基于單片機(jī)的水塔水位控制畢業(yè)設(shè)計(jì)論文(已修改)
2024-12-03 20:58 本頁(yè)面
【正文】 第一章 緒論 畢業(yè)設(shè)計(jì)的意義 在工業(yè)生產(chǎn)中 , 對(duì)溫度控制系統(tǒng)的要求 , 主要是保證爐溫按規(guī)定的溫度工藝曲線變化 , 超調(diào)小或者求不高。無(wú)超調(diào) , 穩(wěn)定性好 , 不振蕩 , 對(duì)系快速性要 求不高。 本文淺析了單片機(jī)電阻控溫系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程及實(shí)現(xiàn)方法。熱電偶將爐溫變換為模擬電壓信號(hào) , 經(jīng)低通濾波濾掉干擾信號(hào)后送放大器 , 信號(hào)放大后送模/ 數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字量送單片機(jī)。同時(shí) , 熱電偶的冷端溫度也由 IC 溫度傳感器變?yōu)殡妷盒盘?hào) , 經(jīng)放大和轉(zhuǎn)換后送單片機(jī)。 通過(guò)檢測(cè)鍋爐溫度的來(lái)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制外部設(shè)備的運(yùn) 行 ,如當(dāng)傳感器檢測(cè)到水溫過(guò)高時(shí) ,轉(zhuǎn)換成電壓經(jīng)過(guò)模 /數(shù)轉(zhuǎn)換送入單片機(jī) ,通過(guò)比較程序輸出信號(hào)控制光電耦合器的通短來(lái)控制繼電器的輸入電流通短 ,再通過(guò)繼電器來(lái)控制外部設(shè)備如水泵的運(yùn)行情況。溫度過(guò)低時(shí)關(guān)閉輸出 ,而關(guān)閉水泵的輸入即減少了冷水吸收熱量 ,當(dāng)溫度升高后又打開(kāi)水泵 ,這樣實(shí)現(xiàn)循環(huán)控制 .而通過(guò)數(shù)碼顯示我們可以觀看鍋爐各個(gè)點(diǎn)的溫度 ,來(lái)判斷運(yùn)行是否正常 .同時(shí)通過(guò)各點(diǎn)的溫度的紀(jì)錄和出產(chǎn)品的紀(jì)錄可以計(jì)算出該系統(tǒng)在某段時(shí)間是否起到了節(jié)能的作用 .所以本設(shè)計(jì)對(duì)節(jié)能控制有著很大的意義 . 設(shè)計(jì)要求及單片機(jī)的定義及其特點(diǎn) 本設(shè)計(jì)的控制任務(wù)要求用單片機(jī)實(shí)現(xiàn) ,數(shù)碼管顯示 . 單片機(jī)是將 RAM,ROM,定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器以及輸入 /輸出 (I/O)接口電路等計(jì)算機(jī)主要部件集成在一塊芯片上 ,這樣所組成的芯片級(jí)微型計(jì)算機(jī)稱為單片微型計(jì)算機(jī) ,簡(jiǎn)稱單片微機(jī)或單片機(jī) .由于單片機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)與指令系統(tǒng)都是按工業(yè)控制要求設(shè)計(jì)的 ,常用于工業(yè)的檢測(cè)和控制當(dāng)中 ,因而也稱為是微控制器或嵌入式控制器 .單片機(jī)的特點(diǎn) : 。 ,體積小 ,可靠性高 。能強(qiáng) 。 ,底功耗 . 軟件設(shè)計(jì)要求及特點(diǎn) 在設(shè)計(jì)過(guò)程中我們采用了軟件和硬件雙結(jié)合的的設(shè)計(jì)方法，而軟件的設(shè)計(jì)簡(jiǎn)化了硬件要求。在本設(shè)計(jì)中軟件主要有五個(gè)方面的應(yīng)用，它們分別為：數(shù)據(jù)采集，顯示程序，鍵盤(pán)控制和水泵控制。