【《基于单片机的水塔水位控制系统的整体方案设计案例》2700字】

基于单片机的水塔水位控制系统的整体方案设计案例目录TOC\o"1-3"\h\u2419基于单片机的水塔水位控制系统的整体方案设计案例 1116651.1设计论述和选择 1192581.1.2压力传感选择 1296671.1.3AD设备选择 1219971.1.4水泵驱动选择 2145751.1.5显示器选择 2238021.2系统内部总体的介绍 241801.1.1设计简图和适用 2173511.1.2STC89C51 2320251.3液位系统压力装置 3249751.3.1压力传感器 383461.3.2AD0832芯片详文介绍和使用 413131.3.3DIP8底座 5321931.3.41602液晶 51.1设计论述和选择介于各种对比了性价来看，本次设计采用了89c51作为主要的控制装置。虽然这种类型的单片机价格便宜，运行也比较缓慢,但对于本设计整个系统而言,其运转速度和效率都是相当足够的。它也是可以直接通过操作电源器来实现系统的各个功能配置,并且可以通过电动机的控制简单外围电路的设计。单片机就完全可以展现出自己的优点:简单、方便、基本控制。对比以上两种方案而言的话，为了简化外围电路设计并提高市场竞争力。对比以上两个选项方案而言的话,为了简化外围电路的设计并增强其在市场上的竞争能力,先拟定选择第二种方案的器件来进行设计。1.1.2压力传感选择根据输入电压，我们可以使输出电压呈线性变化，并与电压信号采集处理进行比较，输出相应的高度值。。本次设计选择采用桥式的压力传感器主要是通过对应力进行变形来实现,当传感器中有应力发生变化,就会在电路中输出一个电压,随着压力增大继续输出,电压也就会呈现现线性的变化。但是由于这种桥式的压力传感器,应力的变形很小,输出的电压应力变化幅值小、输入电压的数值小,所以我们就可以选择A/D进行转换,转换外围电路构造采集模块共同工作,达到了简化电路、操作方便、固定和控制的效果。1.1.3AD设备选择本次研究设计的选择采用了8位的AD芯片，因为采用8位AD芯片，分半路为256，在0-5v电压模数转换时，变量变化为1时，才有19.53mv的变化，足够系统的需求。。1.1.4水泵驱动选择选择通过驱动继电器驱动水泵采用直流继电器的话,就是可以通过电流低压来直接控制电流高压,或者可以通过小量的电流降压来直接控制降压更多的大降压电流。这样一来,由于驱动单片机整个驱动的电源继电器操作非常简单、方便,继电器的其他部件两端对于电源开关的振动反应也非常灵敏,使用寿命相对比较长,电流长度超过时也不会直接产生影响而达到整个驱动。1.1.5显示器选择这次设计选择采用了1602屏显，这种屏显只能同时显示两行，每行十六个英文字符，不利于显示繁体或者汉字，根据本项目的设计和使用特点，可以很好的适应显示系统的实际功能需求。1.2系统内部总体的介绍1.1.1设计简图和适用根据对设计内容的要求,制定了总体的一个简洁概图。总体规划以stc89c51为主要的控制中心,对每个传感器上采集得到的信息和数据都进行了综合的分析,并对其进行了相应的处理,以有效地确保了设计任务的准确又平稳地完成。设计简洁图如图2-1所示图2-1系统总设计框图1.1.2STC89C51STC89c51是基于Acertechnology公司开发的新型第一代具有抗干扰以及高速、低功耗射频单片机。它指的是基于数字英特尔的国际标准8051。指令码编程器的代码与传统的单片机其实都大致相同，数位单片上主机指令也是完全相同。它们使您可以随心地为您选择12个小时/天的机器工作周期,6个小时/机器工作周期环境。主要特性：增强型6个小时的时钟/工作周期,12个小时的工作周期8051CPU。工作电压：5.5V-3.4V/3.8V-1.0V。