畢業(yè)設(shè)計-基于at89c51單片機(jī)的水位控制系統(tǒng)設(shè)計-wenkub
2023-06-17 15:12:22 本頁面
【正文】 通常一個系統(tǒng)共用一個晶振，便于各部分保持同步。 當(dāng) EA 端保持高電平（接 Vcc 端）時， CPU 則執(zhí)行內(nèi)部程序存儲器中的程序。它軟件是采用查詢式結(jié)構(gòu)，首先逐位查詢每根 I/O 口線的輸入狀態(tài)，如某一根 I/O 口線輸入為低電平，則可確認(rèn)該 I/O 口線所對應(yīng)的按鍵已按下，然后，再轉(zhuǎn)向該鍵的功能處理程序。 下圖為單片機(jī) AT89C51 的引腳圖。 由于將多功能 8 位 CPU 和閃爍存儲器組合在單個芯片中， ATMEL 的AT89C51 是一種高效微控制器。 圖 2 即是液位控制系統(tǒng)。當(dāng)水位過低（在 3 水位）時燈就會變亮，當(dāng)水位較高（在 7 水位時）等也會變亮，用來讓用戶察覺。此時電機(jī)帶動水泵給水塔注水，使水位上升，或是電機(jī)不工作，水位不斷下降，都應(yīng)繼續(xù)維持原有工作狀態(tài)；當(dāng)水位處于下限位置以下時， B、 C棒均不能與 A棒導(dǎo)通， B、 C均為“ 0”狀態(tài)。使 B、 C棒均與+5 V連通。用以反映水位變化的情況。 設(shè)計方法 本設(shè)計是采用 AT89C51單片機(jī)為核心芯片 ,及其相關(guān)硬件來實現(xiàn)的水體液位控制系統(tǒng) ,采用八個鍵盤來模擬水位 , CPU循環(huán)檢鍵盤輸入狀態(tài) ,并用 3位七段 LED顯示示液位高度 ,檢測液位數(shù)據(jù) ,實施報警安全提示 ,當(dāng)水體液位低于用戶設(shè)定的值時 ,系統(tǒng)自動打開泵上水 ,當(dāng)水位到達(dá)設(shè)定值時 ,系統(tǒng)自動打開排水泵。 設(shè)計要求 利用單片機(jī)設(shè)計一個水位控制系統(tǒng)，要求用開關(guān)來模擬水位的狀態(tài)，當(dāng)設(shè)定完水位 后，系統(tǒng)根據(jù)水位情況控制電磁閥的開啟和關(guān)斷。單片機(jī)原理及系統(tǒng)課程設(shè)計報告 1 1 引言 設(shè)計目的 在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，常常需要測量液體液位。具體要求如下： 設(shè)計單片機(jī)工作系統(tǒng)電路。 2 設(shè)計方法和原理 水塔水位的控制原理 單片機(jī)水塔水位控制原理如圖 l所示，圖中的虛線表示允許水位變化的上、下限位置。其中， A棒在下限水位． B棒在上、下限水位之間， C棒在上限水位 (底端靠近水池底部．不能過低，要保證有足夠大的流水量 )。因此 B、 C兩端的電壓都為 +5 V，即為“ l”狀態(tài)，此時應(yīng)停止電機(jī)和水泵工作，不再向水塔注水；隨著水量的減少，當(dāng)水位處于上、下限之間時。此時應(yīng)啟動電機(jī)轉(zhuǎn)動，帶動水泵給水塔注水，然后重復(fù)原來的過程，這就是單片機(jī)原理及系統(tǒng)課程設(shè)計報告 2 簡單的水位控制原理。在水位過高和過低時電磁閥都會自動的抽水或排水，其具體的抽水和排水位置可以設(shè)定，此系統(tǒng)中采用的是 7 水位和 3 水位。 單片機(jī)原理及系統(tǒng)課程設(shè)計報告 3 單 片 機(jī) A T 8 9 C 5 1復(fù) 位 和 晶 振開 關(guān) 模 擬 水 位數(shù) 碼 管 顯 示 水 位L E D 燈 亮電 機(jī) 轉(zhuǎn) 動 圖 2 水位控制系統(tǒng)分 析 主芯片 AT89C51 本系統(tǒng)采 用 AT89C51 作為主要芯片， AT89C51 是一種帶 4K 字節(jié) FLASH存儲器的低電壓、高性能 CMOS 8 位微處理器，俗稱單片機(jī)。 AT89C51 單片機(jī)為很多嵌入式系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價廉的方案。 單片機(jī)原理及系統(tǒng)課程設(shè)計報告 4 X T A L 218X T A L 119A L E30EA31P S E N29RS T9P 0 .0 /A D 039P 0 .1 /A D 138P 0 .2 /A D 237P 0 .3 /A D 336P 0 .4 /A D 435P 0 .5 /A D 534P 0 .6 /A D 633P 0 .7 /A D 732P 1 . 