液位控制器设计

1、号码:课程设计说明书主题:水位控制器设计院(系): 电子工程和自动学院专业:自动学生名称:http:/www.Bai /小毛o /http:/www.Bai /小毛o /xxx类:http:/www.Bai /小毛o /http:/www.Bai /小毛o /x指导教师:http:/www.Bai /小毛o /http:/www.Bai /小毛o /xxx职名:研究员主题类型:主题类型:理论研究、实验研究、工程技术研究软件开发2013年7月5日概括了半个世纪，随着对控制理论的深入研究，出现了许多新的

2、控制算法。 液位高度控制是工业控制过程的典型控制模式，进行液位控制课题的研究，有助于学生进一步学习单片机、微机控制、自动控制理论等相关课程。 在动态状态下，用适当的方法检测和控制液位，能获得很好的效果。 PID控制是目前采用最多的控制方法。 根据液位系统的特点，设计合适的PID控制器进行液位控制，不仅成本低，而且控制效果高，具有很高的使用价值。 本文主要利用双向泵进行水箱供水和排水控制，即进行水箱液位控制系统的设计，涉及液位动态控制、控制系统建模、PID算法、传感器等一系列知识。 选择合适的设备设备、控制方案和算法，最大限度地满足系统对控制精度、实时控制等控制质量的要求。关键词PID控制单片机

3、液位AbstractAbstract In recent years， within-depthstudyofcontroltheory manynewcontrolalgorithm.liquidlevelheightisanimportantparameterinindustrialcontrolprocess， under dynamic condition adopttheappropriatemethodsttocontroltheliquidleveldetection；以及， carnatingtothecharrchistissofthemostcontrolmethods.p

4、idcontratingtothecharristisoftheliquidcrystallevelsystem设计astaturablepditc 不只是低成本， andgoodcontrolcontefecthefereandhashigherusevalue.thisarticlemainlyistousethetwo-waywaterpumptocontronthefeedwatersand in a word、isthedesignofwatertanklevelcontrolsystem、involvesthelevelofdynamiccontrol、the modeling o

5、f the control system PID algorithm sensorsandsoonaseriesofknowledge.choosetherightcomponents，equipment，controlleshemicationandalgorithmtomaximizemettthecont Liquid level； singe chip目录的序言. 1背景知识和系统设计要求.1.1背景知识1.2 STC 12 c5a 60s 2系列单片机的介绍.1.3系统设计要求.2.1马微处理器的选择.2.4输入模块选择. 3硬件电路的设计C12C5A08S2主模块设计.3.1.1

6、stc12c5a08s2最小系统最高部分.83.1.2 STC 12 c5a 08 s 2最小系统I o端口部分.9 3.1.3系统驱动模块部分3.2整体的电路图和PCB效果图.4软件设计4.1 ad转换后的程序.4.2 LCD程序_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _关于1.5 PWM .2.关于主程序2.5调试进程.5.2硬件调试步骤5.3软件调试步骤. 6系统的总结和展望.6.2展望.我不知道该怎么做，请参考文献。 附录20引言在本课题中， 设计了基于单片机控制驱动器驱动泵进行水位控制的控制系统，实现了连续控制和水位跟踪，用液晶

7、实时显示水位。 该方案具有原理简单、思路新颖、容易实现、精度高等特点，控制系统对提高工业自动化水平和提高生活供水质量具有重要意义。在生产领域，实现水位自动检测和控制是工业过程控制的重要技术，对提高工业过程控制自动化水平具有重要意义。 在生活领域，一直以来，供水方式受到人工控制，容易招致水资源浪费，因此，水资源问题目前受到关注。 目前水位控制系统是一种广泛应用的供水系统，水位控制有很多实现方法，如机械控制、逻辑电路控制、机电控制、传感器控制等，传统的控制方式具有控制精度低、能耗大、不能连续控制和水位跟踪的特征1背景知识和系统设计要求1.1背景知识本课题涉及单片机、自动控制原理、传感器、计算机控制

8、技术等相关课程，正确地标定了单片机的程序、设计控制算法、传感器和模数转换的数据曲线其中单片机的程序设计是重点，主要运用其中计时器、内置ad、中断和寄存器的相关知识。 1.2 stc12c5a60s2系列单片机是stc12c5a60s2系列单片机是微晶技术生产的单时钟/机械周期单片机，高速、低功耗， 是一款抗干扰能力很强的下一代8051单片机，指令代码与传统8051完全兼容，但速度快812倍，内部集成了max810专用复位电路，用于2路pwm、8路10位ad(250k/s )、电机控制、强噪声的情况。 在本课题中，学校提供stc12c5a08s2单片机，可以通过使用它进行课题设定完全满足需求。

9、1.3系统设计要求是基于学过的单片机的知识，通过自主学习，学习其他单片机的应用，学习那台单片机的一种或几种语言的编程，学到了新的单片机控制电路模块，设计液位控制器，实现4个功能，基本功能:单片机正常工作的功能1 :用h桥芯片驱动泵进行正反控制实现水箱供水和排水控制的功能2 :实现压力传感器液位测量的功能1.4系统设计方案流程图:主程序流程:外部中断1中断服务程序流程:进入主程序，打开计数器，打开中断，将固定字符发送到lcd输出显示。 进入while循环后，ad会检测到实时数据，更新按钮数据并分别在lcd上显示。 在while循环中等待计时器0溢出，每次溢出时进行实液处于目标水位的电位差的计算，

10、由此求出必要的泵转向的控制信号输出及泵输出，换算为全功率对应占空比信息。 每次用4*4键扫描并按下键时进入外部中断程序，读取键的值根据运算结果将泵旋转控制键的值设为09的数字吗？ 原始键值乘以前10，再加上新的键值，得到新的键值999吗？ 定时器1中断服务程序设计pwm波形流:除了键值的最高位以外结束中断服务程序，每10us在定时器1中断中加time=目标占空比？ 使能输出pwm低电平使能输出pwm高电平Time=100？ stc12c5a08s2是由输出pwm为低电平的中断服务程序2的主要设备选择和论证2.1微处理器和ADC的选择教师提供的高速、低功耗、非常抗干扰的下一代8051单片机，指令

11、代码与传统8051 速度快812倍，内部集成了max810专用复位电路，2路pwm，8路10位ad(250k/s )，足以满足进行课题设定。其中，只要开通ad通道来获取液位信号即可，精度达到1/1024，能够满足授课的精度要求，如果需要提高精度，可以考虑开通ad通道来获取标准电平信号，作为基准电压来计算降低液位电压的误差。 在这次实验中，ad转换只需要8位的1/256的精度就足够了，本人采用10位转换精度，证明最后的精度保持在1毫米的误差内，满足需求，因此参照基准电压的ad通道仅通过预约接口追加设计到硬件上读者可以将参考电压(推荐为2.5v )加到p.14端口上，并在程序上施加P1ASF=0 x10 (打开p1.4ad通道) 。 2.2驱动模块的选择由于单片机的负载电力不足以驱动泵，控制器和控制对象应该电隔离保护，