毕业论文水箱水位单片机控制系统5.doc

水箱水位单片机控制系统 摘 要 传统的水箱水位控制结构复杂不易实现 是采用较为古老的方式来控制 这样在实现控制上需要更多的人力和物力 计算机作为信息时代的产物 它被 使用在生活的方方面面 当今单片机已经可以较好的控制水箱水位的变化 这 种操作方式有利于很好的实现人机对话和修正改变简单 因此单片机自问世以 来一直受到工业控制的重视 本文首先从介绍单一一类基于单片机技术来实现水箱水位控制的设计理论 入手 然后稍微详细的叙述了单片机的端口 引脚和功能 比较系统的分析了 以单片机为核心的系统部件 接下来设计了外围系统的硬件电路 最之后能够 达到合理水位的控制目的 在控制期间中 检测设备使用气体压力传感器输出 检测到的信号 传送到核心单片机的模拟量输入口 并对其和给定值进行运算 和对比 得到输出控制信号传送到单片机控制系统中的交流变频器 单片机来 控制交流电机 实现水箱水位变化的控制 关键词 水箱水位 单片机 控制 PID 设计 TheThe designdesign ofof controlcontrol systemsystem ofof waterlevelwaterlevel basedbased onon MicrocomputerMicrocomputer AbstractAbstract The traditional tank water level control system is not easy to achieve It used the more sophisticated way to control water level It was the oldest tool But the realization of control required more human and material resources As the product of the information age Computers are used in all aspects of life today They can have better control of the microcontroller tank water level changes This mode of operation is conducive to a good man machine dialogue and change a simple fix so the microcontroller has been since the advent of the industrial control attention This paper first introduces a single microcontroller based technologies to achieve a design theory tank water level control to start Followed by a more detailed exposition of the microcontroller pin and use the system introduces the microcontroller as the core of the system components Next peripheral system hardware circuit design the most reasonable control purposes can be achieved after the water level During the control the use of gas detection equipment to detect the pressure sensor output signal sent to the microcontroller core analog input port and its operation and given value and contrast to