理當(dāng)水位處于低水位的時(shí)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(gè)高電平，送入單片機(jī)的P1.0口，另一個(gè)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(dòng)紅燈亮，P1.5出來一個(gè)信號(hào)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(shí)，水泵加水，在P1.3引腳出來一個(gè)低電平，使綠燈亮；當(dāng)水位在高水位區(qū)時(shí)，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(gè)低電平，使黃燈亮，在P1.5端出來一個(gè)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。2、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖圖1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖采用單片機(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(shí),水位探測傳感器送給單片機(jī)一個(gè)高電平,然后單片機(jī)驅(qū)動(dòng)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(shí),水泵加水,綠燈亮,;當(dāng)水位在高水位時(shí),單片機(jī)不能驅(qū)動(dòng)水泵加水,黃燈亮。3、控制方案說明這個(gè)方案中使用了單片機(jī)處理，單片機(jī)技術(shù)是信息時(shí)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(huì)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(jì)顯示系統(tǒng)。4、系統(tǒng)組成及原理本系統(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(bào)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：工作原理：當(dāng)水位處于低水位的時(shí)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(gè)高電平，送入單片機(jī)的P1.0口，另一個(gè)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(dòng)紅燈亮，P1.5出來一個(gè)信號(hào)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(shí)，水泵加水，在P1.3引腳出來一個(gè)低電平，使綠燈亮；當(dāng)水位在高水位區(qū)時(shí)，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(gè)低電平，使黃燈亮，在P1.5端出來一個(gè)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。二、硬件設(shè)計(jì)1、單片機(jī)最小系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)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(chǔ)器〔PEROM〕和128bytes的隨機(jī)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器〔RAM〕，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)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(chǔ)單元，功能強(qiáng)大at89c2051單片機(jī)可為您提供許多高性價(jià)比的應(yīng)用場合本設(shè)計(jì)中單片機(jī)采用AT89C2051，它是一種高性能低價(jià)格單片機(jī)。引腳(20個(gè))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(chǔ)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、體積小和本錢低等優(yōu)點(diǎn)。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)精密比擬器的同相、反相輸入端。P1口輸出驅(qū)動(dòng)器能提供20mA的灌電流驅(qū)動(dòng)能力,其鎖存器寫1時(shí)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(dòng)器能提供20mA灌電流驅(qū)動(dòng)能力,其鎖存器寫1時(shí)可作輸入口。P316作為輸入線與片內(nèi)精密比擬器輸出端在片內(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(dòng)發(fā)光二極管,不用再配置發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)電路,P1.0與P1.1具有第二功能,不用再配置比擬器,從而簡化了控制電路的結(jié)構(gòu)。圖2最小系統(tǒng)電路圖2、水位檢測傳感器的選用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(hào)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，傳感器的根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(jì)當(dāng)中我們采用的水位探測傳感器簡單易做，經(jīng)濟(jì)實(shí)惠。