基于51單片機控制的水塔水位檢測課程設(shè)計（論文)word格式-文庫吧
2024-11-17 09:39 本頁面
【正文】 高了供水系統(tǒng)的質(zhì)量。 設(shè)計要求及意義 水位控制在日常生活及工業(yè)領(lǐng)域中應(yīng)用相當(dāng)廣泛，比如水塔、地下水、水電站等 情況下的水位控制。自動檢測水位 的檢測系統(tǒng)能 根據(jù)水位變化的情況自動調(diào)節(jié)。 本 次課題 采用單片機進行主控制，利用水的導(dǎo)電性測量水位的變化，把測量到的水位變化轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電信號，用單片機對接收到的信號進行數(shù)據(jù)處理，完成水位 的檢測 、控制及故障報警等功能。 本 次課3 程設(shè)計對我有以下意義 : (1) 通過這次課程設(shè)計，加深對單片機理論方面的理解。 (2) 掌握單片機的內(nèi)部模塊的應(yīng)用，如片內(nèi)外存儲器、 A/D 轉(zhuǎn)換器等。 (3) 了解和掌握單片機應(yīng)用系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計過程、方法及實現(xiàn)，為以后設(shè)計和實現(xiàn)單片器應(yīng)用系統(tǒng)打下良好基礎(chǔ)。 (4) 通過簡單課題的設(shè)計練習(xí)，了解必須提交的工程文件，也達到鞏固、充實和綜合運用所學(xué)知識解決實際問題的目的。 4 第 2章 系統(tǒng)方案的設(shè)計 總體設(shè)計方案 分析課題可知應(yīng)分兩個電路來實現(xiàn)系統(tǒng)的功能，一是水位控制電路，二是水質(zhì)檢測電路，并且對于整個系統(tǒng)我們采用順序控制。 首先進行水位控制，水位電路根據(jù)輸入不同的模擬量，轉(zhuǎn)換為不同的數(shù)字量，經(jīng)過和設(shè)定的值進行比較，通過 口對電機進行控制。水位控制電路完成其預(yù)定功能后，便自動轉(zhuǎn)到延時子程序，系統(tǒng)經(jīng)過一定的預(yù)定延時（本 設(shè)計設(shè)定值為 10S）之后，轉(zhuǎn)去執(zhí)行水質(zhì)檢測電路。檢測電路根據(jù)不同的模擬量的輸入，轉(zhuǎn)換為不同的數(shù)字量，經(jīng)過和設(shè)定的值進行比較后，由單片機產(chǎn)生不同的驅(qū)動信號，從而使對應(yīng)的二極管發(fā)光，以顯示不同的水質(zhì)狀態(tài)。水質(zhì)檢測結(jié)束，系統(tǒng)自動返回到主程序的入口處，繼續(xù)進行水位的檢測和控制。如此往復(fù)循環(huán)達到對水塔水位的自動控制和對水塔水質(zhì)的檢測和顯示，從而滿足水位和水質(zhì)的要求。 硬件設(shè)計方框圖如圖 211 所示。 圖 211 水 位控制 水質(zhì)檢測 延時 開始 5 系統(tǒng)組成 水位檢測電路可以通過兩個 51 單片機的管腳來 感知水位的變化，產(chǎn)生不同的邏輯組合來控制是否進水或是停止進水。輸出端可由一個端口來控制電機的運行狀態(tài)，進而控制水泵的工作。 水質(zhì)檢測 的 電路主要由 A/D 轉(zhuǎn)換器組成。通過 A/D 轉(zhuǎn)換為數(shù)字量作用于單片機， 從而 控制水質(zhì)狀況的顯示。本次設(shè)計采用 ADC0808 芯片。用 LED 燈來顯示水位的高低。 ADC0808 有 8 路模擬量的輸入端口，本次設(shè)計只要用其中一個， 8 路模擬開關(guān)無需進行切換選通。設(shè)計通過 A/D 轉(zhuǎn)換為數(shù)字量作用于單片機，進而控制電機的運轉(zhuǎn)。本次設(shè)計采用可調(diào)電阻器來控制模擬電信號的輸入。