水位自動控制設(shè)計(jì)

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1、華北科技學(xué)院課程設(shè)計(jì)電子信息工程專業(yè)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書題目：水位自動控制設(shè)計(jì)目錄一、總體設(shè)計(jì)方案21.1設(shè)計(jì)功能及要求21.2設(shè)計(jì)方案6二、硬件設(shè)計(jì)102.1液位檢測電路102.2單片機(jī)最小系統(tǒng)112.3LED顯示電路112.4按鍵電路122.5報警電路13三、軟件設(shè)計(jì)153.1主程序設(shè)計(jì)153.2子程序設(shè)計(jì)17四、結(jié)論20五、設(shè)計(jì)體會21參考文獻(xiàn)22第22頁華北科技學(xué)院課程設(shè)計(jì)一、總體設(shè)計(jì)方案本設(shè)計(jì)從分析水塔水位報警器的原理和設(shè)計(jì)方法入手，主要基于單片機(jī)的硬件電路和語言程序設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)一種能夠?qū)崿F(xiàn)水位自動控制、

2、具有自動保護(hù)、自動聲光報警功能的控制系統(tǒng)。本控制系統(tǒng)由A/D轉(zhuǎn)換部分、單片機(jī)控制部分、數(shù)碼顯示部分、電機(jī)驅(qū)動部分、電機(jī)控制部分等構(gòu)成。同時對各個部分進(jìn)行了詳細(xì)的論述，并給出了主要的流程圖和軟件設(shè)計(jì)程序。1.1設(shè)計(jì)功能及要求1、利用單片機(jī)和傳感器構(gòu)建一套完整的水位自動控制系統(tǒng)。功能：1、當(dāng)水位低于最低點(diǎn)時，電路能自動加水。第22頁華北科技學(xué)院課程設(shè)計(jì)2、當(dāng)高于最高點(diǎn)時，電路能自動停水。3、該電路的直流電源自行設(shè)計(jì)。（可采用W78××系列）要求既能實(shí)現(xiàn)水位自動控制，又能顯示實(shí)際水位，便于用戶監(jiān)視。在水塔中經(jīng)常要

3、根據(jù)水面的高低進(jìn)行水位的自動控制，同時進(jìn)行水位壓力的檢測和控制。本液位器具有水位檢測、報警、自動上水和排水（上水用電機(jī)正轉(zhuǎn)模擬，下水用電機(jī)反轉(zhuǎn)模擬）、壓力檢測功能。2、該系統(tǒng)以89S52單片機(jī)為水塔水位控制系統(tǒng)的核心，用傳感器采集水壓模擬信號，然后將模擬信號送入A/D轉(zhuǎn)換器，換算出某一時刻水塔水位的實(shí)際高度，然后拿它與標(biāo)定水位進(jìn)行比較，要求實(shí)時檢測水箱的液位高度，并與開始預(yù)設(shè)定值做比較，由單片機(jī)控制開關(guān)第22頁華北科技學(xué)院課程設(shè)計(jì)的開斷進(jìn)行液位的調(diào)整，最終達(dá)到液位的預(yù)設(shè)定值。檢測值若高于上限設(shè)定值時，要求報

4、警，斷開繼電器，控制水泵停止上水；檢測值若低于下限設(shè)定值，要求報警，開啟繼電器，控制水泵開始上水?，F(xiàn)場實(shí)時顯示測量值，從而實(shí)現(xiàn)對水箱液位的監(jiān)控。如此重復(fù)“測量、比較、開啟”這三步，直至實(shí)測水位與標(biāo)定水位的偏差落入給定的精度范圍之內(nèi)。落入給定精度范圍之后，將兩個水泵同時關(guān)停。電路焊接好后，接通電源，改變液位使檢測點(diǎn)變化，當(dāng)液位在A點(diǎn)以下時紅燈連續(xù)亮并且發(fā)出頻率較高的報警聲，顯示00，電機(jī)正轉(zhuǎn)；當(dāng)A≤液位