其外形輪廓如下：圖3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(shí)候它不導(dǎo)通，水在正常范圍內(nèi)時(shí)，它導(dǎo)通。C線為高水位控制線，當(dāng)它導(dǎo)通時(shí)，表示水已經(jīng)為高水位。本設(shè)計(jì)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)銅線的電阻率比擬低，這樣就可以防止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(dòng)單片機(jī)工作(2)傳電性能比擬好，傳電速率比擬快，也就是說靈敏性非常好。(3)細(xì)銅線廉價(jià)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。3、穩(wěn)壓電路的設(shè)計(jì)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(hào)送給R12,如果送入的是高電平那么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那么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)。我查找了相關(guān)資料以及我們自己在設(shè)計(jì)過程當(dāng)中免去此穩(wěn)定電路,發(fā)現(xiàn)有時(shí)候也能實(shí)現(xiàn)我們的設(shè)計(jì)目的,但是也有很多時(shí)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4穩(wěn)壓電路原理圖4、光報(bào)警電路的設(shè)計(jì)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(shí)，注入的非平衡載流子〔電子－空穴對(duì)〕在擴(kuò)散過程中復(fù)合發(fā)光，這種發(fā)射過程主要對(duì)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(shí)，溝區(qū)導(dǎo)帶中的電子那么可逃過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(shí)，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。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(shí)需要啟動(dòng)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5光報(bào)警電路的原理圖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(shí)才能推動(dòng)發(fā)光二極管點(diǎn)亮。其中R14、R15、R16為上拉電阻起限壓控流作用。5、水泵的介紹水泵是每個(gè)家庭必不可少的生活工具，雖然大多數(shù)人并沒有認(rèn)識(shí)到這一點(diǎn)，但這確是事實(shí)。很多人對(duì)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(shí)根據(jù)需要也按使用部門、用途、動(dòng)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(dòng)力類型分

有手動(dòng)泵、畜力泵、腳踏泵、風(fēng)力泵、太陽能水泵、電動(dòng)泵、機(jī)動(dòng)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(yáng)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(shí)間內(nèi)所排出的液體的數(shù)量。通常泵的流量用體積計(jì)算，以Q表示，單位為米3/時(shí)〔m3/h〕、米3/秒〔m3/s〕、升/秒〔1/s〕，也可用重量計(jì)，以G表示，單位為噸/時(shí)〔t/h〕、噸/秒〔t/s〕、千克/秒〔kg/s〕。G與Q的關(guān)系：G=r×Qr-液體重度〔千克/米3〕因水的重量近似1000千克/米3，故1升/秒=3.6米3/時(shí)=3.6噸/時(shí)2〕揚(yáng)程〔H〕泵的揚(yáng)程是指單位重量的液體通過泵所增加的能量。以H表示，實(shí)質(zhì)上就是水泵能夠揚(yáng)水的高度，又叫總揚(yáng)程或全揚(yáng)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(yáng)程由吸水揚(yáng)程與出水揚(yáng)程兩局部組成，因此總揚(yáng)程=吸水揚(yáng)程=出水揚(yáng)程但由于水流經(jīng)過管路時(shí)受到各種阻力而減少了泵的吸水揚(yáng)程和出水揚(yáng)程，因此：吸水揚(yáng)程=實(shí)際吸水揚(yáng)程+吸水損失揚(yáng)程出水揚(yáng)程=實(shí)際出水揚(yáng)程+出水損失揚(yáng)程損失揚(yáng)程=吸水損失揚(yáng)程+出水損失揚(yáng)程總揚(yáng)程=實(shí)際揚(yáng)程+損失揚(yáng)程由于水泵銘牌上標(biāo)明的揚(yáng)程是上述水泵的總揚(yáng)程，因此不能誤認(rèn)為銘牌上的揚(yáng)程是實(shí)際揚(yáng)程數(shù)值，水泵的實(shí)際揚(yáng)程都比水泵銘牌上的揚(yáng)程數(shù)值小。因此在確定水泵揚(yáng)程時(shí)，這一點(diǎn)要特別注意。否那么，如果只按實(shí)際揚(yáng)程來確定水泵的揚(yáng)程，訂購來的水泵揚(yáng)程就低了，那可能會(huì)降低水泵的效率，甚至打不上水來。損失揚(yáng)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(diǎn)在管路設(shè)計(jì)和選配水管和附件時(shí)也應(yīng)注意。