通過對電阻器的調(diào)節(jié)來模擬輸入量的 變化。通過對比數(shù)字量來進行進行判斷水位的高低，不同顏色的信號指示燈 顯示不同的水質(zhì) 。進而通過輸出口對電機進行開關(guān)控制。 6 第 3章 硬件設(shè)計 ADC0808 的簡要介紹 ADC0808 有 8 路模擬量的輸入端口，本次設(shè)計只要用其中一個， 8 路模擬開關(guān)無需進行切換選通 。 ADC0808 的 8 路模擬輸入 8 路數(shù)字輸出的逐次逼近法 A/D 器件。其主要技術(shù)指標(biāo)和特性為： 8 位。 。本次單元電路仿真采用 640KHZ 的時鐘方波信號。 +5V。模擬輸入 電壓范圍單極性 05V,雙極性 ? 5V 或 ? 10V。本次課程設(shè)計由于只有一個模擬輸入量，且電壓變化都為正值，故采用單極性電源接法。 （正脈沖），上升沿使內(nèi)部所有寄存器清“ 0”，下降沿使 A/D 轉(zhuǎn)換開始。 主要管腳說明： CLK:為時鐘信號輸入端，決定 A/D 轉(zhuǎn)換的速度，轉(zhuǎn)換一次為 64 各時鐘周期。 ALE:地址鎖存允許信號，高電平有效。當(dāng)此信號有效時， A、 B、 C 三位地址信號被鎖存，譯碼選通對應(yīng)模擬通道。 START:為啟動轉(zhuǎn)換信號，正脈沖有效。此信號通常與系統(tǒng)信號相連，控制 A\D 轉(zhuǎn)換器的啟動。 EOC:轉(zhuǎn)換結(jié)束信號，高電平有效，表示一次 A\D 轉(zhuǎn)換已完成。可作為中斷觸發(fā)信號，也可用程序查詢的方法檢測轉(zhuǎn)換是否結(jié)束。 OE:輸出允許信號，高電平有效，可與系統(tǒng)讀選通信號 RD 相連。當(dāng)計算機發(fā)出此信號時， ADC0808 的三態(tài)門被打開，此時可通過數(shù)據(jù)線讀到正確的轉(zhuǎn)換結(jié)果。 DC0808 的邏輯結(jié)構(gòu)及引腳功能 如圖 311 所示 7 地址鎖存與譯碼8 路模擬開關(guān)控制與時序樹狀開關(guān)電阻網(wǎng)絡(luò)V c c G N D R E F （+ ） R E F （ ） OEA D D AA D D BA D D CA L EI N 7 ～I N 0比較器 S A RS T A R T C L KE O CD 7 ～D 0三態(tài)輸出鎖存緩沖器 圖 311 水位檢測電路 模擬量由模擬通 道 IN1 輸入，通過對可調(diào)電阻的調(diào)節(jié)，模擬輸入不同的電壓量。數(shù)字量的輸出端與單片機的 P0 口相連接。單片機可通過對 P0口數(shù)據(jù)的采集和處理，發(fā)出相應(yīng)的控制信號。 口和 口通過邏輯或非門后，輸出端接 START 與 ALE 端口。 口和 口也通過邏輯或非門后，輸出端接 OE 端。通過對 PO 的信號和設(shè)定的數(shù)值比較，得出水位的高低而通過 口對電機進行控制。同時 P0 口的信號轉(zhuǎn)入 P2 口，通過 LED 燈的顯示來顯示水位的高低， 燈光的不同來表示水塔的水位狀態(tài) 。電路連接圖如圖 321 所示。 8 圖 321 水質(zhì)檢測電路 水質(zhì)檢測電路主要由 ADC0808實現(xiàn) ,通過 A/D轉(zhuǎn)換對比來判斷水質(zhì) 的好壞。 模擬量由模擬通道 IN0 輸入，通過對可調(diào)電阻的調(diào)節(jié)，模擬輸入不同的電壓量。數(shù)字量的輸出端與單片機的 P0 口相連接。單片機可通過對 P0口數(shù)據(jù)的采集和處理，發(fā)出相應(yīng)的控制信號。 口和 口通過邏輯或非門后，輸出端接 START 與 ALE 端口。 口和 口也通過邏輯或非門后，輸出端接 OE 端
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