《单片机课程设计》---水塔水位控制系统

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1、 机械与车辆学院 单片机课程设计报告单片机课程设计报告 （20122012- -20132013 学年第一学期）学年第一学期） 课程设计题目：水塔水位控制系统水塔水位控制系统 - 1 - 目录目录 一、一、 课程设计性质和课程设计性质和目的目的2 二、二、 课程设计的内容及要求课程设计的内容及要求2 三、三、 课程设计的进度及安排课程设计的进度及安排3 四、四、 设计所需设备及材料设计所需设备及材料3 五、五、 设计思路及原理分析设计思路及原理分析4 六、六、 流程图及程序编写流程图及程序编写5 七、七、 调试运行调试运行8 八、八、 结果及分析结果及分析9 九、九、 心得体会心得体会10 十

2、、十、 参考文献参考文献10 十一、十一、 致谢致谢11 十二、十二、 附录附录.11 - 2 - 一、课程设计性质和一、课程设计性质和目的目的 这次课程设计水塔水位控制是继这学期我们学习的单片机原理与接口 技术课程与实验结束后的一门综合性实践课，让学生初步尝试把理论与实践结 合，培养了学生的实践能力。 水塔水位控制设计需要紧密结合所学的知识， 在参阅相关资料中，可以加深、巩固所学知识，同时也拓宽了知识面，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，提高学生的单片机应用系统的设计能力。 二、二、课程设计的内容及要求课程设计的内容及要求 1

3、、硬件设计 （1）用 80C51 设计一个单片机最小控制系统。其中 P2.0 接水位下限传感器， P2.1 接水位上限传感器，P2.2 输出经反相器后接光电耦合器，通过继电器控制 水泵工作，P2.3 输出经反相器后接 LED，当出现故障时 LED 闪烁；P2.4 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

4、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 3、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。 - 3 - 三、三、课程设计的进度及安排课程设计的进度及安排 序号 项 目 时 间 1 布置课程设计任务、讲授焊接基本知识 1 天 2 水塔水位控制总体方案设计、仿真器使用 1 天 3 硬件设计和制作 1

5、天 4 硬件制作和调试 1 天 5 Protel99 的使用 1 天 6 软件设计和软件调试 1 天 7 综合调试 1 天 8 整体调试 1 天 9 检测验收、写课程设计报告 1 天 10 答辩 1 天 表 1 课程设计的进及安排表 四、设计所需设备及材料四、设计所需设备及材料 元件名元件名 原原 理理 图图 工作原理工作原理 个数个数 继电器 SRD-12VDC-SL-C 线圈通电产生磁场， 吸 附开关，使常闭端打 开，闭合与常开端； 1 光电藕合器 4n25 输入的电信号驱动发 光二极管， 使之发出一 定波长的光， 被光探测 器接收而产生光电流， 再经过进一步的放大 输出， 实现电光电 的转化 1 PNP 三极管 9015C PNP 三极管用作开关， 当基极电位低于发射 极电位是三极管导通 1 二极管 单向导通，保护继电 器； 1 电阻 220 2 电阻 4.7k 1 电阻 1k 1 表 2 设计所需设备及材料表 - 4 - 五、设计思路及原理分析五、设计思路及原理分析 水塔水位控制原理图见图 1，图中两条虚线表示正常工作情况下水位升降的 上下限，在正常供水时，水位应控制在两条虚线代表的水位之间。B 测量水位下 限，C 测量水位上限，A 接+5V，B、C 接地。 图1 水塔水位检测原理图 在水塔无水或水位低于下限水位时，B、C 为断开，