水塔水位控制器.doc

6.水塔水位控制器 要求：通过对水位下限开关K1和水位上限开关K2的检测，控制抽水电机的运转，实现水塔水位控制在水位上下限之间的目的。 控制功能：利用拨动开关K1和K2模拟水位的上下限检测开关。利用继电器控制绿色LED的亮与灭代表抽水电机的启动与停止。系统首次运行时，由于水塔内没有水，因此K1和K2均发出低电平，电机运转（表示电机通电的绿色LED点亮）。当水位达到水位下限（K1=1）时，电机继续运转，直到水位上升到水位上限（K2=1，K1=1），电机停止运转（表示电机通电的绿色LED熄灭）。这时，单片机点亮黄色的LED，表示系统处于正常状态。随着水的使用，水位逐渐下降，当水位下降到水位下限（K1=0，K2=0）时，系统启动抽水电机向水塔内加水，直到水位达到水位上限（K2=1,K1=1）。在抽水电机向水塔内加水的过程中，若电机启动60秒水位还未达到水位上限，说明电机出现故障，系统应立即关闭抽水电机，同时使红色LED以0.5秒的间隔进行闪动，表示系统出现故障。当故障排除后，人工搬动拨动开关K3发出一正脉冲，启动系统继续运行。注意：K1和K2状态的采样，采用20mS定时中断来查询。 使用的主要元器件：8031、6MHz的晶振、74LS373、2764、7407、74LS240、发光二极管L1-L3、拨动开关K1-K3、继电器等。 结果的验证：按照功能要求搬动拨动开关K1-K3，模仿实际运行中的情况，查看系统是否按照要求动作。同时分析系统中不完善的地方，提出改进建议。 二、 课程设计内容： 1、硬件设计 （1）用80C51设计一个单片机最小控制系统。其中P1.0接水位下限传感器，P1.1接水位上限传感器，P1.2输出经反相器后接光电耦合器，通过继电器控制水泵工作，P1.3输出经反相器后接LED，当出现故障时LED闪烁；P1.4输出经反相器后接蜂鸣器，当出现故障时报警。 （2）用塑料尺、导线等设计一个水塔水位传感器。其中A电级置于水位10CM处，接5V电源的正极，B级置于水位15CM处，经4.7K下拉电阻接单片机的P1.0口，C电级置于水位的20CM处，经4.7K下拉电阻接单片机的P1.1口。 （3）设计一个单片机至水泵的控制电路。要求单片机与水泵之间用反相器、光电耦合器和继电器控制，计算出LED限流电阻，接好继电器的续流二极管。 2、软件设计 （1）根据功能要求画出控制程序流程图。 （2）根据控制程序流程图编写80C51汇编语言或C51程序。 三、功能要求： 1、水塔水位下降至下限水位时，启动水泵,水塔水位上升至上限水位则关闭水泵。 2、水塔水位在上、下限水位之间时，水泵保持原状态。 3、供水系统出现故障时，自动报警。 四、调试 1、在Kerl-uvision上单步调试，观察累加器寄存器存储器的运行之间是否正常。 2、将程序下载到仿真仪上，进行模拟仿真，检查程序工作是否正常。 3、将模拟水塔、传感器、控制电路和水泵联成一个完整的系统，进行整机调试，观察系统工作是否正常。 摘要 供水是一个关系国计民生的重要产业。近年来随着科技的飞速发展， 2 二、课程设计的要求 1 三、课程设计用仪器和器件 1 四、课程设计的内容 1 1、水塔水位控制原理 1 2、硬件设计 2 3、 软件流程 4 五、课程设计心得体会 4 六、参考文献 4 附录：源代码 5 一、课程设计的目的 计算机控制系统课程设计是《计算机控制系统》课程与实验结束后的一门综合性实践课。所选题目《水塔水位控制》紧密结合所学的主要内容，加深巩固所学知识，同时对所学内容进行扩展，有一定的深度和广度，能充分发挥学生的能动性和想象力。通过电路设计、安装、调试等一系列环节的实施，提高学生的计算机控制应用系统的设计能力。 二、课程设计的要求 1、水塔水位下降至下限水位时，启动水泵上水。 2、水塔水位上升至上限水位时，关闭水泵。 3、水塔水位在上、下限水位之间时，水泵保持原状态。 4、供水系统出现故障时，自动报警。 三、课程设计用仪器和器件 硬件：1、塑料桶一个(Φ25-30cm) 2、塑料尺30cm 一个 3、微型水泵 一个 4、塑料管2米 5、光电耦合器4N25 一个 6、12V微型继电器(TWTMP-53) 一个 7、电路板（6*4cm）一块 8、薄铜片2cm*10cm *o.5mm 一块 9、直流稳压电源一台、PC机一台、XL1000/XL2000仿真仪一台。 10、其它：导线2米、二极管一个、PNP三极管一个、4.7K电阻2个、 300欧电阻2个，12针排针 1片。 软件 ：keil软件 四、课程设计的内容 1、水塔水位控制原理 图1 水位检测原理图(1)，图中两条虚线表示正常工作情况下水位升降的上