【正文】 or speed is directly proportional to the three times, so the pump running speed can achieve very good energy saving effect, the average power consumption than usually water supply system can save nearly forty percent. Combining use of programmable controller, which can realize primary pump variable frequency, negative pump soft start, has the short circuit protection, over current protection function, work reliable and stable, so that the service life of pump greatly extended. Keywords: Single frequency constant pressure water supply automatic control 長春工業(yè)大學(xué)人文信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） III 目 錄 第 1章 緒 論 ................................................... 1 關(guān)于研究課題的目的與意義 .................................. 1 變頻恒壓供水系統(tǒng)的特點(diǎn) .................................... 1 變頻恒壓供水系統(tǒng)技術(shù)的實(shí)現(xiàn)與發(fā)展情況 ...................... 2 變頻恒壓供水系統(tǒng)的適用范圍 ................................ 3 本章小結(jié) .................................................. 3 第 2章 方案論證 ................................................. 4 方案一 .................................................... 4 方案二 .................................................... 5 方案三 ..................................................... 6 方案確定 .................................................. 7 本章小結(jié) ................................................... 7 第 3章 恒壓變頻供水系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) ............................... 8 硬件總體設(shè)計(jì) .............................................. 8 AT89S52 的硬件設(shè)計(jì) ......................................... 8 AT89S52 最小系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) ............................... 8 AT24C04 外部存儲擴(kuò)展 .................................. 10 555 定時器復(fù)位電路 ........................................ 10 長春工業(yè)大學(xué)人文信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） III A/D 與 D/A 轉(zhuǎn)換電路 ........................................ 11 A/D 轉(zhuǎn)換電路 .......................................... 11 D/A 轉(zhuǎn)換電路 .......................................... 14 光電隔離繼電器驅(qū)動電路 ................................... 15 變頻器的選擇 ............................................. 16 壓力傳感器的選擇 ......................................... 17 顯示器與鍵盤電路設(shè)計(jì) ..................................... 18 顯示器接口電路設(shè)計(jì) ................................... 18 鍵盤電路設(shè)計(jì) ......................................... 18 報(bào)警及電源電路 ........................................... 19 本章小結(jié) ................................................ 20 第 4章 變頻恒壓供水系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) .............................. 21 單片機(jī)變頻恒壓供水系統(tǒng)主流程圖 ........................... 21 A/D 子程序 ................................................ 22 中斷服務(wù)程序 ............................................. 22 繼電器控制子程序 ......................................... 23 本章小結(jié) .................................................. 24 總 結(jié) .......................................................... 25 致 謝 .......................................................... 26 參考文獻(xiàn) ........................................................ 27 附錄 1：變頻恒壓供水控制系統(tǒng)原理圖 .............................. 29 附錄 2：變頻恒壓供水控制系統(tǒng)程序 ................................ 30 長春工業(yè)大學(xué)人文信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 第 1 章 緒 論 關(guān)于研究課題的目的與意義 供水系統(tǒng)是人民生活中的重要一環(huán)，隨著人民的生活水平提高，人民對供水系統(tǒng)的要求也日益提高。