【正文】 1個(gè)脈沖時(shí)發(fā)出最低位數(shù)據(jù)DATA0，一個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)輸出完成。當(dāng)2 位數(shù)據(jù)為“0”、“0”時(shí)，將CH0作為正輸入端IN+，CH1作為負(fù)輸入端IN進(jìn)行輸入。在第1個(gè)時(shí)鐘脈沖的下沉之前DI端必須是高電平，表示啟始信號(hào)。本設(shè)計(jì)中，采用交流電機(jī)，為了克服沿程阻力損失和高度差所產(chǎn)生的靜壓力，供水水泵的揚(yáng)程應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況有所變化。以達(dá)到使電路簡(jiǎn)潔，調(diào)試方便，易于維修的目的。 利用單片機(jī)驅(qū)動(dòng)交流接觸器，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)。且在與數(shù)碼管連接時(shí)需附加上拉電阻，用以完成數(shù)碼管的驅(qū)動(dòng)。 本設(shè)計(jì)中需將水塔水位高度在數(shù)碼管中進(jìn)行顯示，有兩種方案選擇：①利用MAX7219進(jìn)行驅(qū)動(dòng)：MAX7219是一種高集成化的串行輸入/輸出的共陰極LED顯示驅(qū)動(dòng)器。該反向放大器可以配置為片內(nèi)振蕩器，石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。RST/VPD:復(fù)位/備用電源線(xiàn)，可以使單片機(jī)處于復(fù)位（即初始化）工作狀態(tài)。因此，本設(shè)計(jì)中采用集成芯片ADC0809對(duì)0～10V的直流電壓進(jìn)行處理。本設(shè)計(jì)采用新型水位傳感器，可以達(dá)到對(duì)水位高度的精確檢測(cè)，以利于提高后續(xù)電路控制的精度。通過(guò)對(duì)電壓和水位的轉(zhuǎn)換關(guān)系，最終利用單片機(jī)進(jìn)行精確的控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)水位高度的顯示、主/備電機(jī)和報(bào)警裝置的控制。③單片機(jī)控制：?jiǎn)纹瑱C(jī)將由前級(jí)輸入的檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行分析和處理，從而產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號(hào)。當(dāng)水位低于10%的時(shí)候，由傳感器經(jīng)變送器發(fā)送信號(hào)，系統(tǒng)水位低報(bào)警；當(dāng)水位高于10%而低于80%的時(shí)候，系統(tǒng)水位不報(bào)警；當(dāng)水位高于80%的時(shí)候，由傳感器經(jīng)變送器發(fā)送信號(hào)，系統(tǒng)水位高報(bào)警。2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)本系統(tǒng)主要研究基于單片機(jī)的水箱水位控制系統(tǒng)。所以，單片機(jī)的應(yīng)用會(huì)越來(lái)越普及，在不久的將來(lái)會(huì)有更多的人來(lái)使用它?？v觀生活中的各個(gè)領(lǐng)域，從追蹤導(dǎo)彈的導(dǎo)航裝置，到飛機(jī)上的各種儀表控制，從計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)通訊與數(shù)據(jù)傳輸，到工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)過(guò)程中的實(shí)時(shí)控制和數(shù)據(jù)處理，以及我們?nèi)粘Ｉ钪薪?jīng)常使用的各種智能IC卡等，這些全都離不開(kāi)單片機(jī)控制。而且現(xiàn)在越來(lái)越多的水箱生產(chǎn)廠(chǎng)商都已經(jīng)開(kāi)始聘用單片機(jī)的開(kāi)發(fā)人員和電路設(shè)計(jì)人員，控制系統(tǒng)已成為水箱設(shè)計(jì)的一部分，來(lái)提高自身產(chǎn)品的安全系數(shù)和高科技含量借以提高產(chǎn)品在整個(gè)市場(chǎng)中的競(jìng)爭(zhēng)力。雖然我國(guó)仍處于發(fā)展中國(guó)家，但幾乎在能源相關(guān)的所有領(lǐng)域中，水箱都是一個(gè)不可或缺的部件，這一點(diǎn)，即便是發(fā)達(dá)國(guó)家也不例外。比如把一臺(tái)普通的家用水箱改裝成自動(dòng)化控制的水箱，從整個(gè)硬件的設(shè)計(jì)和鋪設(shè)，對(duì)于民用類(lèi)產(chǎn)品實(shí)施的性?xún)r(jià)還是比較高的。