基于單片機(jī)的水位控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)(doc畢設(shè)論文)(編輯修改稿)
2024-07-17 12:42 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 低的引腳會(huì)輸出一個(gè)電流（IIL）。在AT89S51中，P3端口還用于一些復(fù)用功能，在對(duì)Flash編程或程序校驗(yàn)地，P3還接收一些控制信號(hào)。復(fù)用功能如表21所列:表21 P3各端口引腳與復(fù)用功能表端口引腳復(fù)用功能RXD（串行輸入口）TXD（串行輸出口）（外部中斷0）（外部中斷1）T0（定時(shí)器0的外部輸入）T1（定時(shí)器1的外部輸入）（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通）（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通）下圖為單片機(jī)最小系統(tǒng)電路圖：圖2 最小系統(tǒng)電路圖（2） 水位探測(cè)傳感電路 傳感器是一種能感受被測(cè)物體物理量并將其轉(zhuǎn)化為便于傳輸或處理的電信號(hào)的裝置，在現(xiàn)代科技領(lǐng)域中，傳感器得到了廣泛應(yīng)用，各種信息的采集離不了各種傳感器，傳感器的基本功能在于能感受外界的各種“刺激”并作出迅速反映。本設(shè)計(jì)當(dāng)中我們采用的水位探測(cè)傳感器簡(jiǎn)單易做，經(jīng)濟(jì)實(shí)惠。其外形輪廓如下：A為接+5V電源的線與水一直保持連通，B線為低水位控制線，當(dāng)水位到達(dá)低水位的時(shí)候它不導(dǎo)通，水在正常范圍內(nèi)時(shí)，它導(dǎo)通。C線為高水位控制線，當(dāng)它導(dǎo)通時(shí)，表示水已經(jīng)為高水位。圖3 水位探測(cè)傳感器外觀圖（3）光報(bào)警顯示電路 發(fā)光二極管（LED）是用半導(dǎo)體材料制作的正向偏置的PN結(jié)二極管。其發(fā)光機(jī)理是當(dāng)在PN結(jié)兩端注入正向電流時(shí)，注入的非平衡載流子（電子－空穴對(duì)）在擴(kuò)散過程中復(fù)合發(fā)光，這種發(fā)射過程主要對(duì)應(yīng)光的自發(fā)發(fā)射過程。按光輸出的位置不同，發(fā)光二極管可分為面發(fā)射型和邊發(fā)射型。發(fā)光二極管的發(fā)光原理同樣可以用PN結(jié)的能帶結(jié)構(gòu)來解釋。制作半導(dǎo)體發(fā)光二極管的材料是重?fù)诫s的，熱平衡狀態(tài)下的N區(qū)有很多遷移率很高的電子，P區(qū)有較多的遷移率較低的空穴。由于PN結(jié)阻擋層的限制，在常態(tài)下，二者不能發(fā)生自然復(fù)合。，而當(dāng)給PN結(jié)加以正向電壓時(shí)，溝區(qū)導(dǎo)帶中的電子則可逃過PN結(jié)的勢(shì)壘進(jìn)入到P區(qū)一側(cè)。于是在PN結(jié)附近稍偏于P區(qū)一邊的地方，處于高能態(tài)的電子與空穴相遇時(shí)，便產(chǎn)生發(fā)光復(fù)合。這種發(fā)光復(fù)合所發(fā)出的光屬于自發(fā)輻射，輻射光的波長(zhǎng)決定于材料的禁帶寬度。本電路采用不同顏色的發(fā)光二極管來表示不同的水位情況。即紅燈亮，他兩燈不亮表示是低水位狀態(tài)，此時(shí)需要啟動(dòng)水泵加水；綠燈亮，其他兩燈不亮表示在正常的水位線內(nèi)；黃燈發(fā)亮，其他兩燈不亮為高水位狀態(tài)，水泵停止加水，三燈閃爍表示系統(tǒng)出現(xiàn)故障。圖4 光報(bào)警電路的原理圖此電路采用的是共陽(yáng)極的，所以只有當(dāng)單片機(jī)給發(fā)光二極管為低電平時(shí)才能推動(dòng)發(fā)光二極管點(diǎn)亮。其中R1R1R16為上拉電阻起限壓控流作用。