【正文】 e. As analysis can be seen as above, when the water flow or steam load change, the water level did not follow the change immediately, but there is an opposite process at first. This phenomenon is called false water level phenomenon. III. DESIGN OF WATER LEVEL FUZZY CONTROLLER The conventional PID controller has a poor control performance to the steam generator that exist “false water level” characteristics, showing a greater overshoot in the tracking time. But a welldesigned fuzzy controller is able to overe the false water level phenomenon, and has good control performance. A. Sstructure of Fuzzy Controller The structure showed in Figure 1. Figure 1. Structure of steam generator water level fuzzy controller Choose the water level error (e) and change rate of error (ec) as input of the fuzzy controller, the output of the fuzzy controller is the added value of the valve opening signal Δu. Meanwhile, use the steam flow feedforward to overe the false water level phenomenon, use water flow feedback to overe fluctuations in water supply side . k1, k2 were water flow and。 沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 27 參考文獻(xiàn) [1] 李剛民，曹巧媛 .單片機(jī)原理及使用技術(shù) [M].北京：高等教育出版社， 20xx. [2] 徐愛(ài)鈞 .8051 單片機(jī)實(shí)踐教程 [M].北京：電子工業(yè)出版社， 20xx. [3] 胡漢才 .單片機(jī)原理及其接口技術(shù) [M].2 版 .北京：清華大學(xué)出版社， 20xx. [4] 周潤(rùn)景 .PROTEUS 入門(mén)實(shí)用教程 [M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 20xx. [5] 丁元杰 單片微機(jī)原理及應(yīng)用 機(jī)械工業(yè)出版社 20xx [6] 騰召勝 羅隆福 智能檢測(cè)系統(tǒng)與數(shù)據(jù)融合 機(jī)械工業(yè)出版社 20xx [7] 孫虎章 自動(dòng)控制原理 中央廣播電視大學(xué)出版社 1999 [8]《單片微型計(jì)算機(jī)技術(shù)》 劉國(guó)榮 編 機(jī)械工業(yè)出版社 [9]《單片微型計(jì)算機(jī)原理、應(yīng)用及接口技術(shù)》 張迎新 編 國(guó)防工業(yè)出版社 [10]《單片機(jī)實(shí)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)》 房小翠 編 國(guó)防工業(yè)出版社 [11]《單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)》 何立民 編 北航出版社 [12]《單片機(jī)原理及接口技術(shù)》 曹琳琳編 國(guó)防科技大學(xué)出版社 [13] [美 ] Intel： Microcontroller Handbook,1988. [14] ATME L. 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[15] [德 ]克勞斯 (二 ).