目前，多數(shù)工業(yè)控制系統(tǒng)的工作環(huán)境較差，干擾性強(qiáng)，利用單片機(jī)的自動(dòng)控制就能輕松解決這些缺點(diǎn)。3）具有水位控制的自動(dòng)化處理以及監(jiān)控軟件優(yōu)良的人機(jī)界面，操作人員可以在監(jiān)控計(jì)算機(jī)上根據(jù)控制效果來(lái)及時(shí)的修改運(yùn)行參數(shù)，這樣能有效地減少工作人員的疲勞和降低失誤，提高了生產(chǎn)過(guò)程的實(shí)時(shí)性、安全性。因此，基于51單片機(jī)的水箱水位控制系統(tǒng)的研究有著非凡的意義。如果從節(jié)約能源方面考慮，以往的人工控制在多數(shù)情況下，會(huì)造成資源的不必要浪費(fèi)，而大部分原因都是水箱內(nèi)部水位的情況沒(méi)有及時(shí)反饋到操作員那里，從而使控制上有了一定的延遲，從而造成了水量過(guò)多或沒(méi)有及時(shí)補(bǔ)水而導(dǎo)致的資源浪費(fèi)甚至生產(chǎn)出現(xiàn)異常。低溫液體（液氧、液氮、液氬、液化天然氣和液體二氧化碳等）得到廣泛的應(yīng)用，作為貯存低溫液體的容器一定要保證能承受其載荷；在發(fā)電廠(chǎng)、煉鋼廠(chǎng)中，保持正常的鍋爐汽泡水位、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)備正常安全運(yùn)行的保證；在教學(xué)與科研中，也經(jīng)常遇到需要進(jìn)行水位控制類(lèi)的實(shí)驗(yàn)。水箱水位控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案1 緒論 水箱水位控制系統(tǒng)研究背景及意義 水箱水位控制系統(tǒng)研究背景水是動(dòng)植物體內(nèi)和人的身體中不可缺少的物質(zhì)，也可以說(shuō)，如果沒(méi)有水就沒(méi)有生命的存在。隨著我國(guó)工業(yè)的迅猛發(fā)展，水位控制技術(shù)已被廣泛應(yīng)用到石油、化工、醫(yī)藥、食品等各行各業(yè)中。所以，對(duì)水箱的控制，如果能夠使用精密而又會(huì)嚴(yán)格按照生產(chǎn)規(guī)定運(yùn)行的自動(dòng)化系統(tǒng)，就可以最大限度的避免事故的幾率，同時(shí)也能節(jié)省資源，并有效地提高了生產(chǎn)效率。80C51以它功能強(qiáng)大，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，成本廉價(jià)，支持指令集較多的各大優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用到眾多嵌入式系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)中。2）在運(yùn)行過(guò)程中可以隨時(shí)修改各種各樣的運(yùn)行參數(shù)的控制值，并能方便的修改系統(tǒng)的控制參數(shù)，可以隨意的修改水位的上限、下限。自單片機(jī)問(wèn)世以來(lái)，它的性能就不斷提高和完善，體積小、速度快、功耗低等特點(diǎn)使單片機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域日益廣泛。但就目前階段來(lái)講，它的制作成本還很高。水箱自動(dòng)控制系統(tǒng)仍然有著廣闊的前景。隨著我國(guó)單片機(jī)技術(shù)的日趨成熟，以及單片機(jī)生產(chǎn)成本的逐漸下降，基于單片機(jī)的水箱自動(dòng)控制系統(tǒng)已經(jīng)應(yīng)用到中小型以及民用產(chǎn)品的領(lǐng)域中。不過(guò)，我國(guó)的研究人員已經(jīng)克服重重困難，在不斷地摸索前進(jìn)，有望在單片機(jī)這個(gè)領(lǐng)域很快趕上甚至超越發(fā)達(dá)國(guó)家的技術(shù)水平，這已然是我國(guó)的發(fā)展趨勢(shì)。這樣，不僅產(chǎn)品的體積變小了，成本也降低了很多，再長(zhǎng)期使用也不用擔(dān)心精度達(dá)不到了。所以，單片機(jī)行業(yè)在我國(guó)是有著十分廣闊前景的。主要內(nèi)容如下：當(dāng)水箱水位低于20%時(shí)，啟動(dòng)主，備電機(jī)給水；當(dāng)水箱水位高于20%而低于80%時(shí)，啟動(dòng)主電機(jī)給水，備用電機(jī)停止給水；當(dāng)水箱水位高于80%時(shí)，主、備電機(jī)同時(shí)停止給水。設(shè)計(jì)中需將這一信號(hào)進(jìn)行處理，以便單片機(jī)能夠接收和處理。水位自動(dòng)控制電路是通過(guò)水位傳感器將水位高度轉(zhuǎn)換為0—10V的直流電壓，再經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)換后，將轉(zhuǎn)換所得的8路并行數(shù)字量送入單片機(jī)進(jìn)行處理來(lái)達(dá)到對(duì)水位進(jìn)行自動(dòng)控制的目的。