水位控制课程设计--水位控制器设计

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1、 课课 程程 设设 计计 任任 务务 书书 题目题目 水位控制器设计水位控制器设计 专业、班级专业、班级 学号学号 姓名姓名 主要内容、基本要求、主要参考资料等：主要内容、基本要求、主要参考资料等： 一、主要内容：一、主要内容： 熟悉单片机应用系统的设计方法和规范，达到综合的目的。 学习文件检索和查找数据手册的能力。 学习 protel 软件的使用。 学会整理和总结设计文档报告。 二、基本要求：、基本要求： 以 MCS-51 系列单片机为核心，组成一个水位自动控制系统。 六区间式水位显示。 全自动位式进水。 满水、低水水位报警。 水位传感器故障自检及报警提示。 能延时恢复的报警消音。 三、主要

2、参考资料：三、主要参考资料： 张毅坤等 单片微型计算机原理及应用 西安 西安电子科技大学出版社 李建忠编著 单片机原理及应用 西安 西安电子科技大学出版社 完完 成成 期期 限：限： 2015 年年 1 月月 2 日日 指 导教师签名：指 导教师签名： 课程负责人签名：课程负责人签名： 2015 年年 1 月月 2 日日 水位控制器设计 I 摘 要 随着科学技术的发展， 单片机作为嵌入式微控制器在工业测控系统， 智能仪器和家用电器中得到广泛应用。本次设计利用 MCS-51 系列单片 机进行控制，利用水的导电性测量水位的变化，把测量到的水位变化转 换成相应的电信号，用单片机对接收到的信号进行数据

3、处理，完成水位 的检测、控制及故障报警等功能。 关键词关键词 单片机 电信号 水位 水位控制器设计 目 录 摘要I 1.引言 . 1 2.总体设计思想 2 2.1 目标功能及分析 2 2.2 设计思路 . 2 2.3 总体设计框图 . 3 3. 单元设计 . 5 3.1 水位检测 . 5 3.1.1 水位检测原理 . 5 3.1.2 水位控制电路设计 6 3.2 水位显示 7 3.3 报警电路 . 8 3.4 进出水电路 . 9 4软件设计 10 4.1 设计概述 . 10 4.2 设计流程图 11 5 收获与总结 . 14 参考文献 . 15 水位控制器设计 1 1.引言 水位控制在日常生活

4、及工业领域中应用相当广泛。生活中，一些大 型工厂的锅炉水位，特别是农村住宅楼房生活用水水箱的水位的控制现 在大都未能实现自动控制，水位的高低通常有水电管理人员进行控管， 非常麻烦，而且常出现断水和水位过高产生的溢水事故。这给工厂和居 民的生活带来了极大的不便，同时也造成了不必要的水资源的浪费。 于是结合我们所学的专业知识，就有了这个课题。通过对水位控制 进行自动化控制系统的改造，从而实现提供足够的水量、平稳的水压、 水塔水位的自动控制有设计低成本、高实用价值的控制器。该设计采用 分立的电路实现超高、 低警戒水位处理,实现自动控制,而达到节能的目的, 提高了供水系统的质量。 水位控制器设计 2

5、2.总体设计思想 2.1 目标功能及分析 本设计用 80C51 单片机为核心，由于单片机 I/O 管脚能够使用的只 有 P0 口，而设计的要求是利用引脚输入信号并对信号进行处理，并且要 输出水位显示，故障报警，启动停止水泵等功能，这样一来我们只用单 片机的 P1 引脚是远远不够的， 因此需利用 8255A 对其引脚进行扩展， 通 过 8255A 的 PC 口进行信号的输入并利用 8255A 的 PA 口连接数码管来 显示实际水位，当水位在不同的位置时利用程序控制将在数码管上显示 这段时间的水位。并利用延时子程序来延时，延时时间 1S，每间隔 1S 系统将进行一次水位检测，当水位低于下限水位时将

6、通过 PC 口输入信 号并由 8255A 将信号送到单片机，通过单片机来控制水泵工作，同样当 水位上升到上限水位时将通过 PC 口输入信号并由 8255A 将信号送到单 片机，通过单片机的 P1.6 口来控制停止水泵工作，当处于上下线之间是 保持原有状态，并且此设计我还设计故障报警和水质检测，当检测到故 障时通过 PC 口输入信号并由 8255A 将信号送到单片机，再由单片机的 P1.5 和 P1.7 口输出信号到发光二极管，通过二极管和水质有问题时我通 过发光二极管来显示，同时停止系统工作。水位显示设计的是动态的， 因此在设设计时我要设计一个延时子程序，延时时间 2ms，通过延时子 程序经过一段时间间隔后，再调用显示子程序。通过这种反复调用来实 现 LED 显示器的动态扫描。 2.2 设计思路 每部分电路都有其相应的功能：首先由信号产生部分产生整个电路 水位控制器设计 3 的输入信号， 该信号经过信号处理部分处理后输出其他电路的控