軟件問(wèn)題及解決方案： 按鍵按一下會(huì)跳好幾個(gè)數(shù)字：這在軟件中叫做按鍵的抖動(dòng)，因?yàn)榘存I機(jī)械結(jié)構(gòu)的原因，不可能濾除的很好，那么只能軟件里 防范 .檢測(cè)到按鍵后延時(shí)一個(gè) 15ms 的時(shí)間，然后再一次檢測(cè)，如果按鍵確實(shí)按下，執(zhí)行按鍵按下命令。 （ 3）．軟件測(cè)試：寫(xiě)一個(gè)功能小程序，來(lái)具體單個(gè)的功能硬件電路是否有問(wèn)題，如果有問(wèn)題再具體看是硬件的問(wèn)題還是軟件的問(wèn)題，若沒(méi)有問(wèn)題，則可以進(jìn)行下一個(gè)功能電路的測(cè)試。經(jīng)過(guò)初步分析設(shè)計(jì)之后，在制作硬件電路的同時(shí)，調(diào)試也在穿插進(jìn)行。實(shí)踐證明，在使用 Proteus 進(jìn)行系統(tǒng)仿真開(kāi)發(fā)成功之后再進(jìn)行實(shí)際制作，能極大提高單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)效率。 編輯本段 電路仿真 在 PROTEUS 繪制好原理圖后，調(diào)入已編譯好的目標(biāo)代碼文件： *.HEX，可以在PROTEUS 的原理圖中看到模擬的實(shí)物運(yùn)行狀態(tài)和過(guò)程。 沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 20 編輯本段 資源豐富 （ 1） Proteus 可提供的仿真元器件資源：仿真數(shù)字和模擬、交流和直流等數(shù)千種元器件，有 30 多個(gè)元件庫(kù)。 (2)Proteus 軟件提供的儀表資源 對(duì)于一個(gè)仿真軟件，測(cè)試儀器儀表的數(shù)量、類(lèi)型和質(zhì)量，是衡量實(shí)驗(yàn)室是否合格的一個(gè)關(guān)鍵主要因素?？梢苑抡?51， 52 系列、 AVR， PIC等常用的 MCU 及其外圍電路（如 LCD， RAM， ROM，鍵盤(pán)，馬達(dá)， LED， AD/DA，部分 SPI 器件，部分 IIC 器件， ...）其實(shí) proteus 與 multisim 比較類(lèi)似，只不過(guò)它可以仿真 MCU。如果源程序有語(yǔ)法錯(cuò)誤，需修改源文件后繼續(xù)編譯，直到無(wú)語(yǔ)法錯(cuò)誤為止 ，然后利用目標(biāo)代碼通過(guò)仿真器進(jìn)行程序調(diào)試，排除設(shè)計(jì)和編程中的錯(cuò)誤直到成功。在編寫(xiě)程序時(shí)，采取如下幾個(gè)步驟： （ 1）清楚的分析問(wèn)題和解決問(wèn)題，將軟件分成數(shù)個(gè)獨(dú)立的部分。 （ 4）源程序中可以有預(yù)處理命令 (include 命令僅為其中的一種 )，預(yù)處理命令通常應(yīng)放在源文件或源程序的最前面。 C 語(yǔ)言是以函數(shù)形式提供給用戶(hù)的 ,這些函數(shù)可方便的調(diào)用 ,并具有多種循環(huán)、條件語(yǔ)句控制程序流向 ,從而使程序完全結(jié)構(gòu)化。 C 語(yǔ)言把括號(hào)、賦值、強(qiáng)制類(lèi)型轉(zhuǎn)換等都作為運(yùn)算符處理。它可以在系統(tǒng)軟件的開(kāi)發(fā)中使用，并且它也適合于應(yīng)用軟件的開(kāi)發(fā)。在手動(dòng)抽水或自動(dòng)抽水的過(guò)程中，如需要停止加水 時(shí)，按下停止加水鍵，水泵停止加水。 蜂鳴器報(bào)警電路原理 圖 蜂鳴器報(bào)警功能電路 蜂鳴器報(bào)警功能電路使用的是三極管 8550 驅(qū)動(dòng)，三極管 8550 是 PNP 三極管，射極接電源 +5V,基極通過(guò)一個(gè)電阻連接到 口，集電極接蜂鳴器，當(dāng) 為高電平時(shí)，三極管截止，蜂鳴器沒(méi)有不響，當(dāng) 為低電平時(shí)，三極管導(dǎo)通，蜂鳴器發(fā)出響聲。因此 b、 c 兩端的電壓都為 +5V，即為“ 1”狀態(tài)。 方案 2： 采用 3 節(jié) V 干電池共 做電源，經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證系統(tǒng)工作時(shí)，單片機(jī)、傳感器的工作電壓穩(wěn)定能夠滿(mǎn)足系統(tǒng)的要求，但不環(huán)保。 