3〕允許吸上真空高度〔Hs〕允許吸上真空高度是指真空表讀數(shù)吸水揚(yáng)程，也就是泵的吸水揚(yáng)程〔簡稱泵的吸程〕，包括實(shí)際吸水揚(yáng)程與吸水損失揚(yáng)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(shí)，應(yīng)使水泵的吸水揚(yáng)程小于允許吸上真空高度值，否那么安裝過高，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(tái)泵都有一定的轉(zhuǎn)速，不能隨意提高或降低，這個(gè)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(yùn)轉(zhuǎn)超過額定轉(zhuǎn)速，不但會(huì)引起動(dòng)力機(jī)超載或轉(zhuǎn)不動(dòng)，而且泵的零部件也容易損壞；轉(zhuǎn)速降低，泵的效率就會(huì)降低，影響水泵的正常工作。5〕比轉(zhuǎn)數(shù)〔ns〕在前述水泵型號(hào)中，有些型號(hào)的組成局部有比轉(zhuǎn)數(shù)這個(gè)參數(shù)。比轉(zhuǎn)數(shù)與轉(zhuǎn)速是兩個(gè)概念，水泵的比轉(zhuǎn)數(shù)，簡稱比速，常用符號(hào)為ns。水泵的比轉(zhuǎn)數(shù)是指一個(gè)假想的所謂標(biāo)準(zhǔn)水泵葉輪的轉(zhuǎn)數(shù)，這個(gè)假想的水泵與真實(shí)水泵的葉輪各局部都幾何相似，而在消耗功率為0.735千瓦、揚(yáng)程為1米、流量為0.075立方米/秒時(shí)所具有的轉(zhuǎn)數(shù)。葉輪形狀相同或相似的水泵比轉(zhuǎn)數(shù)相同，葉輪形狀不相同或不相似的水泵比轉(zhuǎn)數(shù)不相同。如軸流泵比轉(zhuǎn)數(shù)比混流泵大，混流泵比轉(zhuǎn)數(shù)也是反映水泵特性的綜合性指標(biāo)。此外，要注意比轉(zhuǎn)數(shù)大的水泵，其轉(zhuǎn)速不一定高；比轉(zhuǎn)數(shù)小的，轉(zhuǎn)速不一定低。大流量、低揚(yáng)程的水泵，比轉(zhuǎn)數(shù)大，反之那么小。一般比轉(zhuǎn)數(shù)較低的離心泵，其流量小、揚(yáng)程高；而比轉(zhuǎn)數(shù)較高的軸流泵，其流量大、揚(yáng)程低?！?〕水泵故障原因1〕水泵在啟動(dòng)時(shí)不出水A、在啟動(dòng)前未注水或未注滿水。應(yīng)停泵重新將水注滿。B、吸水高度過大p應(yīng)降低吸水高度，使不超過6米。C、吸水管漏氣或有氣泡，應(yīng)檢查吸水管，消滅漏氣。D、水龍頭堵塞，應(yīng)清理水龍頭。E、轉(zhuǎn)數(shù)太低，檢查動(dòng)力情況。2〕啟動(dòng)后，水泵排水量很小A、葉輪進(jìn)水口被雜物堵塞，葉輪損壞或被堵塞；檢查水泵第一段，清理雜物或更換葉輪。B、水龍頭局部被堵塞；檢查清理。C、吸水管路接頭不嚴(yán)密；檢查接頭對(duì)口，上緊或換墊。D、葉輪的筋磨損，口環(huán)密封圈磨損過大；檢查確認(rèn)后，更換口環(huán)密封圈。E、盤綆箱漏氣；更換盤綆箱。3〕水龍頭突然掉水A、水龍頭露出水面；停泵。B、水龍頭被堵塞；停泵清理。4〕電動(dòng)機(jī)電流過大A、啟動(dòng)時(shí)排水閘門末關(guān)嚴(yán)；啟動(dòng)時(shí)注意。B、平衡環(huán)板傾斜太大或零件有卡住現(xiàn)象；檢查內(nèi)部，把不正常局部修好。C、轉(zhuǎn)動(dòng)局部調(diào)整得不正確，向吸水方向串，動(dòng)過大，使葉輪抵住口環(huán)；先將葉輪轉(zhuǎn)子推到進(jìn)水側(cè)的頂點(diǎn)，并應(yīng)根據(jù)刻線檢查。D、對(duì)輪接合不正或皮圈過緊；找正處理。5〕乏水管泄水太多跑高壓水A、平衡盤尾套與串水套間隙擴(kuò)大；檢查處理，必要時(shí)更換其中一個(gè)零件。B、橡膠平衡環(huán)的裝配不適當(dāng)，未被支架或加緊圈壓住，在加緊圈下未加橡皮繩；取下支架，重新裝配平衡環(huán)。6〕運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)泵有震動(dòng)A、水泵和電動(dòng)機(jī)中心未對(duì)好；檢查調(diào)整。B、水管固定的不正確；檢查調(diào)整。C、支架軸承間隙大；檢查調(diào)整。D、軸彎曲；檢修，更換新軸。E、葉輪或平衡盤歪斜；檢修。F、地腳螺絲松弛，根底不緊固；擰緊地腳螺栓或研究解決根底問題。7〕軸承發(fā)熱A、油不干凈或油量缺乏；清洗軸承，換油或加油。B、油圈不轉(zhuǎn)或不靈活；檢查處理。C、軸瓦間隙太??；適當(dāng)調(diào)整(加墊或刮瓦)。D、盤經(jīng)發(fā)熱盤綆裝得太緊或未浸透油；重新調(diào)整或更換。E、平衡盤發(fā)熱乏水管內(nèi)太臟或管上閥門未開啟；清理或翻開閥門。F、水泵外殼發(fā)熱在閘門關(guān)閉或無水情況下，水泵工作時(shí)間過長；停泵冷卻，再開動(dòng)時(shí)注意。另外，在水泵運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，還會(huì)出現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的故障，這里就不再介紹。〔4〕故障處理方法1)不吸水或不出水，多由于底閥卡死，濾水局部淤塞；吸水的高度太高或吸水管漏氣；以及葉輪流道堵塞等所致，應(yīng)分別采取相應(yīng)方法解決。2)管路漏水或漏氣，可能是安裝時(shí)螺栓沒擰緊。如果滲漏不嚴(yán)重，可在漏水或漏氣的地方涂水泥漿，并用板手?jǐn)Q緊螺帽；假設(shè)漏水嚴(yán)重，那么要重裝。3)水泵劇烈震動(dòng)，可能是在電動(dòng)轉(zhuǎn)子不平衡，或者聯(lián)軸器結(jié)合不良，軸承磨損、彎曲；也可能是由轉(zhuǎn)動(dòng)部件松馳、破裂和管路支架不牢等引起。應(yīng)視不同情況進(jìn)行調(diào)整、加固、校直或更換。