單片機(jī)控制的水位與降雨量檢測系統(tǒng)

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1、引言本實驗?zāi)M的是現(xiàn)實生活屮的水箱進(jìn)出水系統(tǒng)。為了避免水箱的“無水”“滿溢”，使得水箱水位控制在一定范圍內(nèi)，從而保證生活正常供水而進(jìn)行的模擬設(shè)計。木系統(tǒng)在實現(xiàn)自動管理的同吋，還避免了水資源的浪費。通過檢測電壓測量水位變化，從而控制電機(jī)，保證水位正常。木實驗通過AT89C51芯片，該芯片集成了微型計算機(jī)的各個組成部分，聯(lián)系敁示系統(tǒng)和電機(jī)和連實現(xiàn)自動進(jìn)排水管理，并用軟件Proteus來進(jìn)行仿真。AT89C51的出現(xiàn)使得眾多的現(xiàn)代化內(nèi)動管理可以實現(xiàn)，并且衍生出眾多利于社會進(jìn)步的相關(guān)產(chǎn)物。1.功能要求該水位

2、控制系統(tǒng)通過AT89C51單片機(jī)，紅黃綠三個發(fā)光二極管各一個，一個電機(jī)驅(qū)動芯片L297,一個電機(jī)，8個按鍵開關(guān)，一個蜂鳴器來實現(xiàn)整個系統(tǒng)的構(gòu)成。實驗中每個按鍵代表不高度的水位，當(dāng)水位在前兩個吋，表示水位低于用戶設(shè)定值，顯示為紅燈，系統(tǒng)開始報普，并電機(jī)開始轉(zhuǎn)動，模擬進(jìn)水過程。當(dāng)水位在第三到底第五個吋，報警器不發(fā)聲，顯示為正常水位，綠燈亮。當(dāng)水位在底六到第八個時，超過了用戶設(shè)定值，報警器警報，電機(jī)翻轉(zhuǎn)出水。2.方案論證在實驗之前首先進(jìn)行了水位系統(tǒng)的方案比較，常見的水位控制系統(tǒng)主要有下面三種。(1)簡單的

3、機(jī)械控制浮標(biāo)式，電極式是常見的形式，這種控制的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉。但是存在不利條件是測量不精確，不能實現(xiàn)直觀的數(shù)值顯示。只能實現(xiàn)簡中.的測量平獨控制，并且容易引起誤動作，與計算機(jī)的交互性較差。(2)復(fù)雜控制器控制方式這種控制方式是通過在水泵的出口管道上安裝壓力傳感器，把壓力變成標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)電信號的模擬信號，經(jīng)過前置放大，多路切換，A/D變成數(shù)字信號傳送到單片機(jī)，經(jīng)過單片機(jī)運算和給定量的比較，進(jìn)行PID運算，得出調(diào)節(jié)參量；經(jīng)由D/A變換給調(diào)壓/變頻調(diào)速裝置輸出給定短，來調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速，以達(dá)到控制水箱水

4、位的口的。(3)通過水位變化上下限的控制方式這種控制通過在水箱不同高度的地方分別設(shè)置固定不動的8根金屬棒，以感知水位的變化情況。其中存在下限水位30和上限水位50。然后通過申片機(jī)控制輸出顯示和電機(jī)的運轉(zhuǎn)操作來實現(xiàn)對水箱水位的控制。通過對以上三種方案的比較，結(jié)合實際，為了達(dá)到性能要求。我選擇了第三種控制方式。1.系統(tǒng)硬件電路設(shè)計水箱水位設(shè)計系統(tǒng)主要由AT89C51,水位檢測接口電路，報警接口電路，復(fù)位電路，時鐘震蕩電路，電機(jī)驅(qū)動等電路組成。設(shè)計中用的到主要原件宥AT89C51,L298,蜂鳴器等。3.

5、1單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計及顯示電路(1)AT89C51是一種帶4K字節(jié)AT89C51是一種帶4K字節(jié)閃存可編程可擦除只讀存儲器的低電壓、高性能CMOS8位微處理器，俗稱單片機(jī)。AT89C2051是一種帶2K字節(jié)閃存可編程可擦除只讀存儲器的單片機(jī)。單凡機(jī)的可擦除只讀存儲器可以反復(fù)擦除1000次。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS-51指令集和輸出管腳相兼容。03.1.1：AT89c51芯片內(nèi)部引腳圖引腳功能VCC：供電電壓GND：接地。P0口：P0口為一個8位漏級開路雙向I

6、/O口，每腳可吸收8TTL門電流。當(dāng)P0U的管腳第一次寫1吋，被定義為高阻輸入。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的低八位。在FIASH編程時，P0口作為原碼輸入口，當(dāng)FIASH進(jìn)行校驗時，P0輸出原碼，此時P0外部必須接上拉電阻。P1口：P1口是一個內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/OUl,PlUI緩沖器能接收輸出4TTL門電流。P1口管腳寫入1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，P1口被外部下拉為低電平吋，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在FLASH編程和校驗吋，PlUI作為低

7、八位地址接收。P2口：P2口為一個內(nèi)部上拉電阻的8位雙向1/0口，P2口緩沖器可接收，輸出4個TTL門電流，當(dāng)P2口被寫“1”時，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入?yún)?，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。P2U當(dāng)用于外部程序存儲器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進(jìn)行存取吋，P2U輸出地址的高八位。在給出地址“1”時，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當(dāng)對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進(jìn)行讀寫時，P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。P2口在FLASH編程和校驗時接收高八位地址信號和控制信號

8、。P3口：P3口管腳是8個帶內(nèi)部上拉電阻的雙叫T/0口，可接收輸出4個TTL門電流。當(dāng)P3口寫入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平，P3口將輸出電流（ILL）這是由于上拉的緣故。P3口也可作為AT89C51的一些特殊功能口，如十*表所示：II管腳備選功能P3.0RXD（串行輸入口）P3.1TXD（串行輸出口）P3.2/INTO（外部中斷0）P3.3/INT1（外部中斷1）P3.4T0（計時器0外部輸入）P3.5T1（計時器1外