方案 2： 用 LCD 液晶進(jìn)行顯示。這些電路的接口很簡(jiǎn)單，便宜且容易使用，并用途廣泛。 （ 6） .ISP 和 IAP，無(wú)需專(zhuān)用編程器和仿真器可通過(guò)串口（ ）下載用戶(hù)程序，如果 8K 程序 3 秒則可完成一片。并且管時(shí)鐘電路 水位顯示 主控制芯片 STC89C52 復(fù)位電路 水泵工作提示 水泵驅(qū)動(dòng) 沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 4 腳完全兼容，性能更好，驅(qū)動(dòng)力更強(qiáng)，功耗更低，價(jià)格也比傳統(tǒng)的 89 系列低。至到檢測(cè)到水滿(mǎn)傳 系統(tǒng)基本方案選擇 此設(shè)計(jì)系統(tǒng)也可以采用多種方式設(shè)計(jì)，能采用液罐液壓檢測(cè)的方式來(lái)做，這樣在不同的水位時(shí)因?yàn)橛胁煌膲毫χ?，所以我們可以根?jù)不同的壓力值來(lái)確定到底水位在某個(gè)狀態(tài)，但是這樣的系統(tǒng)設(shè)計(jì)理念用處比較狹窄，因?yàn)檫@樣的設(shè)計(jì)理念的前提必須是一個(gè)液壓的封閉系統(tǒng)，這樣才能有精確的壓力值傳送，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性。更重要的意義是單片機(jī)的應(yīng)用改變了控制系統(tǒng)傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想和方法。單片機(jī)的特點(diǎn)是體積小、集成度高、重量輕、抗干擾能力強(qiáng)，對(duì)環(huán)境要求不高，價(jià)格低廉，可靠性高，靈活性好，開(kāi)發(fā)較為容易。水位控制在日常生活及工業(yè)領(lǐng)域中應(yīng)用相當(dāng)廣泛，自動(dòng)檢測(cè)水位的檢測(cè)系統(tǒng)能根據(jù)水位變化的情況自動(dòng)調(diào)節(jié)。 關(guān)鍵詞 ：水塔控制；單片機(jī) STC89C52； Proteus 軟件； C 語(yǔ)言 沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 II Abstract In today39。沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 I 摘 要 在當(dāng)今社會(huì)，水塔水位控制系統(tǒng)在我們的各個(gè)行業(yè)中占有很重大的作用，在大型養(yǎng)殖場(chǎng)中為家畜提供飲用水，沖洗養(yǎng)殖圈；在工業(yè)生產(chǎn)中通過(guò)水塔控制系統(tǒng)來(lái)排放污水。 該基于單片機(jī)的水塔水位控制系統(tǒng)方便，降低工作人員的工作量提高了整體的效率?；趩纹瑱C(jī)的水塔水位控制系統(tǒng)在鐵路、油田、化工等部門(mén)有著廣泛的應(yīng)用。 單片機(jī)自 20世紀(jì) 70年代問(wèn)世以 來(lái)，以極其高的性能價(jià)格比受到人們的重視和關(guān)注，所以應(yīng)用很廣，發(fā)展很快。為此，在單片機(jī)的應(yīng)用設(shè)計(jì)中需要軟、硬件統(tǒng)籌考慮，設(shè)計(jì)者不但要熟練掌握匯編語(yǔ)言等編程技術(shù)，而且還要具備較扎實(shí)的單片機(jī)硬件方面的理論和實(shí)踐知識(shí)。 態(tài)的 LED指示燈亮，當(dāng)檢測(cè)到低水位時(shí)，繼電器打開(kāi)控制水泵抽水。采用最新的加密技術(shù)解決了全球 89 系列單片機(jī)都被解密的困惑。 P0 口是開(kāi)漏輸出，作為總線擴(kuò)展用時(shí)，不用加上拉電阻，若作為 I/0 口用時(shí)，則要上拉電阻。 現(xiàn)在流行的串行時(shí)鐘電路很多，有 DS130 DS130 PCF8485 等。數(shù)碼管由于顯示速度快，使用簡(jiǎn)單，顯示效果簡(jiǎn)潔明了而得到了廣泛應(yīng)用。因此我們放棄了此方案。