5、聲，顯示0C，電機(jī)反轉(zhuǎn)。3、控制系統(tǒng)中標(biāo)定水位用鍵盤輸入，用十進(jìn)制數(shù)碼顯示。本液位器具有水位檢測、報警、自動上水和排水、壓力檢測第22頁華北科技學(xué)院課程設(shè)計(jì)功能。該控制器主要由89S52單片機(jī)，0809A/D轉(zhuǎn)換器，A、B、C三點(diǎn)水位檢測電路，壓力檢測電路、數(shù)碼顯示電路、鍵盤和電源電路組成。4、可根據(jù)需要設(shè)定液位控制高度，同時具備報警、高度顯示等功能，液位自動控制系統(tǒng)工作流程如下：將壓力傳感器傳送來的電流信號經(jīng)過前級放大和A/D轉(zhuǎn)換進(jìn)入單片機(jī)，經(jīng)單片機(jī)計(jì)算處理(與用戶的設(shè)定值作比較)。將輸出數(shù)字量進(jìn)行D／A

6、轉(zhuǎn)換送給電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)。5、第22頁華北科技學(xué)院課程設(shè)計(jì)基于單片機(jī)的水位自動控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)本論文是以單片機(jī)為核心設(shè)計(jì)水塔水位控制系統(tǒng)，包括硬件電路的設(shè)計(jì)和控制系統(tǒng)程序的設(shè)計(jì)。通過此系統(tǒng)使水塔水位保持在要求的高度1.2設(shè)計(jì)方案1.2.1硬件設(shè)計(jì)方案（1）基于單片機(jī)的通用水位自動控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)系統(tǒng)硬件部分的設(shè)計(jì)采用模塊化的設(shè)計(jì)方法，根據(jù)功能的不同，把系統(tǒng)劃分為如下模塊(圖2)。第22頁華北科技學(xué)院課程設(shè)計(jì)圖2系統(tǒng)模塊圖（1）硬件設(shè)計(jì)液位控制器的硬件主要包括由單片機(jī)、傳感器(帶變送器)、鍵盤電路、數(shù)碼顯示電

7、路、A／D轉(zhuǎn)換器和輸出控制電路等。工作原理：基于單片機(jī)實(shí)現(xiàn)的液位控制器是以AT89C51芯片為核心，由鍵盤、數(shù)碼顯示、A／D轉(zhuǎn)換、傳感器，電源和控制部分等組成。工作過程如下：水箱(水塔)液位發(fā)生變化時，引起連接在水箱(水塔)底部的壓力傳感器，壓力傳感器的壓力受到水的壓力，第22頁華北科技學(xué)院課程設(shè)計(jì)即把變化量轉(zhuǎn)化成電壓信號；該信號經(jīng)過運(yùn)算放大電路放大后變成幅度為0～5V標(biāo)準(zhǔn)信號，送入A／D轉(zhuǎn)換器，A／D轉(zhuǎn)換器把模擬信號變成數(shù)字信號量，由單片機(jī)進(jìn)行實(shí)時數(shù)據(jù)采集，并進(jìn)行處理，根據(jù)設(shè)定要求控制輸出，同時數(shù)碼管顯示

8、液位高度。通過鍵盤設(shè)置液位高、低和限定值以及強(qiáng)制報警值。該系統(tǒng)控制器特點(diǎn)是直觀地顯示水位高度，可任意控制水位高度。1.2.2軟件設(shè)計(jì)方案（1）設(shè)計(jì)框圖第22頁華北科技學(xué)院課程設(shè)計(jì)（2）原理：通過軟件設(shè)計(jì)將將模擬信號送入A/D轉(zhuǎn)換器，換算出某一時刻水塔水位的實(shí)際高度，然后拿它與標(biāo)定水位進(jìn)行比較，要求實(shí)時檢測水箱的液位高度，并與開始預(yù)設(shè)定值做比較，由單片機(jī)控制開關(guān)第22頁華北科技學(xué)院課程設(shè)計(jì)的開斷進(jìn)行液位的調(diào)整，最終