obtain an output control signal to the microcontroller control system AC drives AC motor control MCU to achieve control tank water level changes KeyKey words words single chip microcontroller the water level of the water tank control PID design 目目 录录 第 1 章 绪 论 1 1 1 论文的研究目的和意义 2 1 2 国内外发展状况 3 第 2 章 系统工作原理 4 2 1 水箱水位系统结构原理 4 2 2 水箱水位系统控制原理 4 2 3 系统控制部分结构相关说明 6 2 4 80C51 引脚电路及其功能 6 第 3 章 系统硬件设计 9 3 1 80C51 单片机水箱水位控制系统硬件 9 3 1 1 单片机最小系统设计 9 3 1 2 继电器驱动电路设计 10 3 1 3 水箱水位检测传感器 11 3 1 4 单片机电源电路设计 11 3 1 5 二级管看出电路设计 12 3 1 6 光电报警电路设计 12 3 2 AT80C51 水箱控制系统主控硬件布置方案 14 第 4 章 系统的软件实现 15 4 1 系统主程序原理和流程图设计 15 4 2 子程序原理及流程框图 16 第 5 章 总结 19 参考文献 20 致 谢 21 附录一 单片机控制系统原理图 22 附录二 软件系统汇编总程序 23 第第 1 1 章章 绪绪 论论 二十一个世纪以来 随着科学技术的发展和社会的进步 信息时代渗透了人们生活的 方方面面 我们的生活也有很大的提高和改善 信息技术带来的不仅仅是我们的生活 同 时我们的工业和制造业也有翻天覆地的变化 我们利用单片机和微计算机实现了测量技术 和控制技术的飞跃发展 现代控制设备的结构运行速度也随之发生巨变 随着电子信息科 学技术的进步和发展 多种公司和生产厂家在生产书箱的期间中都采用单片机控制来实现 水箱水位采用单片机控制是因为它拥有较好的运行速度和交容易控制的操作方式 在生产 和加工期间中 我们必须考虑生产效率和加工的产品的好坏等运行速度指标 在发电厂 金属冶炼生产中 保持高低压加热器水位 锅炉的汽包水位 汽轮机凝汽水位 除氧器水位等 是生产期间中生产安全的保障 同样在科研和教学实验中也会 经常遇到包含水箱水位控制系统的实验装置 在工业生产当中工程使用水位主 要常用测量方式包括压力传感器测距 机械浮子 激光红外线测距 超声波等 就一般液位测量来说 这些测量方式各有优缺 应依照不同的要求和生产阶段 进行有效选择 以往水位的控制主要是由相应工作人员人工操作 但不能直接 的进行数据的看出而导致控制精度不够准确 容易引起操作失误 1 11 1 论文的研究目的和意义论文的研究目的和意义 采用单片机来进行水箱水位控制具有设计结构单一 成本较低 支持很多 指令等优点 因此这种控制有着非常广泛的使用 传统的水箱水位控制都是人 工操作来实现的 不能很好的及时的控制 因此基于单片机的控制就显得非常 有优点和使用前景 首先 单片机控制在水位的控制期间中 操作人员能依照 控制要求和效果在监控计算机上及时修正改变使用数据 减少人工操作失误 增强生产期间安全性 其次 单片机控制具有实时操控性 可在生产期间中随 时更改使用数据 修正改变系统的控制参数 以便更合适地控制水位 第三 采用数码看出方法能够集中而直接地看出水位有关的各使用控制参数简单控制 随着科技的进步 新技术和新科技总是一步一步取代传统的落之后的技术 水箱水位控制系统在生活中的各行各业都有比较广泛的影响 已经成为各个行 业中不可缺少的重要元素 信息时代的快速发展带动了控制技术的高速前进 传统的人为的控制技术已经不能够满足人们对技术的要求 我们有必要研究和 开发新的技术和方法来使用在生活中的各个方面 我们在控制水箱时常常使用 的系统有如下 水箱水位的监控系统 水箱环境实时监控系统 水箱水位调节 系统等等 人们在工作期间中 单一的器件损坏和人为的误差都会造成系统的 