单片机水位控制系统课程设计

课程设计(论文)题目名课程名学生姓学学指导教课程设计任务书分院信息科学与工程学院专业自动化学生姓名学号0设计题目基于单片机的水位检测仪系统的设计利用MCS-51位值控制水位。1234、撰写符合要求的课程设计说明书。123456、整理、书写设计说明书及答辩。年月日年月日目录摘要.......................................................................................................4引言...........................................................................................................51几种方案的比较....................................................................................61.1简单的机械式控制方式............................................................61.2复杂控制器控制方案..................................................................61.3通过水位变化上下限的控制方式..............................................62水塔水位控制原理.................................................................................83电路设计..................................................................................................93.1原件的介绍...................................................................................93.2引脚功能....................................................................................103.3水位检测接口电路...................................................................133.4报警接口电路............................................................................143.5存储器扩展接口电路..............................................................144系统软件设计........................................................................................154.1流程图........................................................................................154.2程序.............................................................................................165实验仿真................................................................................................186结语…....................................................................................................197参考文献…..............................................................................................19摘要了解。经过综合分析选择了由单片机控制的智能型液位控制器作为研题和综合应用所学可很好的延伸到具体应用案例中。设计一种基于单片机水塔水位检测控制系统。该系统能实现水位检测、电机故障检测、处理和报警等功Proteus软件扩展性强。关键引言以保证连续正常地供水。实际供水过程中要确保水位在允许的范围内Atmel公司的AT89C5l单片机为核心器件的水塔水Proteus能可移植性和扩展性强。1设计方案比较31.1简单的机械式控制方式。1.2复杂控制器控制方式。这种控制方式是通过安装在水泵出口管道上的压ADPIDDA控制水塔水位的目的。1.3通过水位变化上下限的控制方式。这种控制方式通过在水塔的不同高度固定不动的3根金属棒ABCAC棒处于BA棒接+5VBC棒各通过一个电阻与地相连。针对上述32水塔水位控制原理单片机水塔水位控制原理如图l3根金属棒A、B、CAB棒在上、C棒在上限水位(保证有足够大的流水量)B、C棒均与+5V连通。因此b、c两端的电压都为+5V即为“1B棒和AC棒不能与A棒b端为“1c端为“0”状态。此时电机带动水泵给水塔注B、C棒均不能与A棒导b、c均为“03电路设计水塔水位控制系统主要由CPU(AT89C51)、水位检测接口电路、报警接口电路、存储器扩展接口电路、复位电路、时钟振荡等部分组成。而设计中所用到的原件有AT89C51、74LS373锁存器、3.1原件的介绍AT89C51AT89C51是一种带4K字节闪存可编程可擦除只读存储器的低电压、高性能CMOS8AT89C2051是一种带2K字节闪存可编程可擦除只读存储器的单片机。单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除1000次。该器件采用ATMEL高密度MCS-51指令集和输出管脚相兼容。