水塔-计算机控制课程设计

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1、 1 一、一、摘要摘要 微型计算机 SCMC，简称单片机，又称单片微控制器,它不是完成某一个逻辑功能 的芯片,而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。它的体积小、质量轻、价格 便宜。这种计算机的最小系统只用了一片集成电路，可进行简单运算和控制。因 为它体积小，通常藏在被控机械的“肚子”里。它在整个装置中，起着有如人类 头脑的作用，它出了毛病，整个装置就瘫痪了。现在，这种单片机的使用领域已 十分广泛，如智能仪表、实时工控、导航系统、家用电器等。虽然单片机只有一 个芯片，但无论从组成还是从功能上看，它已具备了计算机系统的属性，是一个 简单的微型计算机。本文对单片机水塔水位控制系统进行设计，完成单片机

2、水塔 水位控制系统硬件接线图和流程图以及单片机的控制程序设计， 并完成了指令编 程。 二、二、引言引言 水塔水位 水位控制在日常生活及工业领域中应用相当广泛，比如水塔、地下水、水电站等 情况下的水位控制。自动检测水位的检测系统能根据水位变化的情况自动调节。 本次课题采用单片机进行主控制，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处理，完成水 位的检测、控制及故障报警等功能。 三三、设计方案及原理设计方案及原理 本次课程设计对我们有以下意义: (1) 通过这次课程设计，加深对单片机理论方面的理解。 (2) 掌握单片机的内部模块的应用，如片

3、内外存储器、I/O 口、串行口通讯等。 (3) 了解和掌握单片机应用系统的软硬件设计过程、方法及实现，为以后设计和 实现单片器应用系统打下良好基础。 (4) 通过简单课题的设计练习，了解必须提交的工程文件，也达到巩固、充实和 综合运用所学知识解决实际问题的目的。 四四、硬件电路设计及描述硬件电路设计及描述 实验证明，纯净水几乎是不导电的，但自然界存在的以及人们日常使用的水都会 含有一定的导电离子，本智能水位检测装置就是利用水的导电性完成的。检测装 置控制图中的虚线表示允许水位变化设定的上下限。在正常情况下，应保持水位 在虚线范围内。为此，在水塔的不同高度安装了 3 根金属棒，以感知水位变化情

4、况。这样 b、c 两点的电压信号位数字信号，不需要再进行数字信号变换处理， 可以直接输入给单片机。如下图所示： 2 水位检测原理图 B 棒处于设定下限水位，C 棒处于设定上限水位，A 棒接+5V 电源，B 棒、C 棒各通过一个阻值位 4.7K 的电阻与地相连。水塔由电动机带动补水泵供水，单 片机控制电机转动实现对水位的控制。单片机通过不断的采集 B、C 两点电压信 号来检测水位的变化。控制过程如下： （1）当水塔补水过程中水位达到上限时，由于水的导电作用，B、C 棒连通 +5V。因此，b、c 两端均为 1 状态，这是应停止电机和水泵工作，不再给水塔供 水。 （2）当水位在水位下限时， B、C 棒都不能与 A 棒导电。因此，b、c 两端均 为 0 状态。这时正常起动电机，并接通相关电路开关电源，带动水泵工作，给水 塔供水。 （3）当水位处于上下限之间时，B 棒与 A 棒导通，b 端为 1 状态。C 端为 0 状态。这时，无论是电机以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，都应继续维持原来的工作状态。单片机循环 不断地采集水位信号