01P 1 . 12P 1 . 23P 1 . 34P 1 . 45P 1 . 56P 1 . 67P 1 . 78P 3 .0 /R X D10P 3 .1 /T X D11P 3 .2 /I NT 012P 3 .3 /I NT 113P 3 .4 /T 014P 3 .7 / R D17P 3 . 6 / W R16P 3 .5 /T 115P 2 .7 /A 1 528P 2 .0 / A 821P 2 .1 / A 922P 2 .2 /A 1 023P 2 .3 /A 1 124P 2 .4 /A 1 225P 2 .5 /A 1 326P 2 .6 /A 1 427U1A T 8 9 C5 1 圖 3 AT89C51 引腳圖 光報警及顯示電路 圖 4 所示為系統(tǒng)的光報警及顯示電路，三段 LED 數(shù)碼管于單片機(jī)的 P0P7 口相連，同時排阻的把根線也連在單片機(jī)的 P0 口上，作為上拉電阻。 圖 5 鍵盤連接電路 復(fù)位電路 系統(tǒng)的復(fù)位電路如圖 6 所示。其復(fù)位電路部分用來對系統(tǒng)進(jìn)行復(fù)位操作，末端與單片機(jī)的復(fù)位相連，按下復(fù)位鍵，當(dāng)振蕩器運行時，在該引腳上出現(xiàn)兩個機(jī)器周期的高電平將使單片機(jī)復(fù)位。有些通訊系統(tǒng)的基頻和射頻使用不同的晶振，而通過電子調(diào)整頻率的方法保持同步。由上至下的第一個位置為水位上限報警線，即當(dāng)水位高于此位置時，開水閥控制系統(tǒng)就會自動報警，提醒工作人員注意，加水電磁閥有可能出故障；第二個位置是自動停止加水線，即當(dāng)水位高于此位置時，控制系統(tǒng)會自動關(guān)閉加水電磁閥，停止加水；第三個位置是自動加水線，即當(dāng)水位 低于此位置時，控制系統(tǒng)會自動接通加水電磁閥，開始加水；第四個位置是水位下限報警線，即當(dāng)水位低于此位置時，控制系統(tǒng)就會自動報警，提醒工作人員。 R11kX T A L 218X T A L 119A L E30EA31P S E N29RS T9P 0 .0 /A D 039P 0 .1 /A D 138P 0 .2 /A D 237P 0 .3 /A D 336P 0 .4 /A D 435P 0 .5 /A D 534P 0 .6 /A D 633P 0 .7 /A D 732P 1 . 01P 1 . 12P 1 . 23P 1 . 34P 1 . 45P 1 . 56P 1 . 67P 1 . 78P 3 .0 /R X D10P 3 .1 /T X D11P 3 .2 /I NT 012P 3 .3 /I NT 113P 3 .4 /T 014P 3 .7 / R D17P 3 . 6 / W R16P 3 .5 /T 115P 2 .7 /A 1 528P 2 .0 / A 821P 2 .1 / A 922P 2 .2 /A 1 023P 2 .3 /A 1 124P 2 .4 /A 1 225P 2 .5 /A 1 326P 2 .6 /A 1 427U1A T 8 9 C5 1+ 8 8 . 82 3 4 5 6 7 8 91R P 1RE S P A C K 8D1L E D R E DR21kC11uFC21 0 pC31 0 pX1CR Y S T A L 圖 9 水位控制系統(tǒng)仿真圖 6 總結(jié) 設(shè)計過程中我遇到了很多的困難，因為知識是不連貫的，所以需要準(zhǔn)備很多方面的知識去融合，去聯(lián)系。液位控制在設(shè)定值上正常運行不需要人工干預(yù)，操作人員勞動強(qiáng)度小。 參考文獻(xiàn) [1] 王思明 . 單片機(jī)原理及應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計 .科學(xué)出版社 .2021. [2] 陳明熒 . 8051單片機(jī)課程設(shè)計實訓(xùn)教材 . 清華大學(xué)出版社 . 2021. [3] 丁明亮 . 單片機(jī)原理及應(yīng) —— 基于 Keil c 與 Proteus. 北京航空航天大學(xué)出版社 . 20212. [4] 梅麗鳳 . 單片機(jī)原理及接口技術(shù) .
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