課程設(shè)計報告之基于at89c51單片機的水位控制系統(tǒng)設(shè)計(編輯修改稿)
2024-07-25 20:58 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 均與+5 V連通。因此B、C兩端的電壓都為+5 V，即為“l(fā)”狀態(tài)，此時應(yīng)停止電機和水泵工作，不再向水塔注水；隨著水量的減少，當(dāng)水位處于上、下限之間時。B棒和A棒導(dǎo)通．而C棒不能與A棒導(dǎo)通，B端為“1”狀態(tài)。C端為“0”狀態(tài)。此時電機帶動水泵給水塔注水，使水位上升，或是電機不工作，水位不斷下降，都應(yīng)繼續(xù)維持原有工作狀態(tài)；當(dāng)水位處于下限位置以下時，B、C棒均不能與A棒導(dǎo)通，B、C均為“0”狀態(tài)。此時應(yīng)啟動電機轉(zhuǎn)動，帶動水泵給水塔注水，然后重復(fù)原來的過程，這就是簡單的水位控制原理。圖1 水位控制原理（二）總體設(shè)計方案系統(tǒng)的原理是采用8個按鈕進行水位檢測，在現(xiàn)場的3個不同的位置，由下至上測量水體的液位值。并把這八個液位狀態(tài)通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器傳到單片機中（在本系統(tǒng)中采用開關(guān)的打開與閉合來模擬）,在通過3位七段LED顯示器顯示出液位的八種狀態(tài)并通過LED燈報警提示。當(dāng)水位過低（在1水位）時燈就會變亮，當(dāng)水位較高（在7水位時）等也會變亮，用來讓用戶察覺。在水位過高和過低時電磁閥都會自動的抽水或排水，其具體的抽水和排水位置可以設(shè)定，此系統(tǒng)中采用的是7水位和1水位三 硬件設(shè)計（一）硬件設(shè)計方案系統(tǒng)方案設(shè)計液位控制是利用把液位的利用來管進行模擬，再通過AT89C51把輸出狀態(tài)直接接到單片機的I/O接口，單片機經(jīng)過運算控制，輸出數(shù)字信號，輸出接口接LED進行顯示,實現(xiàn)液位的報警和鍵盤的顯示與控制。由下圖可觀察到水位由鍵盤控制輸入以后，通過AT89C51單片機的運算控制，在通過LED進行顯示,通過報警裝置進行報警,報警顯示之后再通過對閥門的開啟實現(xiàn)對水體的液位進行調(diào)節(jié)控制,閥門的驅(qū)動設(shè)備是電動機。圖2即是液位控制系統(tǒng)。圖2 水位控制系統(tǒng)分析（二）主芯片AT89C51本系統(tǒng)采用AT89C51作為主要芯片，AT89C51是一種帶4K字節(jié)FLASH存儲器的低電壓、高性能CMOS 8位微處理器，俗稱單片機。單片機的可擦除只讀存儲器可以反復(fù)擦除1000次。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位CPU和閃爍存儲器組合在單個芯片中，ATMEL的AT89C51是一種高效微控制器。AT89C51單片機為很多嵌入式系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價廉的方案。在本系統(tǒng)設(shè)計中采用AT89C51作為主要的芯片，它具有P0、PPP3四個I/O口，每個口又有8個接口，32個接口可以滿足外接電路的需要，更方便的顯示系統(tǒng)。本設(shè)計中采用了單片機AT89C51的P0、PP3口，分別完成了顯示和控制以及報警功能的實現(xiàn)。下圖為單片機AT89C51的引腳圖。圖3 AT89C51引腳圖（三） 光報警及顯示電路 圖4所示為系統(tǒng)的光報警及顯示電路，三段LED數(shù)碼管于單片機的P0P7口相連，同時排阻的把根線也連在單片機的P0口上，作為上拉電阻。圖4 光報警及顯示電路（四） 鍵盤連接電路鍵盤連接電路如圖5所示，八個鍵盤k1k8分別與單片機的p1口的p1p7相連，這八個鍵盤的按下與否用來模擬的是水位的高低，k1鍵代表水位最低點，k8鍵代表的是水位最高點，當(dāng)k1鍵按下時，指示燈亮，電機正轉(zhuǎn)，開始加水，一直加水至水位7（即7鍵按下時），電機開始停止轉(zhuǎn)動，并反向轉(zhuǎn)動抽水，水位開始降低，直至到達3水位，燈亮電機開始自動加水，加水水位可以由用戶自己設(shè)定，本系統(tǒng)中采取的是3水位便開始加水，7水位開始抽水。本系統(tǒng)采用的是獨立式鍵盤結(jié)構(gòu)，每個按鍵單獨占用一根I/O口線，每個按鍵的工作不會影響其它I/O口線的狀態(tài)。它軟件是采用查詢式結(jié)構(gòu)，首先逐位查詢每根I/O口線的輸入狀態(tài)，如某一根I/O口線輸入為低電平，則可確認(rèn)該I/O口線所對應(yīng)的按鍵已按下，然后，再轉(zhuǎn)向該鍵的功能處理程序。圖5 鍵盤連接電路（五） 復(fù)位電路系統(tǒng)的復(fù)位電路如圖6所示。復(fù)位電路中上端于單片機的復(fù)位引腳相連，下面與與EA端相連，要使CPU只訪問外部程序存儲器（地址為0000H～FFFFH），則EA端必須保持低電平（接到GND端）。然而要注意的是，如果保密位LB1被編程，復(fù)位時在內(nèi)部會鎖存EA端的狀態(tài)。當(dāng)EA端保持高電平（接Vcc端）時，CPU則執(zhí)行內(nèi)部程序存儲器中的程序。其復(fù)位電路部分用來對系統(tǒng)進行復(fù)位操作，末端與單片機的復(fù)位相連，按下復(fù)位鍵，當(dāng)振蕩器運行時，在該引腳上出現(xiàn)兩個機器周期的高電平將使單片機復(fù)位。圖6 復(fù)位電路（六） 晶振電路晶體振蕩電路的兩個端口分別連接在單片機的XTAL1和XTAL2上。晶振電路的作用是為本系統(tǒng)提供基本的時鐘信號。通常一個系統(tǒng)共用一個晶振，便于各部分保持同步。有些通訊系統(tǒng)的基頻和射頻使用不同的晶振，而通過電子調(diào)整頻率的方法保持同步。晶振電路通常與鎖相環(huán)電路配合使用，以提供系統(tǒng)所需的時鐘頻率。如果不同子系統(tǒng)需要不同頻率的時鐘信號，可以用與同一個晶振相連的不同鎖相環(huán)來提供。圖7 晶振電路四 軟件設(shè)計（四）
語文相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號-1