數(shù)據(jù)采集主要完成溫度的采集和數(shù)據(jù)的處理，顯示則是把要顯示的溫度用七段數(shù)碼顯示出來(lái)，而鍵盤(pán)程序則是使其相應(yīng)的鍵完成相應(yīng)的工作和要求，水泵控制則是檢測(cè)水泵的運(yùn)行和水位。 第二章 水位控制 控制水箱的水位去趨近指定目標(biāo)值，水位指定范圍為 10— 5CM，控制精度 實(shí)測(cè)水位用 十進(jìn)制數(shù)碼顯示。 ： 虛線表示允許水位變化的上下限。水塔由電機(jī)帶動(dòng)水泵供水，單片機(jī)控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)以達(dá)到對(duì)水位控制的目的。 ①當(dāng)水位上升，達(dá)到上限時(shí)，因水導(dǎo)電， B、 C 棒連通 +5V。 b、 c均為 “ 1” ，應(yīng)停止電機(jī)和水泵的工作，不再供水； ②當(dāng)水位降到下限時(shí)， B、 C 棒都不能與 A 棒導(dǎo)電。 b、 c均為 “ 0” ，應(yīng)啟動(dòng)電機(jī)，帶動(dòng)水泵工作，給水塔供水； ③當(dāng)水位處于上下限之間時(shí)， B 與 A 棒導(dǎo)通。 b為 “ 1” ， c為 “ 0” ，無(wú)論怎樣都應(yīng)維持原有的工作狀態(tài)。 、控制電路： + 5 VbcABC水 塔 水 位 控 制 原 理 圖傳 感 器底 部下 限上 限P1 . 0P1 . 10 ： 電 機(jī) 工 作1 ： 電 機(jī) 停 止上下限水位信號(hào)由 和 輸入，這 2個(gè)信號(hào)共有 4種組合狀態(tài)： 輸入 輸出 操作 C() B() (電機(jī) ) (報(bào)警 ) 0 0 0 1 電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn) 0 1 1 維持原狀 1 0 0 故障報(bào)警 1 1 1 1 電機(jī)停轉(zhuǎn) 0：電機(jī)工作 1：電機(jī)停止 控制信號(hào)由 端輸出，去控制電機(jī)。 為了提高控制的可靠性，使用了光電耦合； 由 輸出報(bào)警信號(hào)，驅(qū)動(dòng)一支發(fā)光二極管進(jìn)行光報(bào)警。 RESETP0D80C51273274LS373EAALE GQA0 ～7D0 ～7A8 ～1 1P ～2 . 3PPPP48+5VbcABC+5V+5V+5V+5V+12VJLED 7407 PSEN OECS8 設(shè)計(jì)水位自動(dòng)控制電路 這里有一個(gè)水塔模型，如圖（一） 4． 26－ 1所示，水箱是用透明有機(jī)玻璃膠合而成（或用現(xiàn)成的透明塑料盒），箱內(nèi)插入一塊金屬板（代表箱體的金屬外殼），金屬板上裝有兩根塑料包皮的硬導(dǎo)線，分別作為高、低液位的探針，圖中的“ 1”、“ 2”、“ 3”三端分別與高、低液位探針和金屬板相通，“ 4”、“ 5”是離心式水泵模型電動(dòng)機(jī)的接線端。 水塔水箱里的水位由繼電器來(lái)控制，這只繼電器的原理結(jié)構(gòu)如圖（一） 4． 26－ 2 所示，它的線圈有放大作用，將 7 兩端放入水中而不直接接觸，繼電器線圈即可導(dǎo)通而使銜鐵動(dòng)作。繼電器的銜鐵可以控制兩把閘刀，每刀都有常開(kāi)、常閉觸點(diǎn)各一對(duì)。 請(qǐng)你設(shè)計(jì)連接好電路，使得水塔水位低于低液位探針時(shí)，抽水機(jī)工作；當(dāng)水位上升到高液位探針時(shí)，抽水機(jī)停止工作；當(dāng)水位下降時(shí)仍不工作，直
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