不能实现 从而导致生产资源浪费 更大程度上会影响生产生活的安全 近代 信息时代成为第三次科技革命的主要产物 单片机在水箱水位控制中的使用得 到广泛的发展 采用智能化的单片机能够准确认真地执行生产使用当中的规定 要求 这样可以在很大限度上避免事故的发生 从而可以增强资源使用率及提 高生产效率 整个系统的设计期间中 我们能够对单溶液位系统 双溶液位系统等水箱 水位控制系统有个深刻的了解和研究 考虑到不同系统设计方法 在实现不同 的水箱水位控制功能时候 我们有更多的了解 1 21 2 国内外发展状况国内外发展状况 我国的综合自动化与技术研究现在已经达到了美 日等国家的技术水平 领先与其它国家 走在了世界的前列 在智能自动化保护技术方面的开发利用 也走在了其它各国的前列 在研究综合自动化和智能保护技术方面领域的研究 上应用新的科学理论 如人工智能网络系统理论 网络通信技术理论 微电技 术理论 自适应控制理论等 可以在很大的程度上提高我国单片机控制的技术 水平 对电站的工作效率和安全性都有很重要的现实意义 现代控制系统中 电子计算机在其中有着不可替代的重要作用 单片机控制中电子计算机的应用 能够更好的提高单片机控制的工作效率 21 世纪以来 电子计算机的更新换代 越来越快 新技术的应用越来越频繁 计算机技术在单片机控制中用输电 发 电 配电 变电等重要环节中都起到了中流砥柱的作用 单片机控制自动化技术与计算机技术相结合所形成新技术必将是整个单片 机控制智能控制的技术 它将应用于整个单片机控制运行的各个环节当中 目 前我国正在进行的水箱改革 实际上就是传统的水箱向数字化水箱系统的转化 也可以说是向智能化的转变 因为我国是一个区域特别复杂的国家 所以这个 转变将会是一个相对长期的工作 计算机技术的应用可以使水箱水位实现生产自动化 水箱水位生产自动化 实际上就是计算机屏幕化的运行管理和记录统计数字的自动存储 操纵和监视 也是水箱水位自动化过程中的重要组成部分 只有实现了计算机完全管理运行 才能实现水箱水位的整体自动化 目前我国的大部分水箱水位都是半自动化 就是计算机辅助办公 人是主体部分 而自动化的重要标志就是实现无人办公 的局面 我国在这方面还需要进一步的发展 单片机控制自动化中最重要组成部分是自动化实现 目前我国将水箱调度 自动化系统主要分为国家水箱 大区 省级 地区以及县级调度五级系统 在 各级系统中计算机都占据了主导作用 计算机网络系统是水箱调度系统中最重 要的组成部分 它位于电度控制中心 计算机自动化网络系统将整个水箱各个 节点连接在一起 形成一个整体的单片机控制网络 系统的其他硬件组成主要 包括有变电工作站 系统服务器 水箱水位终端设备 显示设备及打印设备 这些硬件设备也都并入整个计算机自动化网络系统 并由系统调节各部分协调 工作 水箱水位控制系统近已经不仅仅使用于大型生产和加工方面 人们日常生 活中水箱水位控制系统也是有着非常广泛的使用的 有些国家在新型单片机系统科究 制造和使用等方面上 积累了多种丰富 的经验 奠定很大基础 并进入国际市场 而我国目前在新型测量控制装置和 单片机系统研究 制造 使用和经验上 和其他发达国家相比较仍存在部分差 距 但是我国的科技研究人员克服了多种困难 并持续在单片机自动控制系统 方面中摸索 前进 已经在某些相关方面上追上甚至超越部分发达国家的技术 水平 这是单片机自动控制系统目前的发展趋势 第第 2 2 章章 系统工作原理系统工作原理 2 12 1 水箱水位系统结构原理水箱水位系统结构原理 本设计主要采用单片机来实现水箱水位控制的功能 其中还包括实现水位 实时控制及报警功能 本设计具有操作合适 运行速度良好的优点 水箱水位 控制系统是一个完整的系统包括许多硬件和软件 结构上有自己独特的结构特 点 水箱给水设备系统是一个完备的整体 它主要包括三大部分 其中有两台 给水泵机组 水箱和浮球开关 我们研究系统的时候通常简化为以下结构形式 如下图所示 图 2 1 水箱控制系统结构 上图是水箱给水系统的原理结构图 图中我们可以看出它包括两个水泵机 组和浮球开关 其中水泵机组 M1 M2 为给水泵机组 