【正文】 班 姓名： 李月鵬 指導(dǎo)教師： 陳毅朋 、張慧 明 山 西 綜 合 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 山西綜合職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 1 摘 要 微型計(jì)算機(jī) SCMC，簡(jiǎn)稱單片機(jī)，又稱單片微控制器 ,它不是完成某一個(gè)邏輯功能的芯片 ,而是把一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)集成到一個(gè)芯片上。 單片機(jī)以其體積小、功能全、價(jià)格優(yōu)等種種優(yōu)勢(shì)充斥著整個(gè)市場(chǎng)。 通過此次設(shè)計(jì)過程，自己 在 分析問題、解決問題 方面 的能力得到了很大 程度 的提高 。首先通過 壓力傳感器 實(shí)時(shí)檢測(cè) 水 壓，測(cè)量水位變化， 再變送成電壓信號(hào)傳回單片機(jī)，由單片機(jī)執(zhí)行內(nèi)部控制程序指令， 從而控制 水 泵 電動(dòng)機(jī)，保證水位 在 正常 范圍內(nèi)變化 。其常用形式有浮標(biāo)式、電極式等，這種控制形式的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉。 針對(duì)上述 2種控制方式，以及設(shè)計(jì)需達(dá)到的性能要求，這里選 取 第二種控制方式，同時(shí)考慮到成本 問題 需要把 PID控制去掉?，F(xiàn)場(chǎng) 在 LCD1602液晶屏上 實(shí)時(shí)顯示測(cè)量值，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)水箱液位的 自動(dòng) 監(jiān)控。通過鍵盤 能夠自由 設(shè)置 水 位 上下 限值 。 STC公司生產(chǎn)的STC89C52RC單片機(jī) ,是一款性價(jià)比非常高的單片機(jī)，普通用戶可完全將其當(dāng)作一般的51單片機(jī) 來 使用，高級(jí)用戶可使用其擴(kuò)展功能 。 下圖是 STC89C52RC單片機(jī)管腳圖。單通道輸入 ,轉(zhuǎn)換時(shí)間大約為 100us。在 CS和 RD 的控制下可以讀取數(shù)據(jù)結(jié)果。 下 圖是 A／ D轉(zhuǎn)換部分原理圖，在接線時(shí)先 要 經(jīng)過運(yùn)算放大器和分壓電路把傳感器輸出的電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)，然后輸入到 A／ D轉(zhuǎn)換器 。當(dāng)單片機(jī) 輸出 端 口 輸出高電平時(shí)，經(jīng)與非門電路， A點(diǎn)為低電平，經(jīng)光耦器件使驅(qū)動(dòng)晶體管 V導(dǎo)通，出口繼電器 J得電吸合。也就是說程序流程圖上的“判斷水泵的前一個(gè)工作狀態(tài)” 就是通過此處的接觸器常開觸點(diǎn) J的通斷來判斷的。 同樣可以滿足實(shí)際要求。 1腳為信號(hào)輸出 (一 )； 2腳為信號(hào)輸出 (一 )；3腳為激勵(lì)電 壓； 4腳為地； 5腳為信號(hào)輸出 (+)； 6腳為信號(hào)輸出 (+)。傳統(tǒng)的線性穩(wěn)壓電源雖然電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠，但它存在著效率低（只有 40% － 50%）、體積大、銅鐵消耗量大，工作溫度高及調(diào)整范圍小等缺點(diǎn)。 1 開關(guān)式穩(wěn)壓電源的基本工作原理 開關(guān)式穩(wěn)壓電 源接控制方式分為調(diào)寬式和調(diào)頻式兩種，在實(shí)際的應(yīng)用中，調(diào)寬式山西綜合職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 11 使用較多，在目前開發(fā)和使用的開關(guān)電源集成電路中，絕大多數(shù) 為脈寬調(diào)制型。直流平均電壓Ｕ。 2 開關(guān)式穩(wěn)壓電源的原理電路 開關(guān)式穩(wěn)壓電源的基本電路框圖如圖二所示?？刂齐娐酚脕碚{(diào)整高頻開關(guān)元件的開關(guān)時(shí)間比例，以達(dá)到穩(wěn)定輸出電壓的目的。經(jīng)過一個(gè)延時(shí)程序后再執(zhí)行下一次循環(huán)。繼續(xù)循環(huán)檢測(cè)，用戶用水會(huì)使 水塔 水位低于上限值，這時(shí) 再執(zhí)行判斷之前水泵是否在上水 狀態(tài) ，如果判得之前水泵沒在上水 狀態(tài) 則繼續(xù) 執(zhí)行 循環(huán) 判斷 ，如此一來就保證了低于水位下限時(shí) 水泵開始上 水，并一直上 水達(dá)到上限位為止。 （ 2） 當(dāng) 判斷 AD 值始終保持不變 次數(shù)達(dá)到十次時(shí) ，則需要再判斷控制水泵的繼電器 是否一直吸合，如果滿足這兩個(gè)條件則 可判知水泵可能出現(xiàn)故 障，這時(shí)就需要液晶顯示“水泵故障”，同時(shí)蜂鳴報(bào)警，并立即斷開控制水泵的繼電器。 進(jìn)一步優(yōu)化 了 系統(tǒng) 軟硬件整體功能 ，可 實(shí)時(shí)實(shí)現(xiàn) 水塔自動(dòng) 控制，因此，該系統(tǒng)在水塔 自動(dòng)控制 領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。 同時(shí) 在這里我 也要感謝我的隊(duì)友們，是大家的 共同 努力才贏得了這次小小的勝利，團(tuán)隊(duì)的力量是偉大的，三人行必有我?guī)熝伞?sbit dula=P2^6。 sbit LCD_RW = P3^6。 uchar code cdis2[ ] = { DEEP: }。 unsigned char data display[5] = {0x00,0x00,0x00,0x00,0x00}。 //小喇叭 define delayNOP()。_nop_()。 void Natural_Menu ()。 void beep()。 y++) { _nop_()。 } } } //檢查 LCD忙狀態(tài) /*lcd_busy為 1 時(shí)，忙，等待。 LCD_EN = 1。 LCD_EN = 0。 LCD_RS = 0。 _nop_()。 delayNOP()。 LCD_RS = 1。 