（4） 穩(wěn)壓電路 本電路的主要作用是使從傳感器輸出的電平能夠穩(wěn)定地輸入單片機(jī)中，主要由三極管的兩極放大穩(wěn)定電路組成，其工作過程是水位探測(cè)傳感器把探測(cè)到的電信號(hào)送給R12,如果送入的是高電平則R1QD如果是低電平送給R12則R1QD我查找了相關(guān)資料以及我們自己在設(shè)計(jì)過程當(dāng)中免去此穩(wěn)定電路,發(fā)現(xiàn)有時(shí)候也能實(shí)現(xiàn)我們的設(shè)計(jì)目的,但是也有很多時(shí)候發(fā)生水位誤判的情況,產(chǎn)生不穩(wěn)定現(xiàn)象,所以我們認(rèn)為此電路是不可缺少的。既然是控制系統(tǒng),當(dāng)然就要控制精確。圖5 穩(wěn)壓電路原理圖（5）水泵的介紹 水泵是每個(gè)家庭必不可少的生活工具，雖然大多數(shù)人并沒有認(rèn)識(shí)到這一點(diǎn)， 但這確是事實(shí)。很多人對(duì)水泵一無(wú)所知。水泵一般多以泵的結(jié)構(gòu)和作用原理來分類，有時(shí)根據(jù)需要也按使用部門、用途、動(dòng)力類型和泵的水力性能等進(jìn)行分類。水泵參數(shù)是指泵工作性能的主要技術(shù)數(shù)據(jù)，包括流量、揚(yáng)程、轉(zhuǎn)速、效率和比轉(zhuǎn)數(shù)等。1流量（Q） 泵的流量是指單位時(shí)間內(nèi)所排出的液體的數(shù)量。通常泵的流量用體積計(jì)算，以Q表示，單位為米3/時(shí)（m3/h）、米3/秒（m3/s）、升/秒（1/s），也可用重量計(jì)，以G表示，單位為噸/時(shí)（t/h）、噸/秒（t/s）、千克/秒（kg/s）。 G與Q的關(guān)系： G=rQr液體重度（千克/米3）因水的重量近似1000千克/米3，故1升/秒=2揚(yáng)程（H）泵的揚(yáng)程是指單位重量的液體通過泵所增加的能量。以H表示，實(shí)質(zhì)上就是水泵能夠揚(yáng)水的高度，又叫總揚(yáng)程或全揚(yáng)程。單位為米液柱高度，習(xí)慣上省去“液柱”，以米（m）表示。泵的總揚(yáng)程由吸水揚(yáng)程與出水揚(yáng)程兩部分組成，因此總揚(yáng)程=吸水揚(yáng)程=出水揚(yáng)程但由于水流經(jīng)過管路時(shí)受到各種阻力而減少了泵的吸水揚(yáng)程和出水揚(yáng)程，因此：吸水揚(yáng)程=實(shí)際吸水揚(yáng)程+吸水損失揚(yáng)程出水揚(yáng)程=實(shí)際出水揚(yáng)程+出水損失揚(yáng)程損失揚(yáng)程=吸水損失揚(yáng)程+出水損失揚(yáng)程總揚(yáng)程=實(shí)際揚(yáng)程+損失揚(yáng)程由于水泵銘牌上標(biāo)明的揚(yáng)程是上述水泵的總揚(yáng)程，因此不能誤認(rèn)為銘牌上的揚(yáng)程是實(shí)際揚(yáng)程數(shù)值，水泵的實(shí)際揚(yáng)程都比水泵銘牌上的揚(yáng)程數(shù)值小。因此在確定水泵揚(yáng)程時(shí)，這一點(diǎn)要特別注意。否則，如果只按實(shí)際揚(yáng)程來確定水泵的揚(yáng)程，訂購(gòu)來的水泵揚(yáng)程就低了，那可能會(huì)降低水泵的效率，甚至打不上水來。損失揚(yáng)程與管路上的水管和附件種類（低閥、閘閥、逆止閥、直管、彎管）、數(shù)量、水管內(nèi)徑、管長(zhǎng)、水管內(nèi)壁粗糙程度以及水泵流量等都有密切關(guān)系，這一點(diǎn)在管路設(shè)計(jì)和選配水管和附件時(shí)也應(yīng)注意。3允許吸上真空高度（Hs）允許吸上真空高度是指真空表讀數(shù)吸水揚(yáng)程，也就是泵的吸水揚(yáng)程（簡(jiǎn)稱泵的吸程），包括實(shí)際吸水揚(yáng)程與吸水損失揚(yáng)程之和。以Hs表示，單位為米（m）。允許吸上真空高度是安裝水泵高度的重要參數(shù)，安裝水泵時(shí)，應(yīng)使水泵的吸水揚(yáng)程小于允許吸上真空高度值，否則安裝過高，就吸不上水或生產(chǎn)氣蝕現(xiàn)象。如生產(chǎn)氣蝕，不僅水泵性能變壞，而且也可能使葉輪損壞。4轉(zhuǎn)速（n）轉(zhuǎn)速是指泵葉輪每分鐘的轉(zhuǎn)數(shù)，以n表示，單位為轉(zhuǎn)/分（r/min）。每臺(tái)泵都有一定的轉(zhuǎn)速，不能隨意提高或降低，這個(gè)固定的轉(zhuǎn)素稱為額定轉(zhuǎn)速，水泵銘牌上標(biāo)定的轉(zhuǎn)速即
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