水塔由電機(jī)帶動(dòng)水泵供水，單片機(jī)控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，隨著供水，沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 8 水位不斷上升，當(dāng)水位上升到上限水位時(shí)，由于水的導(dǎo)電作用，使 B、 C 棒均與 +5V 電源連通。 圖 晶振電路 沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 11 對(duì)于單片機(jī)系統(tǒng)而言，晶振電路就好比是人的心臟一樣，是一個(gè)跳動(dòng)的動(dòng)力來(lái)源， 18,19號(hào)引腳接的是 的晶振。 當(dāng)需要手動(dòng)加水時(shí)，按下手動(dòng)加水鍵，水泵啟動(dòng)進(jìn)行加水，紅色 LED 亮，當(dāng)水位處于各水位狀態(tài)時(shí)（高水位除外）數(shù)碼管顯示各水位，水泵抽水， LED 亮，當(dāng)水位處于高水位時(shí)，高水低傳感器檢測(cè)到高水位時(shí)，經(jīng)單片機(jī)分析，水泵停止抽水， LED 滅。由于 C 語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)了對(duì)硬件的編程操作， C 語(yǔ)言集高級(jí)語(yǔ)言和低級(jí)語(yǔ)言的功能于一身。 （ 2）豐富的運(yùn)算符 :C 語(yǔ)言的運(yùn)算符包含的范圍很廣泛，共有種 34 個(gè)運(yùn)算符。這種結(jié)構(gòu)化方式可使程序?qū)哟吻逦?, 便于使用、維護(hù)以及調(diào)試。 （ 3）一個(gè)源程序不論由多少個(gè)文件組成，都有一個(gè)且只能有一個(gè) main 函數(shù)，即主函數(shù)。應(yīng)用程序的設(shè)計(jì)因系統(tǒng)而異，但程序設(shè)計(jì)總是有共同特點(diǎn)及其規(guī)律的。通過(guò)編譯軟件編輯出源程序，然后用編譯程序匯編后生成目標(biāo)代碼。 Proteus 仿真軟件介紹 Proteus 是目前最好的模擬單片機(jī)外圍器件的工具。通過(guò)工具欄中的 p 命令，在 pick devices 窗口中選擇電路所需要的元件，放置元件，調(diào)整相對(duì)位置，設(shè)置元器件參數(shù)，元器件間連線，編譯程序；在 source 菜單下的 Definecode generation tools 命令下，選擇編譯程序工具、路徑、擴(kuò)展名等項(xiàng)目；在 source 菜單 Add/removesource files 命令下，加入單片機(jī)硬件電路對(duì)應(yīng)程序。 豐富的虛擬儀器： 13 種虛擬儀器，面板操作逼真，如示波器、邏輯分析儀、信號(hào)發(fā)生器、直流電壓 /電流表、交流電壓 /電流表、數(shù)字圖案發(fā)生器、頻率計(jì) /計(jì)數(shù)器、邏輯探頭 、 SPI 調(diào)試器、 I2C 調(diào)試器等； 沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 19 生動(dòng)的仿真顯示：用色點(diǎn)顯示引腳的數(shù)字電平，導(dǎo)線以不同顏色表示其對(duì)地電壓大小，結(jié)合動(dòng)態(tài)器件（如電機(jī)、顯示器件、按鈕）的使用可以使仿真更加直觀、生動(dòng)； 高級(jí)圖形仿真功能（ ASF）：基于圖標(biāo)的分析可以精確分析電路的 多項(xiàng)指標(biāo)，包括工作點(diǎn)、瞬態(tài)特性、頻率特性、傳輸特性、噪聲、 頻譜分析等，還可以進(jìn)行一致性分析； （ 3）獨(dú)特的單片機(jī)協(xié)同仿真功能（ VSM） 支持主流的 CPU類(lèi)型：如 ARM 8051/5 AVR、 PIC10/1 PIC1 PIC1 PIC2dsPIC3 HC1 BasicStamp、 808 MSP430 等， CPU 類(lèi)型隨 版本 還在繼續(xù)增加，如即將支持 CORTEX、 DSP 處理器； 支持通用外設(shè)模型：如字符 LCD 模塊、圖形 LCD 模塊、 LED 點(diǎn)陣 、 LED 七段顯示模塊、鍵盤(pán) /按鍵、直流 /步進(jìn) /伺服電機(jī)、 RS232 虛擬終端、電子溫度計(jì)等等，其 COMPIM（ COM 口物理接口模型）還可以使仿真電路通過(guò) PC 機(jī)串口和外部電路實(shí)現(xiàn)雙向 異步串行通信 ； 實(shí)時(shí)仿真：支持中斷仿真、 S