delayNOP()。 } /**********************************************************/ /* LCD初始化設(shè)定 /***********************************************************/ void lcd_init() { delay1(15)。 lcd_wcmd(0x38)。 lcd_wcmd(0x0c)。 lcd_wcmd(0x01)。 } /***********************************************************/ /* 讀取深 度 /*********************************************************/ Read_deep(void) { uchar a,sl。 //選通 ADCS LCD_RW=0。 wela=0。 //需要注意的是 ADC0804在寫和 //讀之間的時(shí)間間隔要足夠長(zhǎng)否則無法讀出數(shù)據(jù) for(a=20。 //重新打開有 AD片選信號(hào)鎖存器 P1=0xff。 //AD數(shù)據(jù)讀取賦給 P1口 adrd=1。 //深度 TR0=1。 display[4]=((deep_data[0]amp。 display[1]=display[4]%100。 if(display[2]==0x30) //次高位為 0，不顯示 {display[2]=0x20。 山西綜合職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 21 lcd_wdat(display[3])。.39。%39。y100。 BEEP=1。 //初始化 LCD lcd_pos(0)。 lcd_wdat(cdis2[m])。m++)。 //顯示 deeph值 Disp_deep_alarm(0x4b,1)。 display1[1]=display1[0]/10+0x30。 //百位數(shù)顯示 lcd_wdat(display1[1])。 timecount++。 } /*********************************************************/ /*小喇叭閃動(dòng) */ /*********************************************************/ void spk(uchar addr) { if(flag) { lcd_pos(addr)。 //清屏 }。 } else pare_tl=0。 } else { lcd_pos(0x46)。 count=deep_alarm[1]。 Disp_deep_alarm(addr,num)。 lcd_wdat(0x20)。 TH0=0x4c。 TR0=1。 Natural_Menu ()。 Disp_Temperature()。其主要原因：一是風(fēng)扇和空調(diào)的降溫效果不同 —— 空調(diào)有強(qiáng)大的制冷功能，可以快速有效地降低環(huán)境溫度，但電風(fēng)扇的風(fēng)更溫和，更加適合老人兒童和體質(zhì)較弱的人使用；二是電風(fēng)扇有價(jià)格優(yōu)勢(shì)，價(jià)格低廉而且相對(duì)省電，安裝和使用都非常簡(jiǎn)單。 本設(shè)計(jì)中的智能電風(fēng)扇控制系統(tǒng)，是指將電風(fēng)扇的電機(jī)轉(zhuǎn)速作為被控制量，由單片機(jī)分析采集到的數(shù)字溫度信號(hào)，再通過可控硅對(duì)風(fēng)扇電機(jī)進(jìn)行調(diào)速。 山西綜合職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 29 本設(shè)計(jì)主要內(nèi)容如下： ① 風(fēng)速設(shè)為從高到低 5 個(gè)檔位，可由用戶通過鍵盤手動(dòng)設(shè)定。 山西綜合職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 30 第 2節(jié) 系統(tǒng)主要 硬件電路設(shè)計(jì) 總體硬件設(shè)計(jì) 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)框圖如圖 21所示 圖 21 系統(tǒng)原理框圖 對(duì)于單片機(jī)中央處理系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)，根據(jù)要求，我們可以選用具有 4KB 片內(nèi)E2PROM的 AT89C51單片機(jī)作為中央處理器。所以我采用更為優(yōu)秀的 DS18B20數(shù)字溫度傳感器，它可以直接將模擬溫度信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，降低了電路的復(fù)雜程度，提高了電路的運(yùn)行質(zhì)量。 系統(tǒng)工作原理如下： DS18B20 進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)溫度測(cè)量，將測(cè)量數(shù)據(jù)送入 AT89C51 的 口，經(jīng)過單片機(jī)處理后顯示溫度值，并與設(shè)定溫度值的上下限值比較，若 高于設(shè)定上限值或低于設(shè)定下限值則控制電機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)整。 電機(jī)調(diào)速原理 可控硅的導(dǎo)通條件如下： 1）陽 陰極間加正向電壓； 2）控制極 陰極間加正向觸發(fā)電壓； 3）陽極電流 IA 大于可控硅的最小維持電流 IH。 代入數(shù)據(jù)求得 5n ? 1555r/min,取 5n =1250 r/： 取 n1=875 r/： 5n =1250r/min 4n =1150r/min 3n =1063r/min 2n =980r/min 1n =875r/min 又由于負(fù)載上電壓的有效值 其中， u1為輸入交流電壓的有效值，α為控制角。 t= 2? =176。所設(shè)計(jì)的可控硅觸發(fā)電路原理圖見圖 23 。 N 為給定時(shí)間內(nèi)交流正弦波的總個(gè)數(shù) 。 圖 23 電機(jī)控制原理圖 Z e r oC r o ssi n g1264U1M O C30 3 1 MX 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 427U2A T 8