水塔水位控制器课程设计

1、 机械与车辆学院单片机原理及接口技术课程设计设计报告（2011-2012学年第一学期）设计题目：水塔水位控制系统 姓 名： 石尔逊学 号： 090404021047班 级： 09机械电子工程2班指导老师： 邹浙湘设计时间： 2011年12月5日2011年12月16日单片机原理及接口技术课程设计考查评分表姓名学号班级设计题目水塔水位控制系统考 查 项 目平时表现 (20)1、出勤率： 全勤 缺勤较少 缺勤较多 全缺2、进度： 较快 正常 较慢 没有按时完成硬件制作(20)布局焊接： 合理 较合理 基本合理 错误较多 原则性错误软件编程(20)1、程序编写框架：合理 较合理 基本合理 错误较多 原

2、则性错误2、程序编写过程：正确 较正确 基本正确 错漏较多功能调试 (10)系统调试结果：实现 基本实现 不能实现设计报告(15)1、硬件设计： 合理 较合理 基本合理 不合理2、软件设计： 合理 较合理 基本合理 不合理3、联调结果： 正确 较正确 基本正确 错漏较多4、过程体会： 属实 较属实 基本属实 不属实答辩(15)思路清晰，内容正确 思路较清晰，内容较正确 思路基本清晰，内容基本正确 思路较混乱，内容错漏较多总评优秀 良好 中等 及格 不及格指导教师： 2011 年 月 日目录一、课程设计的目的3二、课程设计用的仪器和器件 3三、课程设计的具体内容 31、总体报告 32、硬件设计

3、43、软件流程和程序64、调试结果7四、课程设计的体会和发生的问题 7五、参考文献8一、课程设计的目的二、课程设计用的仪器和器件元件型号数量元件型号数量直流稳压电源1PC机1XL400仿真仪1塑料桶(25-30cm)1塑料尺30cm1微型水泵1塑料管2m1光电耦合器4N25112V微型继电器(TWTMP-53)1电路板（6*4cm）1薄铜片2cm*10cm *0.5mm1导线2m1二极管1PNP三极管14.7K电阻2300电阻212针排针1电烙铁1焊锡1钳子1剪刀1三、课程设计的具体内容1、总体报告 (1)单片机应用系统设计、开发与调试· 单片机应用系统是指以单片机为核心，配一定的外

4、围电路和软件，能实现某种或几种功能的应用系统。· 单片机应用系统的设计主要包括硬件系统和软件系统两大部分。· 为保证系统能可靠工作，在软、硬件的设计中，还要考虑其抗干扰能力。· 设计一个单片机测控系统，一般可分为四个步骤： 需求分析、方案论证和总体设计阶段 器件选择、电路设计制作、数据处理、软件编制阶段 系统调试与性能测定 文件编制 (2)水塔水位控制要求· 水塔水位下降至下限水位时，启动水泵上水。· 水塔水位上升至上限水位时，关闭水泵。· 水塔水位在上、下限水位之间时，水泵保持原状态。· 供水系统出现故障时，自动报警，蜂鸣

5、器不断在响的同时，发光二极管不断闪烁。(3) (4)系统基本框架图(5)水塔水位控制原理课程设计说明：水塔水位控制原理图见图，两条虚线表示正常工作情况下水位升降的上下限，在正常供水时，水位应控制在两条虚线代表的水位之间。 B测量水位下限，C测量水位上限，A接+5V，B、C接单片机P1.0,P1.1并经电阻R接地。（1）在水塔无水或水位低于下限水位时，B、C为断开，B、C两点电位为零(低电平“0” )，需要水泵供水，单片机输出信号，控制电机工作供水。（2）水位上升到B点，B接通，B点电位变为高电平“1”，C开关仍断开，C点仍为低电平，应维持现状水泵继续供水。（3）当水位上升到C点时，C接通。这时