由上图我们可以看出水箱 里面代号各有各的代表 其中 LG 为水位高的浮球开关 LD 为水位低的浮球开 关 LDD 为水位低低浮球开关 在我们研究水位的时候 开关的开与关都显示 不同的数据 我们就能看出水位的高低不同直接关系到开关的通与断 当水位 高 即水位高于 90 水位的时候 时 LG 闭合状态 当水位低 水位开关小于 75 时 LD 闭合 当水位低低 小于 50 时 LDD 闭合 2 22 2 水箱水位系统控制原理水箱水位系统控制原理 水箱里面随着水位的高低会看出浮球的变化 我们分别启动水泵机组具体 如下 当水箱水位低时 我们为了达到控制水位的目的 需要打开水泵机组 M1 和 M2 的给水阀 当水位继续升高达到一定的值时 如水位提升到百分之九十 关闭水泵机组 M1 的给水阀 当水箱水位随着使用水量的变化而降低时 为了控制水位 在低水位 低 于水箱水位的二分之一 时 水泵机组 M1 M2 可以同时启动完成水位的调节 当水位上升到水箱 50 以上水箱 75 如下时 停止水泵机组 M2 同时水泵 机组 M1 继续使用到水位上升到水箱 90 以上才停止工作 经过实际数据分析 总结经验值如下 水位从水箱 50 到水箱 75 两台泵使用需要约 10 分钟 水位从水箱 75 到水箱 90 一台泵使用需要约 15 分钟 水箱的水位可以保持在一定的范围之内 75 90 达到水位控制的效果 报警控制如下 当水位大于水箱 90 的水量 分析变送器发送信号通过检测信号的传感器 来控制 LG 闭合 系统水位高开始报警 当水位低于水箱 75 的水量 送器发送信号通过检测信号的传感器来控制 LD 闭合 系统水位低开始报警 当水位低于水箱 50 的水量 送器发送信号通过检测信号的传感器来控制 LDD 闭合 系统水位过低的时候 系统通过报警系统产生报警信号 我们可以推导出系统在手动和自动模式之间切换的过程如下 总结控制过 程 系统处于全自动模式时刻 水位能够自动判定 工作人员可以选择不同的 工作条件来调节系统的中断 在手动的模式下 两台给水泵的使用控制可由人工自己操作完成 电路原理图如图2 2可以很好的实现水位控制的原理 图 2 2 水位控制电路原理图 上图我们可以得知单片机引脚 P3 0 和开关 K1 相连 引脚 P3 1 和开关 K2 相连 引脚 P3 2 和开关 K3 相连 引脚 P3 3 和开关 K4 相连 引脚 P3 4 和开关 K5 相连 引脚 P3 5 和开关 K6 相连 其中的功能分别是 K1 DD自动正转加水M1M2 K2 手动反转抽水M1M2 K3 GG自动停止M1M2 K4 手动正转加水M1M2 K5 手动停止 K6 D自动正转加水M1 2 32 3 系统控制部分结构相关说明系统控制部分结构相关说明 该系统是使用 51 单片机和外围控制电路来实现的 其中 51 单片机为该系 统的主要芯片 51 单片机的具体端口控制如下 P1 口和 P3 口为输入输出检测 信号和控制信号 P3 0 水位低低报警输出信号 P3 1 水位低报警输出信号 P3 2 水位高报警输出信号 P3 4 手动起动 M1 输入信号 P3 5 手动起动 M2 输入信号 P3 6 手动停 M1 输入信号 P3 7 手动停 M2 输入信号 P1 0 水位低低输入信号 P1 1 水位低输入信号 P1 2 水位高输入信号 P1 3 手动和自动转换输入信号 P1 4 M1 起动 KM1 控制输出信号 P1 5 M2 起动 KM1 控制输出信号 P1 6 M1 开关状态输入信号 P1 7 M2 开关状态输入信号 2 42 4 80C5180C51 引脚电路及其功能引脚电路及其功能 1 AT89C51 具有如下几个特点 1 AT89C51 和 MCS 51 系列的单片机 它们的指令系统和引脚上基本全部 兼容 2 片内有 4 1024 字节可重复编程快擦写程序存储器 3 全静态工作 使用范围都是 0Hz 到 24MHz 之间 4 它们都有多级程序存储器加密功能 5 128 乘 8 位内部 RAM 6 三十二位双向输入输出端口 7 16 位定时器两个和计数器 8 5 个中断源和 2 级中断优先级 9 