单片机课程设计 水位计设计.docVIP

单片机课程设计 课题： 水位计设计 系 别： 电气与电子工程系 专 业： 电气工程及其自动化 姓 名： 学 号： 指导老师： 郑州大学 201 一、设计目的 随着社会的发展，科技的进步以及人们生活水平的逐步提高，各种方便与生活的自动控制系统开始进入了我们的生活，单片机作为微型计算机发展的一个重要分支，具有高可靠性、高性能价格比、低电压、低功耗等优势，以其为核心的自动控制系统赢得了广泛的应用。水位计是供水系统中常用的设备,单片机的水位计控制系统使供水设备的水位保持在相应位置以满足用户对用水系统的需要.本设计的目的是用单片机设计一个控制系统对水位进行自动控制.水位计控制系统的研究对于提高供水系统的自动化水平,提高工作效率有重要意义. 二、设计要求 该课程设计给出以AT89C51单片机为核心器件的水塔水位检测控制系统仿真设计，实现水位的检测控制、处理和报警等功能，本设计要求: 1、设计一自动水位控制器，使其具有均匀水流流出。当水位降到一定程度时开始注水； 2、当水位升到一定水位时，停止注水，开始放水，要求给出信号。 三、总体设计 3.1总体框图 该方案以单片机为核心，配以一定的外围电路和软件，以实现水位控制的功能。在此水位控制系统中，检测信号来自插入水中的3个金属棒，以感知水位变化情况。工作正常情况下，应保持水位在某一范围内，当水位变化发生故障的时候，及时关断电机电源，发出声、光报警信号。它由硬件部分和软件部分组成。硬件部分由七大部分构成：80C51应用系统，水位采样系统，电机抽水系统，报警系统，锁存器，EOROM，时钟系统。软件部分是用汇编语言编写的汇编程序，烧写入单片机中用于控制整个系统自动工作。系统设计方案的硬件电路设计框图如下图1所示 EPROM时钟系统锁存器80C51 应用系统 EPROM 时钟系统 锁存器 80C51 应用系统 水位采样 水位采样 电机抽水系统 电机抽水系统 报警系统 报警系统 图1总体框图 3.2工作原理? 单片机水塔水位控制原理如图2所示，图中虚线表示容许水位变化的上下线，在正常情况下，应保持水位在虚线范围之内。其中A棒处于下限水位，C棒处于上限水位，B棒在上下水位之间。A棒接+5V电源，B棒和C棒各通过一个电阻与地相连。 水塔由电机带动水泵供水，单片机控制电机转动以达到对水位控制之目的。供水时，水位上升，当达到上限时，由于水的导电作用，B和C棒连通+5V。因此，b和c两端均为1状态，这时应停止电机和水泵的工作，不再给水塔供水。 当水位处于上下限之间时，B棒与A棒导通。因C棒不能与A棒导通，b端为1状态，c端为0状态。这时，无论是电机已在带动水泵给水塔加水，水位在不断上升；或者是电机没有工作，用水使水位在不断下降。都应继续维持原有的工作状态。 当水位降到下限时，B和C棒都不能与A棒导电，因此，b和c两端均为0 状态。这时应启动电机，带动水泵工作，给水塔供水。 bB b B AC A C +5V +5V c c 图2 水塔水位控制原理图 3.3主程序框图 程序是整个系统软件部分的核心，主程序流程图如下图3所示。 开始 开始 为检查水位做准备 为检查水位做准备 启动电机P1.2=1P1.1=0?P1.0=0? Y Y 启动电机P1.2=1 P1.1=0? P1.0=0? P1.1=1?停机P1.2=1报警P1.3=0等待停机P1.2=1 P1.1=1? 停机P1.2=1 报警P1.3=0 等待 停机P1.2=1 N N Y 图3水位计控制程序主程序图 四、各部分电路设计 4.1设计方案 本设计为一个实际应用系统的水塔水位控制部分。在此水塔水位控制系统中，检测信号来自插入水中的3个金属棒，以感知水位变化情况。工作正常情况下，应保持水位在某一范围内，当水位变化发生故障的时候，及时关断电机电源，发出声、光报警信号。 在仿真和模拟中我们用了两个点位代表了三个金属棒的工作情况，不过用手动操作来控制水位变化让单片机感应，其中用开关1代表了b（P1.0）金属棒，开关2（P1.1）代替了c金属棒，当开关1闭合时代表处于低水位，开关2闭合时代表处于高水位。 1．方案一：使用