6、B、C均接通，B、C两点都为高电平，表示水塔水位已满，需水泵停止供水，单片机输出信号，控制电机断电停止供水。（4）由于供水使水塔水位开始下降，水位在降到B点之前，B点电位为高、C点电位为低，应维持供水状态不变。（5）当水位降到下限B点以下，B、C两点电平都为低时，单片机输出控制，回到（1）状态，使电机启动水泵供水。 AT89s52简介· 兼容MCS51微控制器,8K字节FLASH存贮器支持在系统编程ISP 1000次擦写周期；· 256字节片内RAM,工作电压4.0V到5.5V,全静态时钟0 Hz 到33 MHz,三级程序加密；· 32个可编程IO口,2/3个16

7、位定时/计数器,6/8个中断源,全双工UART；· 低功耗支持Idle和Power-down模式,Power_down模式支持中断唤醒； · 看门狗定时器,双数据指针,上电复位标志. 2、硬件设计 （1）电路板设计如图：用80C51设计一个单片机最小控制系统。其中P1.0接水位下限传感器；P1.1接水位上限传感器；P1.2输出经Q0电流放大后接光电耦合器，接通继电器，带动电机控制水泵工作；P1.3输出经反相器后接LED，当出现故障时LED闪烁；P1.4输出经反相器后接蜂鸣器，当出现故障时报警。 （2） 用塑料尺、铜板、导线等设计一个水塔水位传感器。 其中A电极置于水位10c

8、m处，接5V电源的正极； B电极置于水位15cm处，经5.1K的下拉电阻接单片机P1.0口； C电极置于水位20cm处，经5.1K的下拉电阻接单片机P1.1口。 两个水位信号由P1.0和P1.1输入，这两个信号共有四种组合状态。如下表所示。其中第三种组合（b=1、c=0）正常情况下是不能发生的，但在设计中还是应该考虑到，作为一种故障状态。 C(P1.1) B(P1.0) 操作 0 0 电机运转 0 1 维持原状 1 0 故障报警 1 1 电机停转原理图：3、软件流程和程序当水位在B铜片之上C铜片之下：放水 水位到达C铜片停水水位在B铜片之下抽水并报警 实验程序： #include <re

9、g51.h> sbit P1_2=P12 ; sbit P1_0=P10; sbit P1_1=P11; sbit P1_3=P13; void delay(unsigned char i); void main() P1=0x00;P1_2=0; if(P1_0=1&&P1_1=0) P1_2=1; else if (P1_1=1&&P1_0=1) P1_2=0; else if (P1_1=0&&P1_0=0) P1_3=1;P1_2=1; delay(100); P1_3=0; delay(100); 秒表程序#include <

10、;reg52.h>#define uchar unsigned char #define uint unsigned intuint counter;uchar ge,shi,bai;uchar duanma=0x28,0x7e,0xA2,0x62,0x74,0x61,0x21,0x7A,0x20,0x60,0xff;uchar weima=0x7f,0xbf,0xdf,0xef,0xf7,0xfd,0xfe;void display(uchar one,uchar two,uchar three);void init();void delay(uchar i);void main()i

11、nit();while(1)display(ge,shi,bai); void display(uchar one,uchar two,uchar three)P0=0xff;P2=weima0;P0=duanmaone;delay(2);P2=weima1;P0=duanmatwo;delay(2);P2=weima2;P0=duanmathree;delay(2);void delay(uchar i)uchar k,j;for(k=0;k<i;k+)for (j=0;j<255;j+);void init()TMOD=0x10;TH1=15536/256;TL1=15536%256;TR1=1;ET1=1;EA=1;counter=0;void time_0() interrupt 3unsigned char i;TH1=15536/256;TL1=15536%256;i+;if(i=20) i=0;counter+;if(counter=1000)counter=0;bai=counter/100;shi=(counter%100)/10;ge=counter%10; 4、调试结果(1) 在Kerl-uVision上单步调试，观察累加器寄存器存储器的运行之间是否正常。(2) 将程序下载到仿真仪上，进行模拟仿真