【正文】 ................. 1 Abstract. .................................................................. 1 1 緒論 ..................................................................... 2 水 箱水位控制系統(tǒng)研究背景及意義 ........................................ 2 ........................................ 3 基于單片機(jī)的水箱液位控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程 .................................. 3 2 單片機(jī)的水箱液位控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) ........................................ 3 .......................................................... 3 系統(tǒng)程序原理 .......................................................... 4 .............................................. 4 自動(dòng)模式子程序原理及流程框圖 ...................................... 4 3水箱水位控制系統(tǒng)的調(diào)試 .................................................... 5 .................................................. 5 交流變頻調(diào)速 ...................................................... 5 ...................................................... 6 .............................................. 7 .............................................. 8 調(diào)試結(jié)果 ............................................................. 9 結(jié)論 ...................................................................... 11 參考文獻(xiàn) .................................................................. 11 附錄 ...................................................................... 13 致 謝 ..................................................................... 16 滁州學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 基于單片機(jī)的水箱液位控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 摘 要 ： 大型水箱是很多公司生產(chǎn)過程中必不可少的部件 。 由 壓力傳感器 輸出的檢測信號，進(jìn)入單片機(jī)的模擬量輸入口。 關(guān)鍵詞 ： 單片機(jī) ； 水位 ； 控制 Design of control system of water level based on Single chip microputer Abstract： Large water tanks are a lot of panies essential to the production process of parts, The quality of its performance, the quality of work fine or not has a great influence on the production, especially the safety of production. In the past, many of the tanks are operated by the staff,the manual mode of operation has brought great disadvantages to control and monitor the water tank. The designof the system use the singlechip microputer control technology with 8051 singlechip microputer as the core control of the water level of the water tank. Detection signal output from the pressure sensor, analog input into the single the MCU of the detection signal to pare the value and singlechip microputer get the output control signal. Through the singlechip microputer to control AC frequency converter and AC motor. Liquid level directly regulating water tank through a water pump, until it reaches the set water level. Keywords: Single chip microputer。低溫液體（液氧、液氮、液氬、液化天然氣及液體二氧化碳等）得到廣泛的應(yīng)用，作為貯存低溫液體的容器要保證能承受其載荷；在發(fā)電廠、煉鋼廠中，保持正常的鍋爐汽包水位、除氧器水位、汽輪機(jī)凝氣器水位、高、低壓加熱器水位等，是設(shè)備安全運(yùn)行的保證；在教學(xué)與科學(xué)研究中，也經(jīng)常碰到需要進(jìn)行水位控制的實(shí)驗(yàn)裝置。 從水資源節(jié)約方面考慮，以往的人工控制在很多情況下，造成資源 不必要的浪費(fèi)，大部分原因是水箱內(nèi)部水位沒有及時(shí)的反饋信息到操作員，從而使控制上有一定的延遲，從而造成了水量過多或者沒能及時(shí)補(bǔ)水而導(dǎo)致資源的浪費(fèi)或生產(chǎn)出現(xiàn)異常。