液位控制系統(tǒng)設(shè)計(jì).doc

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1、·目錄第１章　緒論1第2章　設(shè)計(jì)方案22.1方案舉例22.2方案比較32.3方案確定3第3章　硬件設(shè)計(jì)43.1控制系統(tǒng)43.1.1AT89C51單片機(jī)43.1.2AT89C51的信號(hào)引腳63.1.3單片機(jī)最小系統(tǒng)73.2感應(yīng)系統(tǒng)83.3指示系統(tǒng)93.4液位控制系統(tǒng)103.5電機(jī)與報(bào)警系統(tǒng)11第4章　軟件設(shè)計(jì)134.1延時(shí)子程序134.2感應(yīng)系統(tǒng)程序134.3指示系統(tǒng)程序144.4電機(jī)和警報(bào)系統(tǒng)程序144.5液位預(yù)選系統(tǒng)程序154.6系統(tǒng)主流程圖17第5章　系統(tǒng)測(cè)試185.1仿真測(cè)試過(guò)程195.2仿真結(jié)果21總　結(jié)22

2、致23參考文獻(xiàn)22附錄1　系統(tǒng)仿真電路25附錄2源程序26Word文檔·第１章　緒論21世紀(jì)，電子技術(shù)獲得了飛速的發(fā)展，在其推動(dòng)下，現(xiàn)代電子產(chǎn)品幾乎滲透了社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域，有力地推動(dòng)了社會(huì)生產(chǎn)力的發(fā)展和社會(huì)信息化程度的提高，同時(shí)也使現(xiàn)代電子產(chǎn)品性能進(jìn)一步提高，產(chǎn)品更新?lián)Q代的節(jié)奏也越來(lái)越快。目前，單片機(jī)正朝著高性能和多品種方向發(fā)展，它作為自動(dòng)控制中的一個(gè)核心器件在小型自動(dòng)控制系統(tǒng)及信號(hào)采集方面已被廣泛應(yīng)用，技術(shù)也相對(duì)成熟，向著CMOS化、低功耗、小體積、大容量、高性能、低價(jià)格和外圍電路裝化等幾個(gè)方面發(fā)展趨勢(shì)。單片機(jī)應(yīng)用的

3、重要意義還在于它從根本上改變了傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)思想和設(shè)計(jì)方法。從前必須由模擬電路或數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)的大部分功能，現(xiàn)在已能用單片機(jī)通過(guò)軟件方法來(lái)實(shí)現(xiàn)了。這種軟件代替硬件的控制技術(shù)也稱為微控制技術(shù)，是傳統(tǒng)控制技術(shù)的一次革命。在傳統(tǒng)的液位控制系統(tǒng)中，存在著自動(dòng)化程度低、調(diào)節(jié)精度差的缺點(diǎn)，已經(jīng)不符合當(dāng)今高效、低耗、低勞動(dòng)強(qiáng)度的要求，同時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的污染。對(duì)于小型測(cè)控系統(tǒng)，一般可采用以單片機(jī)為核心、配以接口電路和外圍設(shè)備，在編制應(yīng)用程式的模式來(lái)實(shí)現(xiàn)。下面將介紹一個(gè)簡(jiǎn)單的液位控制系統(tǒng)，可用于容器液體存儲(chǔ)，例工、農(nóng)用蓄水池，居民社區(qū)

4、水箱等方面。此系統(tǒng)采用以單片機(jī)為控制中心的技術(shù)，不僅能使控制系統(tǒng)具有精度高、功能強(qiáng)、經(jīng)濟(jì)性好的特點(diǎn)，還節(jié)約能源、利于環(huán)保。Word文檔·第2章　設(shè)計(jì)方案2.1方案舉例方案一：液體流入容量控制方式。對(duì)輸入容器的液體的管道進(jìn)行監(jiān)控，根據(jù)流入體積推算出容器液體液位高度。容量監(jiān)控系統(tǒng)管道控制系統(tǒng)液流停止液位停止圖2-1液體流入容量控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖容量監(jiān)控系統(tǒng)：對(duì)進(jìn)入容器的液體體積進(jìn)行監(jiān)控。管道控制系統(tǒng)：控制管道對(duì)液體的傳輸情況。在液體向容器部輸入時(shí)，通過(guò)對(duì)容量的監(jiān)控知道容器的液體體積，在液體進(jìn)入容器部的體積到達(dá)目標(biāo)時(shí)，控制輸