一个全双工的异步串行口 10 间歇和掉电两种工作方式 2 AT89C51 的功能说明 AT89C51 是一类低耗电的芯片 它具有处理和计算功能 能够实现算术运算 和逻辑运算 高运行速度的芯片 它同时也是 CMOS8 位微处理器 3 AT89C51 引脚功能 AT89C51 单片机是一款数字处理芯片 具有如下所示的 40 引脚分布 图 2 3 AT89C51 单片机引脚分布图 第第 3 3 章章 系统硬件设计系统硬件设计 作为一个完整的系统 应该有相应的硬件系统和软件组成 为了能够实现 检测系统智能化 我们采用 80C51 单片机来控制水箱水位 其中系统的硬件设 计包括单片机最小系统的设计 显示电路的设计 报警电路的设计和电源电路 的设计 3 13 1 80C5180C51 单片机水箱水位控制系统硬件单片机水箱水位控制系统硬件 3 1 13 1 1 单片机最小系统设计单片机最小系统设计 本系统的设计是采用 AT09C51 芯片设计的 以为该芯片的运行速度和价格 都有明显的优势 其中单片机引脚和指令系统和 8031 单片机的引脚和指令是基 本全部匹配的 这一款单片机片内有 2048 字节的闪速程序存储器 除没有 P0 口 P2 口外 具有 8031 系列的芯片的所有功能和结构 RST 1 RXD P3 0 2 TXD P3 1 3 XTAL2 4 XTAL1 5 INT0 P3 2 6 INT1 P3 3 7 T0 P3 4 8 T1 P3 5 9 GND 10 VCC 20 P1 7 19 P1 6 18 P1 5 17 P1 4 16 P1 3 15 P1 2 14 P1 1 AIN1 13 P1 0 AIN0 12 P3 7 11 U1 AT89C2051 5V R1 1K C3 10uF SW PB Y1 12MH Z C2 33pF C1 33pF 5V 图 3 1 最小系统电路图 3 1 23 1 2 继电器驱动电路设计继电器驱动电路设计 本小节对中继电器电路进行设计 由于使用单片机I O口的驱动电流较弱 不能够很好的满足继电器吸合电流参数的要求 所以需使用三极管进行放大来 驱动继电器吸合 设计电路如图所示 图 3 2 继电器部分电路图 在设计电路的时候通常会有电源尖峰脉冲 这种噪声信号可以引发的噪声 干扰 这种干扰能够影响信号的传输 我们经常采用电容的耦合来达到去噪的 性能 具体的应用是在电源和单片机顶端接入电容 这种电容可以达到去耦的 作用 这样可以大大的增强系统稳定性和抗噪性能 因此本设计具有较强的抗 噪能力和环境适应能力 3 1 33 1 3 水箱水位检测传感器水箱水位检测传感器设计设计 传感器是一类能检测被测目标物理量的器件 它是可以将目标转化为简单 传输或处理的电信号的设备 在现代科技方面中 传感器得到了非常广泛使用 包括工业 农业 制造业以及医学生物等等 各种传感器可以实现不同信息的 检测 我们在该设计过程中采用的水位探测传感器是较为简单实用和经济实惠 的 其外形轮廓如下 5v A B 图 3 3 水位探测传感器外观图 上图可以得知端口 A 接电源 其中电源的电压为 5V 端口 B 作为低水位 控制线 当水位到达低水位的时候它不导通 水在正常范围内时 它导通 C 线为高水位控制线 当它导通时 表示水已经为高水位 本次设计采用细铜线作为水位监测传感器的材料 主要考虑到细铜线的电 阻率比较低 能够避免因为电阻过大而导致的输出电平过低 其次 传电运行 速度比较好 传电速率较快 具有很好的灵敏性 该传感器的尺寸是 A 线是三十厘米 B 线是二十厘米 C 线是十五厘米 铜线直径是十五毫米 3 1 43 1 4 单片机系统单片机系统电源电路设计电源电路设计 设计电源电路需要比较稳定的电源供电 所以再设计电源的时候 稳定的供电 和可靠的输出是必须考虑的 三端集成稳压器7802芯片和7805被用来制造稳定 的电压信号 这样可以实现简单的电源功能 下图为电路图 D4 D2 C5 0 1uF C6 0 1uF C7 0 01uF 1 2 3 J1 CON3 Vin 1 GND 2 Vout 3 U2 7805 Vin 1 GND 2 Vout 