74LS37374LS373的输出端O0~O7可直接与总线相连。当三态允许控制端OEO0~O7用来驱动负载或总线。当OEO0~O7影响。当锁存允许端LEO随数据D而变。当LEO被锁存在已建立的数据电平。当LE端施密特触400mV。D0D7数据输入端OELE锁存允许端O0~O7输出端。27322732以HMOS-E(高速NMOS硅栅)24脚2732为4KB12条A0A118条D0D7OEVPP压VPP的输入端。VCC为十5VGND为地。3.2引脚功能P0P0口为一个8位漏级开路双向I/O脚可吸收8TTL门电流。当P0口的管脚第一次写1P0/地址的第八位。在FIASHP0FIASH进行P0P0外部必须被拉高。P1P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/OP1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。P1口管脚写入1P1FLASHP1口作为第八位地址接收。P2P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/OP2口4个TTLP2口被写“1P2P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存P2口输出地址的高八位。在给出地址“1P2口输出其特殊功能寄存器的内容。P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。P3P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O出4个TTL门电流。当P3口写入“1P3口将ILLP3口也可作为AT89C51P3.0RXDP3.1TXDP3.2/INT00P3.3/INT11P3.4T00P3.5T11P3.6/WRP3.7/RDP3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。RSTRST脚两个机器周期的高电平时间。ALE/PROG锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。在FLASHALE此频率为振荡器频率的1/6。因此它可用作对外部输出的脉冲或将跳过一个ALE脉冲。如想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址上置0ALE只有在执行MOVXMOVC指令是ALE才起作用。另ALE置位无效。/PSEN/PSEN有效。但在访问外部数据存储/PSEN信号将不出现。/EA/VPP/EA0000H-FFFFH1/EA将内部锁定为RESET/EA程序存储器。在FLASH12V编程电VPPXTAL1放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。XTAL2XTAL1和XTAL2分别为反向放大器的输入和输出。该反向放大器可以配置为片内振荡器。石晶振荡和陶瓷振荡均可采用。如XTAL2应不接。有余输入至内部时钟2所示。图3为系统硬件电路。3.3水位检测接口电路一个两位的拨码开关模拟b、c端的状态(1、0)+5V47kQ的电阻(尺1R2)接地。将单片机的P10端口接开关1P11端口接开关210。单片机通过负电极重(此时两个开关均置0)(此时开关1置12置0)(此时开关l和2都置1)P10和P113.4报警接口电路机P17P17=0P17=l号由P10和P11P15为高电平时蜂鸣器报警。水位作也停止。3.5存储器扩展接口电路74LS373P00P07通过复用方式分别接锁存器74LS373的DOD7和存储器2732的D0D7ALE接锁存器的OE端OQ0O7与存储器地址线A0A73根地址线A8A11接P20P22OECE接地。4系统软件设计4.1流程图P10=lP11=0P10=0P11=0位检测信号与输出控制操作关系如表14为水塔水位控制程序流程。4.2程序ORG0030HLOOP:ORLP1,#03H;为检查水位状态准备MOVA,P1JNBACC.0,ONE;P1.0=0则转JBACC.1,TWO;P1.1=1则转BACK:ACALLD10S;延时10sAJMPLOOPONE:JNBACC.1,THREE;P1.1=0则转CLR95H;0→P1.5,启动报警装置SETB97H;1→P1.7,停止电机工作FOUR:SJMPFOURTHREE:CLR97H;启动电机AJMPBACKTWO:SETB97H;停止电机工作AJMPBACKORG0100HD10S:MOVR3,#19HLOOP3:MOVR1,#85HLOOP1:MOVR2,#0FAHLOOP2:DJNZR2,LOOP2DJNZR1,LOOP1DJNZR3,LOOP35实验仿真结果Proteus软件性和扩展性强。通过制作PCB水冷却系统。XTAL218XTAL119ALE30EA31PSEN29RST9P0.0/AD039P0.1/AD138P0.2/AD237P0.3/AD336P0.4/AD435P0.5/AD534P0.6/AD633P0.7/AD732P1.01P1.12P1.23P1.34P1.45P1.56P1.67P1.78P3.0/RXD10P3.1/TXD11P3.2/INT012P3.3/INT113P3.4/T014P3.7/RD17P3.6/WR16P3.5/T115P2.7/A1528P2.0/A821P2.1/A922P2.2/A1023P2.3/A1124P2.4/A1225P2.5/A1326P2.6/A1427U1AT89C51D03Q02D14Q15D27Q26D38Q39D413Q412D514Q515D617Q616D718Q719OE1LE11U274LS373A08A17A26A35A44A53A62A71A823A922A1019A1121CE18OE/VPP20D09D110D211D313D414D515D616D717U32732X1CRYSTALR14R7R24R7R310kOFFON1243DSW1DIPSW_2VCC0.00C14p7C24p7C310uU4NOTLS1SPEAKER6结语制等领域有着广阔的应用前景。7参考文献1航天大学出版社李朝青编著.2李群芳张士军黄建