5、送液體的管道，使液流停止，最終達(dá)到目標(biāo)液位。方案二：簡(jiǎn)單的連通器控制方式。在目標(biāo)容器連接連通器，使多余的液體導(dǎo)入副容器，以致目標(biāo)容器的液位達(dá)到目的液位。導(dǎo)入液體連通器液位達(dá)標(biāo)多余液體溢出輸送停止人工控制圖2-2連通器控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖在目標(biāo)液位位置給目標(biāo)容器連接連通器，在觀察到多余溢出的液體流入連通器后，停止液體輸送。Word文檔·方案三：采用單片機(jī)技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)液位控制的功能。系統(tǒng)以AT89C51單片機(jī)為核心控制器件，它除具有靈活強(qiáng)大的控制功能，以便實(shí)時(shí)檢測(cè)液位的傳遞信號(hào)、控制液位到達(dá)的高低實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制?？刂浦噶顚?dǎo)入液體

6、指示系統(tǒng)控制系統(tǒng)電機(jī)與警報(bào)系統(tǒng)感應(yīng)系統(tǒng)圖2-3基于單片機(jī)實(shí)現(xiàn)的液位控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖感應(yīng)系統(tǒng)：將感應(yīng)到的液位信號(hào)傳遞給單片機(jī)控制器?？刂浦噶睿簩⒖刂菩畔鬟f給單片機(jī)，使液位到達(dá)預(yù)定位置。顯示系統(tǒng)：經(jīng)過(guò)單片機(jī)辨別后，顯示當(dāng)前系統(tǒng)工作和液位位置指示燈。電機(jī)與報(bào)警控制系統(tǒng)：?jiǎn)纹瑱C(jī)經(jīng)過(guò)信息處理后，決定是否啟動(dòng)電機(jī)和報(bào)警2.2方案比較方案一結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便。但是自動(dòng)化程度低，精度不高，控制響應(yīng)時(shí)間慢，且只能單獨(dú)控制。方案二結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉。但精度不高，無(wú)法顯示，浪費(fèi)資源，自動(dòng)化程度低。方案三不僅結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉，而且準(zhǔn)確度

7、高，自動(dòng)化高，節(jié)省人力資源，更重要的是利用單片機(jī)控制后，由于其擁有多個(gè)引腳，在為添加功能時(shí)更改電路方便快捷，而且部程序可以進(jìn)行反復(fù)輸入和擦除，在以后更改控制方法時(shí)只要更改程序容就可以達(dá)到相對(duì)應(yīng)目的，省時(shí)省力，及其節(jié)約成本。2.3方案確定綜合考慮以上方案的優(yōu)缺點(diǎn)以及題目的基本要求和發(fā)揮要求，在本設(shè)計(jì)中，我采用了第三種方案，即采用單片機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)液位控制的功能為我此次設(shè)計(jì)的方案。主控制器AT89C51單片機(jī)與MCS51系列單片機(jī)產(chǎn)品兼容，部自帶有4KB的Flash存儲(chǔ)器及256KBRAM單元，不需另外擴(kuò)展EEPROM及靜態(tài)R

8、AM，可以在線下載程序，易于日后的升級(jí)。Word文檔·第3章　硬件設(shè)計(jì)該系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)總體思想是以單片機(jī)為控制系統(tǒng)，接受感應(yīng)信息并進(jìn)行處理后，將控制指令傳出，對(duì)各個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行對(duì)應(yīng)操作。硬件設(shè)計(jì)總體框圖如圖3-1所示?？刂葡到y(tǒng)復(fù)位、時(shí)鐘系統(tǒng)指示系統(tǒng)液位預(yù)選系統(tǒng)電機(jī)與警報(bào)系統(tǒng)感應(yīng)系統(tǒng)圖3-1硬件設(shè)計(jì)總體框圖控制系統(tǒng)：根據(jù)輸入信息進(jìn)行處理，并將控制數(shù)據(jù)傳