3 U1 7812 C4 1000uF V1 VSIN D3 D1 GND 5V 12V 图3 5 电源电路图 3 1 53 1 5 二级管显示电路设计二级管显示电路设计 看出电路是智能控制中必须有的部件 在这里我们为了更好的看出所设计 的系统的功能 我们设计了看出电路 这种电路具有很好的通用性和美观性 设计二级管看出电路如图 3 6 所示 图 3 6 报警电路图 这个配合数码管和电阻 该电路作为报警显示电路 这个电路的主要功能 是实现水箱水位不正常时刻的报警作用 其中这个电路主要由三个发光二极管 组成 它们分别和单片机的 P0 0 端口 P0 1 端口 P0 2 引脚连接 其中 D1 是 电机加水提示灯 D2 是电机抽水提示灯 D3 是电机停止提示灯 3 1 63 1 6 光电报警电路设计光电报警电路设计 本次电路设计采用不同色彩的发光二极管来表示水位情况 即红灯亮时 他两灯不亮可以表示是低水位状态 此时需要水泵启动来加水 绿灯亮时 其 他两灯不亮可以表示在正常的水位线内 黄灯发亮 其他两灯不亮为高水位状 态 水泵停止加水 三灯闪烁表示该系统出现了故障 D10 YEL LOW D9 GREE D D8 RED R16 1K R14 1K R15 1K 5V P1 4 P1 3 P1 2 图 3 7 光报警电路的原理图 报警电路使用共阳极的电路接法 因此只有当单片机给发光二极管为低电 平电路可以工作 低电平可以推动发光二极管点亮 其中起限压控流作用的电 阻 R14 电阻 R15 电阻 R16 为上拉电阻 3 23 2 AT80C51AT80C51 水箱控制系统主控硬件布置方案水箱控制系统主控硬件布置方案 本系统电路分别由单片机 80C51 泵电机 M1 M2 控制电路 水位反馈和报警 控制电路三部分组成 利用该电路实现对水箱废水排放和进水手动 自动切换 以及报警功能 其原理图如下图 3 8 图 3 8 基于 80C51 单片机的水箱控制系统原理图 80C51 为数据采集及处理模块核心 它主要完成系统对水位高低信号是否 满足指标的信息采集 9 对采集到的水位信号利用系统程序进行对信号的判定 等处理 依照采集信号的不同 驱动相应信号对应功能的引脚来实现对水箱水 位的控制 第第 4 4 章章 系统的软件系统的软件实现实现 关于该系统程序的相关开发使用汇编语言 程序实现了当水位处于 LG 高 或 L 低 时 报警信号输出 判定泵水方式 当水位达到规定容量时 停止泵 水 在次程序中 低电平为有效 高电平为无效 本文主要介绍并使用系统水 泵的自动模式 4 14 1 系统主程序系统主程序原理和流程图设计原理和流程图设计 主程序要实现的是 对数据的初始化 并且判定用户是使用自动模式还是 手动模式 依照用户的具体需求 若用户选择自动模式 可以程序调用自动化子程序 若用户选择手动模式 可以程序调用手动子程序 ORG 0000H AJMP MAIN ORG 0060H MAIN MOV P1 FFH P1 P3 口初始化置 1 MOV P3 FFH JNB P1 3 AUT 若手动在自动位置 跳到自动模式子程序 AJMP MEN 否可以转到手动模式子程序 END 主程序框架图如下 图 4 1 主程序流程图 4 24 2 子程序原理及流程框图子程序原理及流程框图 自动模式子程序使用的前置条件为 系统开始使用 并且用户选择使用自 动化控制模式 自动模式子程序 首先判定水位是否高 LG 若水位高于指标 可以使用 水位高报警 程序 并返回主程序 若水位不高 可以判定水位是否低 LD 若水位低 可以试使用 水位低时报警 程序 接下来判定水位是否低低 LDD 若水位没有达到 LDD 的指示标志 我们可以试判定 M1 是否启动 若没 有启动 可以启动 M1 若 M1 启动 可以判定 M2 是否启动 若 M2 启动 可以程序使用 停止 M2 程序 若 M2 没有启动 可以试程序使用 延迟 1 分钟 一分钟之后程序 返回主程序 若水位达到水位 LDD 的指标 可以使用 水位低低报警 接下来程序判定 M1 是否启动 若 M1 未启动 可以使用 M1 启动 程序 若 M1 启动 