通常，由于受檢測(cè)點(diǎn)物理體積的影響，水位檢測(cè)點(diǎn)的數(shù)目有限，從而影響了后續(xù)電路控制的精度。但這種處理方法由于受電路規(guī)模和采樣精度的影響，不可能對(duì)水位信號(hào)做出精確的處理，近而也無(wú)法對(duì)電機(jī)、水位高度顯示和報(bào)警做出精確的控制。③高控制精確。 復(fù)位電路XTAL1和XTAL2分別為反向放大器的輸入和輸出。即XTAL1和XTAL2只需外接晶振（配上相應(yīng)的電容），便可以給單片機(jī)提供相應(yīng)的時(shí)鐘頻率。②利用74LS48驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管：與單片機(jī)連接較為復(fù)雜，需占用單片機(jī)8個(gè)端口。故設(shè)計(jì)中采用74LS48驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管顯示。本設(shè)計(jì)中，采用一塊芯片實(shí)現(xiàn)對(duì)交流接觸器的控制。異步電機(jī)由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維護(hù)方便，價(jià)格便宜，所以應(yīng)用最為廣泛。此時(shí)芯片開(kāi)始轉(zhuǎn)換工作，同時(shí)由處理器向芯片時(shí)鐘輸入端CLK 輸入時(shí)鐘脈沖，DO/DI端則使用DI端輸入通道功能選擇的數(shù)據(jù)信號(hào)。當(dāng)2位數(shù)據(jù)為“1”、“1”時(shí)，只對(duì)CH1進(jìn)行單通道轉(zhuǎn)換。從第4個(gè)脈沖下沉開(kāi)始由DO端輸出轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)最高位DATA7，隨后每一個(gè)脈沖下沉DO端輸出下一位數(shù)據(jù)。最后將CS置高電平禁用芯片，直接將轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理就可以了。本設(shè)計(jì)中，晶振采用12MHz，CI和C2取30pf。每次輸入指令前都要判斷液晶模塊是否處于忙的狀態(tài)。 ，SN75467相應(yīng)的輸出晶體管導(dǎo)通，繼電器線(xiàn)圈中有電流流過(guò)，繼電器吸合；，驅(qū)動(dòng)器相應(yīng)輸出晶體管截止，繼電器線(xiàn)圈中無(wú)電流流過(guò)，繼電器不吸合，觸電常開(kāi)。主電路構(gòu)成：三相交流電源開(kāi)關(guān)QS熔斷器FU1交流接觸器主觸頭KM熱繼電器發(fā)熱元件FR電動(dòng)機(jī)M。 ⑵熱熔器作為短路保護(hù)。所以除了小型異步電動(dòng)機(jī)外，大多數(shù)異步電動(dòng)機(jī)采用壓降啟動(dòng)方式，以減小啟動(dòng)電流。 報(bào)警本設(shè)計(jì)是通過(guò)水位傳感器對(duì)水位高度百分比（0%～100%）進(jìn)行采樣、量化后，輸出0～10V的直流電壓。①：當(dāng)狀態(tài)在00～10時(shí)：主、備電機(jī)工作，低水位報(bào)警電路工作。⑤：根據(jù)狀態(tài)00～99的不同，分別將00～99輸出到數(shù)碼顯示部分。設(shè)計(jì)的中心思想是：水位自動(dòng)控制電路是通過(guò)水位傳感器將水位高度轉(zhuǎn)換為0—10V的直流電壓，再經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)換后，將轉(zhuǎn)換所得的8路并行數(shù)字量送入單片機(jī)進(jìn)行處理來(lái)達(dá)到對(duì)水位進(jìn)行自動(dòng)控制的目的。 詳細(xì)流程圖 輸入數(shù)據(jù)首地址30H送R2IN0地址送R2令中斷1為邊緣觸發(fā)SETB IT1送端口地址F8H到R0送IN0地址到08FH并啟動(dòng)A/D等待中斷主程序開(kāi)CPU中斷SETB EA允許中斷SETB EX1 主程序 —程序所示：首先對(duì)單片機(jī)寫(xiě)入外圍端口地址（INT0和F8H），并開(kāi)中斷1，且定義中斷為邊緣觸發(fā)方式。在中斷子程序中，實(shí)現(xiàn)單片機(jī)對(duì)ADC0832轉(zhuǎn)換所得的8路并行數(shù)據(jù)的接收。通過(guò)乘法指令實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換：將輸入的0～10轉(zhuǎn)換為0～99，為查表指令的實(shí)現(xiàn)作好準(zhǔn)備工作。0200HA← 水位高度A←2*AA*B=BA利用PC←A+DPTR指令查表轉(zhuǎn)到ROUT00轉(zhuǎn)到ROUT01轉(zhuǎn)到ROUT99 查表子程序 根據(jù)查表所得的結(jié)果，可以轉(zhuǎn)到不同的子程序中，—表00～99所示。