基于单片机的自来水加氯控制系统软件设计

基于单片机的自来水加氯控制系统软件设计,内容摘要：,本文设计了一种以AT89C52单片机为核心的自来水加氯控制系统。该系统可以根据用户设定的上下限值、流量值和输出反馈值，通过对电磁泵的控制来实现自来水加氯和加药的闭环反馈控制。在加氯控制的同时，系统还可以实时显示和修改当前的各控制参数,第1章 绪论第2章 水处理工艺过程简介第3章 系统的软件设计第4章 系统的调试,论文整体结构,选题背景 应用氯消毒的优点主要有：杀灭细菌效果好，能够破坏细菌的酶系统，使水中的致病菌和寄生虫卵死亡；可以改善水的感官性状，具有灭藻、除臭、除味的能力；投加氯的设备简单，初期投资和运行费用均比较低；氯的来源广泛，价格低廉；具有余氯的持续作用，可以防止水在输送过程中被二次污染。,系统控制的主要特点,(1) 采用单片机控制设计，实现初始值设定、自动加氯、自动加药、余氯值和浊度值的检测状态显示、掉电保护和数据存储、主从控制器通讯大大提高智能化控制的能力，降低了人力的付出。(2) 人机操作界面采用液晶、LED指示显示，按键设置;操作设置实现多级菜单显示的方法操作简单、方便，极具人性化特点。(3) 设训一了主控制器和从控制器的通讯端口，两个控制器之间通过RS-485总线实现远程数据的传输和管理。(4) 产品整体设计具有技术的通用性，贴近实际的应用，易于推广和大规模生产。,水处理工艺过程简介,由于加氯量直接关系到水中致癌物质的产生，所以自来水氯化消毒过程中投氯量的选择是一个很重要的问题，必须控制适量并能及时调整。加氯过多，虽然能够维持水中有较高浓度的余氯，有利十消毒火菌，但会使氯与水中能够产生卤代有机物的前驱物质反应几率增加，严重危害居民的健康状态。同时，投氯量过多还可使水有氯臭，饮用者会产生不快的感觉。而投氯量不足的时候，则达不到消毒火菌所需的效果。因此，投氯量应根据实际需要视水质情况而定，并经常调整，同时还要作好计量工作。 鉴于我国的实际情况，当前以及今后一段时间内，饮用水的消毒仍然是以加氯消毒为主，所以分析饮用水中氯化消毒工艺，优化和提高自来水加氯控制系统性能是非常必要的。,系统的软件设计,软件设计是自来水加氯控制系统设计的主要部分和重点之一，应根据系统功能要求，以系统硬件电路为基础进行系统的软件设计。为了使设计出来的软件功能明确，阅读、调试方便，移植性、可靠性好等优点，一般采用结构化的程序设计方法。结构化的程序设计包括三方面的工作：自下而上的设计、模块化编程和结构化编程。除此之外，有时还需要加强软件抗干扰设计，以提高程序的可靠性。,系统的单片机程序是采用单片机C编程语言进行开发的，整个单片机系统的程序共分为六个模块.即主程序模块、中断服务模块、余氯值和浊度值采集模块、键招控制和显示处理模块、工作状态控制模块、远程通讯模块以及数据存储、掉电保护、上电复位和看门狗模块。每个模块都具有一定的功能，其中有的模块还包含一些子模块，既相互独立又相互联系，低级模块可以被高级模块调用。,本系统是软件的设计思想为指导，采用Keil C51集成环境开发软件部分，Keil C51是美国Keil Software公司出品的51系列兼容单片机C语言软件开发系统，与汇编相比，C语言在功能上、结构性、可读性、可维护性上有明显的优势。Keil C51软件提供丰富的库函数和功能强大的集成开发调试工具，全Windows的界面。另外的重要一点是，Keil C51生成的目标代码效率非常之高，多数语句生成的汇编代码都很紧凑，目容易理解。这一点只要看一下编译后生成的汇编代码，就能体会得到。,软件设计包括以下几个特点：(1)采用模块化的程序设计方法，使整个程序结构清晰，并具有开放性特点，易于移植、修改和扩展。(2)系统采用单片机C语言软件开发，C语言在功能上、结构性、可读性、可维护性上有明显优势。(3)键盘响应和控制输出均采用中断方式，键盘处理和计时处理都在中断服务子程序中进行。(4)在远距离的通讯方面，系统采用一个modbus协议的简单变型协议。,主程序主要包括初始化程序、采样检测程序、显示处理程序、输出控制程序和远程通讯程序等部分组成的。程序设计时严格按照软件模块化设计的原则，将系统功能分为多个子任务，每个子任务由对应的子程序来实现；再将这些子程序有机的结合在一起，从而实现系统总体的功能要求。,本系统包括数据采集电路、人机交互电路、远程通讯电路、数据输出控制电路、数据储存/看门狗/掉电保护电路等几个部分，对十系统的调试也即对上述部分进行调速。 由于本系统采用模块化的设计思想，所以在系统调试时，先调试各组成电路，再进行整体调试。即根据各部分电路的工作原理选择元器件，并将元器件对应电路图在面包板上