液位自动控制系统

1、n本设计是采用8051单片机为核心芯片,及其相关硬件来实现的水体液位控制系统,在用液位传感器测液位的同时,CPU循环检测传感器输出状态,并用2位七段LED显示示液位高度,检测液位数据,实施报警安全提示,当水体液位低于用户设定的值时,系统自动打开泵上水,当水位到达设定值时,系统自动关闭水泵或打开排水泵。当8051通电，时钟电路开始工作，在RESET引脚上出现24个时钟周期以上的高平，系统即初始复位。初始化后，程序计数器PC指向0000H，P0-P3输出口全部为高电平，堆栈指钟写入07H，其它专用寄存器被清“0”。RESET由高电平下降为低电平后，系统即从0000H地址开始执行程序。然而，初始复位

2、不改变RAM（包括工作寄存器R0-R7）的状态。 8051单片机 整个系统电控部分以ATMEL公司的8051为核心芯片，其主要控制信号的采集、处理、输出三个过程。这种芯片内置4K EPROM，因为系统要求控制线较多，如果采用8031外置EPROM程序控制结构，则造成控制线不够；而8051却可以利用P0、P2口作控制总线，大大简化了硬件结构，并可以直接控制键盘参数输入、LED数据显示，方便现场调试和维护，使整个系统的通用性和智能化得到了很大的提高 。1脚为信号输出(-)；2脚为信号输出(-)；3脚为激励电压；4脚为接地；5脚为信号输出(+)；6脚为信号输出（+）。液位传感器工作原理:用静压测量原

3、理：当液位变送器投入到被测液体中某一深度时，传感器迎液面收到的压力公式为：P=*g*H+Po式中：P：变送器迎液面收到的压力。：被测液体密度。g：当地重力加速度。H：变送器投入液体的深度在蓄水池底部安装1根直径为5mm的软管，一端安装在水箱底部；另一端与传感器连接。蓄水池水位高度发生变化时，引起软管内气压变化，然后传感器把气压转换成电压信号，输送到AD转换器。同时通过导气软管将液体的压力引入到传感器的正压腔，在将液面上的大气压Po与传感器的负压腔相连以抵消传感器背面的Po，使传感器测得压力为：*g*H，显然通过测取压力P，可以得到液位深度。SY9411LD功能特点：（1）稳定性好，满为、零位长

4、期稳定性可达0.1%FS（满量程）/年 （2）具有反向保护、限流保护电路，在安装时正负极接反不会损坏变送器 （3）固态结构，无可动部件，高可靠性，使用寿命长。（4）安装方便，结构简单，经济耐用。CAD571 采样是对模拟信号进行周期性地抽取样值的过程，就是把随时间连续变化的信号转换成在时间上断续、在幅度上等于采样时间内模拟信号大小的一串脉冲。 采样定理：为了能不失真地恢复原模拟信号，采样频率应不小于输人模拟信号频谱中最高频率的两倍。即 ：香浓定理Fs2Fmax maxs2IFF CAD571由10位D/A转换器、10位逐次逼近寄存器及时钟发生器、比较器、三态输出缓冲器、基准电压和控制逻辑等电路

5、组成。它的特点是内部有时钟发生器和基准电压电路，故不需外接时钟脉冲和基准电压VREF，并能与计算机接口，使用非常方便。基本采样保持电路-采样波形图 由于A/D转换需要一定的时间，所以在每次采样结束后，应保持采样电压值在一段时间内不变，直到下一次采样开始。这就要在采样后加上保持电路，实际采样一保持是做成一个电路。 显示部分我采用三位7段LED显示器，LED显示器是单片机应用中最常用的输出部件,它是由若干发光二极管组成。LED常用的显示方法有两种。一种是静态显示，一种是动态显示 。所谓的静态显示是由单片机一次输出显示后就能保持，直到下次送新的显示模式为止。这种显示占用机时少，显示可靠；缺点是使用元

6、件多，且线路比较复杂，因而成本比较高。这种显示器显示方式的每一个七位显示器需要一个八位输出控制。所谓动态显示就是单片机定时的对显示器进行扫描。这种方法中，显示器件分时工作，每次只能有一个器件显示，但由于人的视觉暂留现象，所以，仍感觉到所有的器件都“同时”显示。这种显示方法的优点是使用硬件少，因而价格低，但占用机时多，只要单片机不执行显示程序，就立刻停止显示。动态显示的亮度与导电电流有关，也与点亮时间和间隔时间比例有关。我的设计就是采用的就是静态显示。 键盘部分n 键盘是由若干按键组成的开关矩阵，它是最简单的单片机输入设备，通过键盘输入数据或命令，来实现简单的人机对话。键盘可分为非编码键盘和编码

7、键盘两种。非编码键盘有并行接口扫描和串联接口扫描，我采用的是串行接口，它的组成是由移位寄存器74HC595和六个键组成，74HC595是一个14位脚的寄存器，集成电路芯片，由8051串行接口的TXD端输出列扫描信号到74HC595，键闭合信号则用端口P3.3、P3.4、P3.5输入8051单片机，由8051单片机的TXD引脚输出移位时钟脉冲到74HC595的时针输入端。还有非前者用软件来识别和产生代码，后者则用键盘来识别。 低水位高水位故障报警1234ABCD4321DCBATitleNumberRevisionSizeA4Date:24-Jun-2007Sheet of File:C:Doc

8、uments and SettingsAdministrator桌面加油大图曹德宝大图.ddbDrawn By:A1B2QA3QB4QC5QD6CLK8CLR9QE10QF11QG12QH1374LS164abfcgdeVCC1234567abcdefg8dpdp9AMBERCA1K1K1K1K1K1K1K1KQLSSPEAKERR1K+12231UA74LS33A17A18A19A20A21A22A23A24A17A18A19A20A21A22A23A24123UA 1)当水位达到上限极限水位时报警，水位到达上限极限水位时系统发出报警；2)当水位达到下限极限水位时报警，水位到达下限极限水位时

9、系统发出报警。软件设计软件流程图系统的软件与硬件调试n在硬件焊接与软件编程完成后，需要对其进行调试，以保证硬件与软件连接成系统后能够达到设计要求。系统调试是系统开发最重要的环节之一，系统成型后能否正常工作，主要取决于系统调试是否成功。系统硬件调试方法如下：1.对印刷电路板质量检查、测试，是否同印刷制电路板图一致。对所用的元器件质量检查。两者无误后进行下一步。2.按照印刷电路板上的器件名称、标识焊接好各个元器件。3.采用万用表、示波器、信号发生器等一般调试工具和测试软件对硬件电路电气性能测试，看是否能正常工作。系统软件调试方法n1.软件在各个子程序模块调试都正确后，再将相互有关系的模块逐块组合n起来加以调试，以解决在程序模块连接中可能出现的逻辑错误。n2.对所有程序模块的整体组合调试是在与系统联机后进行的。 调试结果分析由于液位控制系统工作的环境不同，以系统本身存在一定的误差，在测量过程中误差的出现是不可避免的。系统的误差主要来源于以下几个方面：1.由于实验理论在计算上存在着近似性，方法上难以完善，因此理论深度值并不是真实深度值