用户应用程序空间4K、8K、13K等其他固定字节。片上的大部分为集成1280字节和512的RAM字节。通用I/O复位后：P1、P2是准双向端口。端口P0是漏极开路输出。当用于总线扩展时，不需要添加上拉电阻。当用作I/O端口时，而则需要添加一个上拉电阻。本次设计所需要采用的设备是一个总共三个16位的自动计时器和一个自动计数仪。定时器0亦因为可以被设计用来同时作为两个8位的时间定时器。水位自动检测控制电路能够通过51单片机引脚来直接感知水位变化,并且会产生不同的逻辑和组合,来控制水进入或停止。输出端选择以控制电动机的运行状态，然后控制水泵的工作。1.3液位系统压力装置1.3.1压力传感器压力传感器主要是通过对应变片进行压力转换而产生的,当传感器存在压力转换而产生的变形时,随着传感器负载的增加，传感器将输入和输出的稳定电流电压。这时候就会发生线性变化。但是由于桥式压传器的压力波动变形较小,输出的压力波动幅度和压值较小，因此，将8位0832芯片和简单的外围布署电路组成的数据采集合在一起使用，使电路更加简单，易于操作。因此在本次的设计上就采用了D3b的压力桥式传感器。图2-2D3b压力桥式传感器图2-2压力桥式传感器1.3.2AD0832芯片详文介绍和使用AD0832是一种由美国国家半导体公司自主研发和生产制造的8位半高分辨率、双通道高频A/D数字信号输入转换器和控制系统芯片。由于其产品体积小、性价比高，而深受爱学校采用实训及工厂车间的采购。学习了AD0832芯片的使用可使我们了解\t"/item/ADC0832/_blank"A/D转换器的基础功能和适用程度，助于和其他单片上电机形成接口相连相互配合发挥作用,从而达到目的。下面是本设计里芯片与单片机相互连接的电路图。0832芯片与单片机接口的电路图如下：图2-3图2-30832芯片与单片机接口的电路图1.3.3DIP8底座DIP是双列直插式集成电路的英文缩写。DIP8表示本次集成电路是采用一个双列直插8脚封装的。它的详细介绍和功能如表2-1表2-1DIP8产品介绍表产品简介产品用于程序编程座、检测位置，对SSOP8的IC芯片进行烧写、检测适用装封SSOP8、TSSOP8，引脚间距0.65mm，含引脚宽度6.4mm测试平台OTS-8(28)-0.65-01特殊优点SSOP8转DIP8，底板引出为双列直插排针，引脚间距1.54mm(100mil)，宽度1.51cm1.3.41602液晶由于液晶显示模块本身是一个缓慢的显示器件,所以我们在开始执行每一个指令之前,一定首先要注意的是确认该模块液晶的忙状态被标记为一个低电平,这样才能够在表示不忙的情况下保证指令成功,否则这个指令将会失效。想要显示这些字符地址要先通过输入来判断它们所需要的显示字符地址,即告诉该模块将如何在哪些位置显示这些字符。如图2-4里的液晶内某地址显示：图2-4液晶内某地址显示在对液晶显示的内容进行初始化筛选,需要先操作设置固定的显示模型,在液晶模块里边显示出了一个字符片时,光标都是自动化右移了一个格子,而且不用任何人的干预。每一个输入命令之前,我们就要进行一个判断,看看液晶模块能不能处于匆匆忙碌的状态。1602液晶模块内部的英文点阵数母字符内存具有许多的可变化性,存储器里面至少存储了160个不同的英文点阵数母字符和各种图形,如模块软件框的矩形图2-5所示,这些点阵字符主要内容有:一个阿拉伯字母数字、英文单词和拉丁字母的大写尺寸以及英文大小写的书写、常见的注音符号等,每一个点阵字母都至少应该包含有一个相应或对应的图形代码,在整个显示代码过程中,模块将文件地址41h和其中的一个带有点阵数母字符的一个图形代码显示并输出来,我们便等于可以清楚地直接看到那个点阵字母"A"。图2-5字符代码与图形对应图表2-2是初始化中模式的读写状态和指令，以及复