可 以程序判定 M2 是否启动 若 M2 未启动 可以使用 M2 启动 程序 若 M2 启动 可以使用 延迟一分钟 一分钟之后程序 返回主程序 其程序控制如下所示 ORG 0000H AJMP MAIN ORG 0060H MAIN MOV P1 FFH P1 P3 口初始化置 1 MOV P3 FFH JNB P1 3 AUT 若手动在自动位置 跳到自动模式子程序 AJMP MEN 否可以转到手动模式子程序 END AUT NOP 空命令 JNB P1 2 LG 水位高 LG JB P1 1 LD 水位没低 LD CLR P3 1 水位低报警 JB P1 0 LDD 水位未低低 LDD CLR P3 0 水位低低报警 JNB P1 6 Y1 M1 已启动 Y1 CLR P1 4 否可以启动 M1 Y1 JNB P1 7 Y2 M2 已启动 Y2 CLR P1 5 否可以启动 M2 Y2 ACALL DELAY 延时 1 分钟 AJMP AUT 返回自动模式 LDD JNB P1 6 Y3 单独使用 M1 LDD 水位 LD CLR P1 4 Y3 JB P1 7 Y2 SETB P1 5 AJMP Y2 LG CLR P3 2 水位高报警 LD AJMP MAIN 返回主程序 自动模式子程序原理框图如图 4 2 图 4 2 自动模式子程序原理框图 第第 5 5 章章 总结总结 由于单片机技术的持续成熟 我们逐渐变化控制的智能 只是单一的单片 机接口电路的外围 核心是人编写的程序来完成 它不仅使产品规模 生产成 本也降低了 长期使用也不会影响精度 所以 无论是现在还是将来 将会有 更多的人来接受并使用 据不基本全部统计 中国的年生产能力已达到 整体 提高率周期估计为每年 但相比于国际市场 中国的份额不到 使用的单片机 生产的产品大部分沿海部分 并持续地辐射向内地 所以 单片机的学习非常 重要的和值得的 在基于单一芯片上 这是核心的 AT80C51 单片机的水位控制 系统的设计 利用单片机的水箱液位控制系统的设计 综合运用知识的大学及解决相关 问题的研究中 让我深刻了解和掌握单片机的控制理论和设计方法 不仅深化 和审查供应链管理的知识 程序设计等相关专业 也有单片机控制技术在实际 使用经验的积累 参考文献参考文献 1 何立民 单片机高级教程 北京航空航天大学出版社 2004 7 2 粟世明 刘湘涛 单片机原理和使用 电子工业出版社 2006 8 3 何立民 单片机中级教程 北京航空航天大学出版社 1999 12 4 李华 MCU 51 系列单片机实用接口技术 北京 北京航空航天大学出版社 1993 6 5 陈光东 单片机微型计算机原理和接口技术 第二版 武汉 华中理工大学 出版社 1999 4 6 徐淑华 程退安 姚万生 单片机微型机原理及使用 哈尔滨 哈尔滨工业 大学出版社 1999 6 7 锻九州 放大电路实用设计手册 沈阳 辽宁科学技术出版社 2002 5 8 马田华等 可编程单总线数字式温度传感器的原理和使用 电子质量 2004 7 9 于永学等 1 Wire 总线数字温度传感器及使用 电子产品世界 2003 12 10 张胜全 D18B20 数字温度计在微机温度采集系统中的序编制 南京 南 京大学出版社 1998 3 11 周晗晓 袁慧梅 单片机系统的印制板设计和抗干扰技术 电子工艺技术 2004 6 致致 谢谢 由于本论文是在我的导师悉心指导下完成的论文 我的导师渊博的专业知 识和理论知识 严谨的治学态度和作风对我影响非常深刻 将使我受益一辈子 在我研究的各个环节 导师都对我进行了细心的指导 提出了很多指导性建议 和意见 论文处处都凝聚了导师的辛勤劳作 同时 在日常生活中 导师也对 我进行了无私的帮助和关心 在此对导师致以最衷心的感谢 感谢为本文提供实验数据的前辈们 是你们的无私奉献 才使得本人能够 完成科研任务 取得预期结果 感谢院系各位领导老师 感谢他们对学生的关心和帮助 感谢我的父母及其他亲人多年来对我的支持和关心 使我能全身心投入到 学习研究中去 本文的顺利完成也包含着他们的无私奉献 同时 感谢宿舍的全体舍友 