⑴當(dāng)水位低于1m時(shí)：蜂鳴器發(fā)出間斷的蜂鳴聲（報(bào)警控制0）。③：主、備電機(jī)停止工作。sbit LED_L=P1^7。uchar H_lim=11,L_lim=7。/*************************************************** 函數(shù)名稱(chēng)：延時(shí)子函數(shù) 函數(shù)功能：按鍵消抖***************************************************/void delayms(uint xms){ uint i,j。j0。 if(set_flag2) set_flag=0。 while(!K2)。 } } break。 } } else if(K3==0) { delayms(10)。 default: break。 if(Water_datL_lim) { LED_H=0。 } else if(Water_datH_lim) { LED_H=1。 } else { LED_H=0。 uchar i=0。 // 波 } else // 算 { i=0。 AD_DAT=0。 } }② AD轉(zhuǎn)化/***************************************************** 功能：將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)***************************************************/sbit ADC0832_CS=P1^2。 ADC0832_CS=1。 //DIO置1，規(guī)定的起始信號(hào) ADC0832_CLK=1。 //第二個(gè)脈沖，第3個(gè)脈沖下沉之前，DI必須跟別輸入兩位數(shù)據(jù)用于選擇通道，這里選通道CH0 ADC0832_CLK=0。 //第三個(gè)脈沖下降沿 ADC0832_DIO=1。i++) //高位在前 { ADC0832_CLK=1。 //將輸出數(shù)據(jù)DIO通過(guò)或運(yùn)算儲(chǔ)存在dat最低位 } ADC0832_CS=1。sbit RW=P2^6。void write_date(uchar date){ EN=0。 delayms(5)。 P0=date。}void init_1602(){ unsigned char i。 write_(0x06)。i16。i16。 if(i10) i=0。 write_(0x80+3+0x40)。 39。)。 if(set_flag==2amp。)。 } else { write_date(LCD1602_Table[L_lim%100/10])。水箱水位控制在設(shè)定值上正常運(yùn)行時(shí)不需要人工干預(yù)，操作人員勞動(dòng)強(qiáng)度小。由于缺乏在實(shí)踐設(shè)計(jì)中的經(jīng)驗(yàn)，所以在此次的設(shè)計(jì)中我也發(fā)現(xiàn)了自己很多不足的方面，從論文方面的總體結(jié)構(gòu)到具體設(shè)計(jì)中硬件的相關(guān)知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)的不足使得一開(kāi)始設(shè)計(jì)和論文存在了很多的問(wèn)題，但是在我的導(dǎo)師馬東老師的細(xì)心指導(dǎo)下，經(jīng)過(guò)前后多次的修改和完善，最終完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)。馬東老師淵博的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，精益求精的工作作風(fēng)，誨人不倦的高尚師德，嚴(yán)以律己、寬以待人的崇高風(fēng)范，樸實(shí)無(wú)華、平易近人的人格魅力對(duì)我影響深遠(yuǎn)。在這里，請(qǐng)你們接受我誠(chéng)摯的謝意！參考文獻(xiàn)[1]、開(kāi)發(fā)與應(yīng)用實(shí)例[M].北京：中國(guó)電力出版社，2008:27~54[2]李書(shū)旗，[J].北京電子工業(yè)出版社，2009:2131~2133[3][J].南京電子出版社，2007:44~45[4]陳霞，[J].武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2007:3~5[5]陳新昌，王萬(wàn)章，[J].中國(guó)科技信息出版社，2006:89~94[6][M].陜西：西安電子科技大學(xué)出版社，2003:32~65[7][M].北京：電子工業(yè)出版社，2003:15~46[8][M].北京：中國(guó)電子出版社，2007:44~60[9]張慶國(guó). 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