所以應(yīng)用到眾多嵌入式系統(tǒng)開發(fā)中。 （ 2）在運(yùn)行中可以隨時(shí)方便的修改各種各樣的運(yùn)行參數(shù)的控制值，并修改系統(tǒng)的控制參數(shù)，可以方便的改變水位的上限、下限。單片機(jī)自問世以來，性能不斷提高和完善，體積小、速度快、功耗低的特點(diǎn)使它的應(yīng)用領(lǐng)域日益廣泛。比如把一臺(tái)純手工家用水箱設(shè)計(jì)成自動(dòng)化控制的水箱，從硬件的設(shè)計(jì)和鋪設(shè)，對于民用化產(chǎn)品實(shí)施的性價(jià)比較高。 我國仍然處于生產(chǎn)型發(fā)展中國家，所有幾乎在能源相關(guān)的所有領(lǐng)域中，水箱是比不可少的部件，即使是發(fā)達(dá)國家也不 例外。而且越來越多的水箱生產(chǎn)廠商開始聘用單片機(jī)開發(fā)人員和電路設(shè)計(jì)人員，將控制系統(tǒng)成為水箱設(shè)計(jì)的一部分，以提高自身產(chǎn)品的安全性能和科技含量來提高產(chǎn)品在市場中的競爭力。程序?qū)崿F(xiàn)當(dāng)水位處于 LG(高 )、 LD(低 )或 LDD(低低 )時(shí)，報(bào)警信號輸出，判斷泵水方式 (自動(dòng)或手動(dòng) )。 圖 21 主程序流程圖 系統(tǒng)主程序 ： ORG 0000H AJMP MAIN ORG 0060H MAIN: MOV P1, FFH ； P1 P3口初始化置 1 MOV P3， FFH JNB ， AUT ；若手動(dòng)在自動(dòng)位置，跳到自動(dòng)模式子程序 AJMP MEN ；否則轉(zhuǎn)到手動(dòng)模式子程序 END 自動(dòng)模式子程序原理 自動(dòng)模式子程序運(yùn)行的前置條件是，系統(tǒng)開始運(yùn)行，并且用戶選擇使用自動(dòng)化控制模式。若“ M1開啟”則判斷“ M2是否開啟”，若“ M2開啟”，則程序運(yùn)行“停止 M2”程序；若“ M2沒有開啟”，則試程序運(yùn)行“延遲 1分鐘”， 一分鐘后程序“返回主程序”。三菱變頻器主要采用交 — 直 — 交方式（ VVVF 變頻或矢量控制變頻），先把工頻交流電源通過整流器轉(zhuǎn)換成直流電源，然后再把直流電源轉(zhuǎn)換成頻率、電壓均可控制的交流電源以供給電動(dòng)機(jī)。雖然三菱變頻器本身有各種保護(hù)功能，但缺相保護(hù)卻并不完美，斷路器在主回路中起到過載，缺相等保護(hù)，選型時(shí)可按照三菱變頻器的容量進(jìn)行選擇。在采用三菱變頻器后，產(chǎn)生的傳導(dǎo)和輻射干擾，往往導(dǎo)致控制系統(tǒng)工作異常，因此需要采取下述必要措施 ： （ 1)良好的接地。另外，在輻射干擾嚴(yán)重的場合，如周圍存在 GSM、或者小靈通基站時(shí)，可以對微機(jī)控制板添加金屬網(wǎng)狀屏蔽罩進(jìn)行屏蔽處理。如果非要用模擬量控制時(shí)，建議一定采用屏蔽電纜，并在傳感器側(cè)或 者三菱變頻器側(cè)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)端一點(diǎn)接地。 水箱系統(tǒng)組成 被控對象包括上水箱、下水箱、復(fù)合加熱水箱以及管道。 滁州學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 圖 31 系統(tǒng)組成圖 變送器模塊主要有流量變送器（ FT）、液位變送器（ LT1， LT2）、壓力變送器（ PT）等。 壓阻式壓力傳感器原理 壓阻式壓 力傳感器 如圖 32 是利用單晶硅材料的壓阻效應(yīng)和集成電路技術(shù)制成的傳感器。硅的壓阻效應(yīng)不同于金屬應(yīng)變計(jì)，前者電阻隨壓力的變化主要取決于電阻率的變化，后者電阻的變化則主要取決于幾何尺寸的變化（應(yīng)變），而且前者的靈敏度比后者大 50～ 100倍。硅膜片一般設(shè)計(jì)成周邊固支的圓形，滁州學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 8 直徑與厚度比約為 20～ 60。壓力傳感器將信號傳給單片機(jī)，通過單片機(jī)控制電機(jī)，從而達(dá)到調(diào)節(jié)水位的目的。這些被選擇的資源分配到哪些 I／ O 引腳上去，則由交叉開關(guān)優(yōu)先表根據(jù)排列的優(yōu)先順序來確定。 （ 3） 、電動(dòng)機(jī)控制中的 PWM和測頻在 C8051中的實(shí)現(xiàn) 在有刷和無則直流電動(dòng)機(jī)的控制中．需要使用脈寬調(diào)制 (PwM)技術(shù)，通過調(diào)節(jié) PwM 信號的占空比來實(shí)現(xiàn)調(diào)速。這些功能都包含在一個(gè)稱為可編程計(jì)數(shù)器列陣 PcA當(dāng)中。 通過單片機(jī)控制交流變頻器從而控制交流電機(jī)。 （ 4） 、 水位開始上升，在上位機(jī)中可以看到實(shí)時(shí)的曲線變化如圖 35所示。通過這次設(shè)計(jì)，我綜合運(yùn)用大學(xué)四年所學(xué)知識去分析和解決問題，我深刻的了解和掌握了單片機(jī)的控制原理和設(shè)計(jì)方法。 參考文獻(xiàn) [1]李萍 .51系列單片機(jī)叢書 AT80C51單片機(jī)原理、開發(fā)與應(yīng)用實(shí)例 [M].北京：中國電力出版社 ，2021:47 [2]秦獲輝 .科技英語（電子類） [M].陜西：西安電子科技大學(xué)出版社 ， 2021:98 [3]楊興瑤，張益清等 .新編實(shí)用電子電路 500列 [M].武漢：化學(xué)工業(yè)出版社， 2021:107 滁州學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 12 [4]朱殿棟 .數(shù)字電路設(shè)計(jì)實(shí)用手冊 [M].北京：電子工業(yè)出版社 ， 2021:144 [5]郭勇，余小平，高嵩等 .電子系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì) [M].北京：北京大學(xué)出版社 ， 2021:196 [6]公茂法，馬寶甫，孫晨等 .單片機(jī)人機(jī)接口實(shí)例 [M].北京：北京航空航天大學(xué) ， 2021:273 [7]姜學(xué)東，曲金龍 .嵌入式系統(tǒng)控制系統(tǒng)研究 [M].電力電子技術(shù) ， 2021； 38 [8]陳建勇 . 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