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(shí)單片機(jī)給P1.1送一個(gè)高電平導(dǎo)通光電耦合器然后光電耦合器驅(qū)動(dòng)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6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(hào)的一種電一光一電轉(zhuǎn)換器件。它由發(fā)光源和受光器兩局部組成。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)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(jì)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(hào)穩(wěn)定地送給繼電器驅(qū)動(dòng)繼電器閉合。繼電器是具有隔離功能的自動(dòng)開關(guān)元件，在我們?cè)O(shè)計(jì)當(dāng)中主要來做自動(dòng)控制作用，我們采用+5V的直流電來控制220V的交流電，以到達(dá)控制水泵的作用，因?yàn)槭窃谶@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平安考前須知。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(huì)流過一定的電流，從而產(chǎn)生電磁效應(yīng)，銜鐵就會(huì)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(dòng)銜鐵的動(dòng)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(huì)在彈簧的反作用力返回原來的位置，使動(dòng)觸點(diǎn)與原來的靜觸點(diǎn)〔常閉觸點(diǎn)〕吸合。這樣吸合、釋放，從而到達(dá)了在電路中的導(dǎo)通、切斷的目的。對(duì)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(shí)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“常閉觸點(diǎn)〞。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(gè)三端集成穩(wěn)壓器7802、7805，可以方便的實(shí)現(xiàn)此功能，電路如圖7所示圖7電源電路8、看門狗技術(shù)在由單片機(jī)構(gòu)成的微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中,由于單片機(jī)的工作常常會(huì)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(yùn)行被打斷,由單片機(jī)控制的系統(tǒng)無法繼續(xù)工作,會(huì)造成整個(gè)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(duì)單片機(jī)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)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(yùn)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(shí)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(gè)I/O引腳相連,該I/O引腳通過程序控制它定時(shí)地往看門狗的這個(gè)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(shí),寫看門狗引腳的程序便不能被執(zhí)行,這個(gè)時(shí)候,看門狗電路就會(huì)由于得不到單片機(jī)送來的信號(hào),便在它和單片機(jī)復(fù)位引腳相連的引腳上送出一個(gè)復(fù)位信號(hào),使單片機(jī)發(fā)生復(fù)位,即程序從程序存儲(chǔ)器的起始位置開始執(zhí)行,這樣便實(shí)現(xiàn)了單片機(jī)的自動(dòng)復(fù)位.看門狗,又叫watchdogtimer,是一個(gè)定時(shí)器電路,一般有一個(gè)輸入,叫喂狗(kickingthedogorservicethedog),一個(gè)輸出到MCU的RST端,MCU正常工作的時(shí)候,每隔一端時(shí)間輸出一個(gè)信號(hào)到喂狗端,給WDT清零,如果超過規(guī)定的時(shí)間不喂狗,(一般在程序跑飛時(shí)),WDT定時(shí)超過,就回給出一個(gè)復(fù)位信號(hào)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。工作原理：在系統(tǒng)運(yùn)行以后也就啟動(dòng)了看門狗的計(jì)數(shù)器，看門狗就開始自動(dòng)計(jì)數(shù)，如果到了一定的時(shí)間還不去清看門狗，那么看門狗計(jì)數(shù)器就會(huì)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(shí)要注意清看門狗。系統(tǒng)軟件"看門狗"的設(shè)計(jì)思路：〔1〕看門狗定時(shí)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(jì)數(shù)功能。系統(tǒng)Fosc=12MHz，T0為16位計(jì)數(shù)器，最大計(jì)數(shù)值為(2的16次方)-1=65535，T0輸入計(jì)數(shù)頻率是。Fosc/12，溢出周期為(65535+1)／1=65536(μs)?！?〕計(jì)算主控程序循環(huán)一次的耗時(shí)。考慮系統(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(yùn)行時(shí)間約為16．6ms。系統(tǒng)設(shè)置"看門狗"定時(shí)器T0定時(shí)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