這與 傳統(tǒng)的水塔、高位水箱等供水方式 相比 ，不論 在 經(jīng)濟(jì)性、還是系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性、自動化程度等方面都具有優(yōu)勢 。 ，占地面積小，安裝 快， 投資省 ，運(yùn)行穩(wěn)定 ， 無污染 ， 效率高。 單片機(jī)， 程序靈活多變，精度高，可靠性強(qiáng)，反映速度塊 ， 操作簡便，省時省力。而隨著電子技術(shù)的發(fā)展，變頻器的性能有極大的提高，它可以實(shí)現(xiàn)設(shè)備的軟啟?？刂?，這可以縮減設(shè)備的電耗和降低設(shè)備的故障率，確保系統(tǒng)的可靠穩(wěn)定運(yùn)行。并同時得到了科技工作者、企業(yè)家與廣大民眾的認(rèn)可。 ，冷卻水循環(huán)，熱力網(wǎng)水循環(huán)，鍋爐補(bǔ)水等 。 。 長春工業(yè)大學(xué)人文信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 第 2 章 方案論證 方案一 采用單片機(jī)編程控制的方式。單片機(jī)具有較強(qiáng)的運(yùn)算能力，軟件編程簡單靈活、可用實(shí)現(xiàn)各種邏輯控制和算法，其價格便宜，性能優(yōu)良，而 且借助其成型的技術(shù)，在資源利用等方面占有很大優(yōu)勢 。 單片機(jī)作為控制器通常使用軟件編程的方法控制系統(tǒng)，與其他計(jì)算機(jī)相比，單片機(jī)控制應(yīng)用中使用了的較多的硬件內(nèi)容，所以單片機(jī)控制應(yīng)用具有軟硬件相結(jié)合的特點(diǎn)。芯片外部有許多供擴(kuò)展用的數(shù)據(jù)總線、地址總線、控制總線及并行、串行輸入 /輸出管腳，很容易構(gòu)成各種規(guī)模的計(jì) 算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)。其應(yīng)用領(lǐng)域包括工業(yè) 自動化方面，儀器儀表方面，家用電器方面，信息和通信產(chǎn)品方面以及軍事裝備方面。它采用了可編程序的存儲器，如面向用戶 的指令存儲，邏輯運(yùn)算，順序控制，計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等， 存儲執(zhí)行邏輯運(yùn)算，順序控制，定時，計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的面向用戶的指令，并能通過數(shù)字或 模擬輸入輸出模塊，控制各種類型的機(jī)器或生產(chǎn)過程。 PLC 以現(xiàn)代大規(guī)模集成電路技術(shù)為基礎(chǔ)，采用了嚴(yán)格的生產(chǎn)制造工藝，內(nèi)部電路設(shè)計(jì)了先進(jìn)的抗干擾技術(shù)，可靠性非常高。 PLC 發(fā)展到今天，已經(jīng)形成了各種規(guī)模的系列化 產(chǎn)品，在很多工業(yè)場合中均有應(yīng)用。它具有自診斷功能，可以根據(jù)需要選擇 I/O 模 版。 長春工業(yè)大學(xué)人文信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 ，過電壓過電流保護(hù)。 方案確定 由于 PLC 價格昂貴，不宜擴(kuò)展和升級，無法實(shí)現(xiàn)大眾化，而現(xiàn)在單片機(jī)的應(yīng)用極為廣泛，單片機(jī)的特點(diǎn)是集成度高，體積小，有很高的可靠性，有優(yōu)異的性能價格比，控制功能強(qiáng)，而且相對比較經(jīng)濟(jì)，所以本課題設(shè)計(jì)依據(jù)方案一選擇了單片機(jī) AT89S52 作為供水系統(tǒng)的控制 器。 A/D 轉(zhuǎn)換電路采用 ADC0809 將傳感器檢測的壓力值轉(zhuǎn)為數(shù)字量， D/A 轉(zhuǎn)換電路采用 DAC0832 將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為模擬信號。 單片機(jī)最小系統(tǒng)如圖 32 所示， AT89S52 內(nèi)部有一個用于構(gòu)成振蕩器的高增益反向放大器，該高增益反向放大器的輸入端為芯片的引腳 XTAL1，輸出端為 XTAL2。 AT24C04 是一個 4K位串行 CMOS EEPROM， CATALYST 公司的先進(jìn) CMOS 技術(shù)實(shí)質(zhì)上減少了器件的功耗 ，其引腳接線圖如圖 33所示。其引腳接線圖如圖 34所示。它由一個 8 路模擬開關(guān)、一個地址鎖存器、一個 A/D 轉(zhuǎn)換器和一個三態(tài)輸出鎖存器組成，如圖 35所示。 主要特性 ： 路輸入通道， 8 位 A/D 轉(zhuǎn)換器，即分辨率為 8 位。 長春工業(yè)大學(xué)人文信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 U974L S 04I N 026I N 127I N 228I N 31I N 42I N 53I N 64I N 75O U T 121O U T 220O U T 319O U T 418O U T 58O U T 615O U T 714O U T 817A D D A25A D D B24A D D C23G N D13V C C11OE9R ve f 16R ve f +12C L O C K10E O C7S T A R T6A L E22A D C 0809U6A D C 0809V C CP1P2O U T 圖 36 ADC0809 的引腳電路 引腳功能 ： ADC0809 芯片有 28 條引腳，采用雙列直插式 封裝 ，如圖所示。 ADDA、 ADDB、 ADDC： 3位地址輸入線，用于選通 8路模擬輸入中的一路 ALE： 地址鎖存 允許信號，輸入，高電平有效。當(dāng) A/D 轉(zhuǎn)換結(jié)束時，此端輸入一個高電平，才能打開輸出三態(tài)門，輸出數(shù)字量。 長春工業(yè)大學(xué)人文信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 14 Vcc：電源，單 極 +5V。這個 DA 芯片以其價格低廉、接口簡單、轉(zhuǎn)換控制容易等優(yōu)點(diǎn)，在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用。由 WR XFER 的邏輯組合產(chǎn)生 LE2，當(dāng) LE2 為高電平時，DAC 寄存器的輸出隨寄存器的輸入而變化， LE2 的負(fù)跳變時將數(shù)據(jù)鎖存器的內(nèi)容打入 DAC 寄存器并開始 D/A 轉(zhuǎn)換 ； IOUT1：電流輸出端 1，其值隨 DAC 寄存器的內(nèi)容線性變化； IOUT2：電流輸出端 2，其值與 IOUT1 值之和為一常數(shù)； Rfb：反饋信號輸入線，改變 Rfb 端外接電阻值可調(diào)整轉(zhuǎn)換滿量程精度； 長春工業(yè)大學(xué)人文信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 15 Vcc：電源輸入端， Vcc 的范圍為 +5V～ +15V； UREF： 基準(zhǔn)電壓輸入線， VREF 的范圍為 10V～ +10V； AGND：模擬信號地 ； DGND：數(shù)字信號地 。