在日常生活中对我的帮助和关心 使我度过 了精彩的研究生生活 最后还要感谢那些在我成长道路上给过我关心和帮助的人 在此对他们表 示衷心的感谢 再次向关心过我的人表示我最诚挚的谢意 我代表个人将以最大的热情 投入到今后的工作和生活中 尽全力来报答所有帮助我过的老师和同学 附录一 单片机控制系统原理图附录一 单片机控制系统原理图 RST 1 RXD P3 0 2 TXD P3 1 3 XTAL 2 4 XTAL 1 5 INT 0 P3 2 6 INT 1 P3 3 7 T0 P3 4 8 T1 P3 5 9 GND 10 VCC 20 P1 7 19 P1 6 18 P1 5 17 P1 4 16 P1 3 15 P1 2 14 P1 1 AIN1 13 P1 0 AIN0 12 P3 7 11 U1 AT89C2051 Q5 NPN Q4 NPN R13 100K R12 100 R11 2K P1 1 5V P1 1 Q5 NPN Q4 NPN R6 100K R5 100 R4 2K P1 0 5V D6 DIODE D5 DIODE 1 2 3 K2 CON3 5V R2 1K R3 1K 5V R1 1K C3 10uF SW PB Y1 12MH Z C2 33pF C1 33pF 5V D10 YEL LOW D9 GREE D D8 RED R16 1K R14 1K R15 1K 5V D4 D2 C5 0 1uF C6 0 1uF C7 0 01uF 1 2 3 J1 CON3 Vin 1 GND 2 Vout 3 U2 7805 Vin 1 GND 2 Vout 3 U1 7812 C4 1000uF U3 GDOUHE JU MP RE LAY SPDT V1 VSIN D3 D1 GND 5V 12V 1 2 3 K1 CON3 R9 1K R8 2K R7 2K R10 10K D7 Q3 NPN 5V 5V Q0 12 Q1 9 Q2 8 Q3 11 M S1 6 M S2 7 M R1 2 M R2 3 CLK0 14 CLK1 U2 7490 C1 47uF C4 0 1uF TRIG 6 CVolt 3 R 4 XDCC 14 5 DIS 1 THR 2 GND 7 U3A NE556 R2 10K R1 10kR4 4 7k R6 1k R5 1k R3 10k 5V 5V C3 0 01uF A 1 B 2 Y 3 UIA 7432 C2 0 01uF U4 07 02 01 P1 6 RESET 附录二 软件系统汇编总程序附录二 软件系统汇编总程序 ORG 0000H LJMP START START SETB P1 0 SETB P1 1 RESTART MOV A P1 ANL A 00000011B CJNE A 00H LOOP1 在低水位之下 启动电动机 亮红灯 SETB P1 4 SETB P1 3 CLR P1 2 LJMP RESTART LOOP1 CJNE A 01H LOOP2 当超过低水位 并且未达到高水位时 保 持电动机转动 亮绿灯 SETB P1 4 SETB P1 2 CLR P1 3 LJMP RESTART LOOP2 CJNE A 02H LOOP3 系统故障 达到高水位 却没达到低水 位 红 黄 绿灯均闪烁 CLR P1 4 CLR P1 3 CLR P1 2 LCALL DELAY SETB P1 4 SETB P1 3 SETB P1 2 LJMP RESTART LOOP3 CJNE A 03H RESTART 当达到高水位时 停止电动机 亮黄灯 SETB P1 3 SETB P1 2 CLR P1 4 LJMP RESTART RET END 袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃 蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃 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