液位控制系統(tǒng)設(shè)計(編輯修改稿)
2025-08-03 15:47 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 器的頻率高則系統(tǒng)的時鐘頻率就高，所以該系統(tǒng)采用12MHz晶振，工作周期為1us。無論是在單片機剛開始接上電源時，還是斷電后或者發(fā)生故障后都要復位。單片機復位是使CPU和系統(tǒng)中的其他功能部件都恢復到一個確定的初始狀態(tài)，并從這個狀態(tài)開始工作。本系統(tǒng)中采用的是12MHz晶振，時鐘頻率為12MHz，每個機器周期為1us，需要加上持續(xù)2us以上時間的高電平。復位電路有兩種形式：手動按鍵復位和上電復位，在本系統(tǒng)中采用的是手動按鍵復位。如圖34所示，RC3和KEY1組成系統(tǒng)手動按鍵復位電路。圖34 單片機最小系統(tǒng) 感應系統(tǒng)為了使單片機在液位情況不同時進行判定，從而決定工作情況，我們要給單片機傳遞液位的信息。感應系統(tǒng)目的就是將感應到的液位的信息傳遞給單片機，所以需要在容器中放置能夠感應出液位情況的感應器件，此系統(tǒng)中我們選用浮球液位計。浮球液位計由浮球、插桿等組成。根據(jù)排開液體體積相等原理浮于液面，當容器的液位變化時浮球也隨著上下移動，由于磁性作用，浮球液位計的彈簧受磁性吸合，把液面位置變化成電信號，通過磁耦合作用，使傳感器內(nèi)電阻成線性變化，由智能轉(zhuǎn)換器將電阻變化轉(zhuǎn)換成4～20mA標準電流信號，傳供給控制系統(tǒng)可實現(xiàn)液位的自動檢測、控制和記錄。該儀器適用于石油、化工、電力、輕工及醫(yī)藥等行業(yè)污水處理及各類常壓和承壓容器內(nèi)介質(zhì)液位的測量，尤其對于地下貯槽、貯罐的液位測量最為理想。通過浮球液位計所傳出的電流信號，傳遞給單片機。如圖35所示，、。，。圖35 信號傳遞系統(tǒng) 指示系統(tǒng) 為了得知控制系統(tǒng)運轉(zhuǎn)時的情況，我們需要給整個系統(tǒng)添加裝置來明示，表明系統(tǒng)的進程、液體的位置，此系統(tǒng)中，采用連接指示燈來提供我們液位控制的必要的信息。如圖36所示，、。在單片機工作期間，除了表明工作進行的工作指示D5會一直保持亮的狀態(tài)，其它指示燈會為表明液位的情況相應變亮，如表33所示。 表33 指示燈情況明示表液位情況亮狀態(tài)指示燈液體到達a位D1液體到達b位D1,D2液體到達c位D1,D2,D3液體到達d位D1,D2,D3,D4圖36 指示系統(tǒng) 液位控制系統(tǒng)在液位進入容器時，為了可以控制液體在容器內(nèi)液位的高度，、、b位和c位，如圖37所示。開關(guān)閉合時單片機會進行判定，然后根據(jù)程序進行液位控制，使進入容器的液體停止在相應位置。如果在單片機起動后沒有開關(guān)閉合，那么液體直到d位才會停止。圖37 液位控制系統(tǒng) 電機與報警系統(tǒng)單片機在接受和判斷傳輸進來的信息后根據(jù)程序來控制電機的運轉(zhuǎn)和警報的鳴響。如圖37，、，在端口發(fā)出高電平時，會啟動光耦合器，使電路中得電磁繼電器閉合，導通電機電路，使電機轉(zhuǎn)動將液體送入容器。其工作狀態(tài)如表34。圖37 電機與報警系統(tǒng)圖表34 電動機和報警器工作狀態(tài)表液位情況液位控制開關(guān)情況電動機及報警狀態(tài)未檢測到液體無開關(guān)閉合D6亮，電動機轉(zhuǎn)，警報不響液體到達a位a位開關(guān)閉合D6滅，電動機停，警報響無開關(guān)閉合D6亮，電動機轉(zhuǎn)，警報不響液體到達b位b位開關(guān)閉合D6滅，電動機停，警報響無開關(guān)閉合D6亮，電動機轉(zhuǎn)，警報不響液體到達c位c位開關(guān)閉合D6滅，電動機停，警報響無開關(guān)閉合D6亮，電動機轉(zhuǎn)，警報響液體到達d位無開關(guān)閉合D6滅，電動機停，警報響 第4章 軟件設(shè)計系統(tǒng)軟件設(shè)計的程序編寫內(nèi)容，可以監(jiān)控液位的不同位置，在液位處于不同狀態(tài)傳遞著不同信號而由程序控制指示燈、電機及報警器的狀態(tài)。系統(tǒng)設(shè)制了三個按鍵，是控制液位位置的。整個系統(tǒng)的軟件設(shè)計均采用C語言開發(fā)，采用查詢的方式進行液位和按鍵狀態(tài)進行掃描，確保系統(tǒng)的實時性。系統(tǒng)框圖如圖41。控制系統(tǒng)復位、時鐘系統(tǒng)指示系統(tǒng)液位預選系統(tǒng)電機與警報系統(tǒng)感應系統(tǒng)圖41 控制系統(tǒng)框圖 延時子程序電路中我們用的12MHz的晶體振蕩器，所以一個機器周期為1us，為了使電路中的報警器發(fā)出正常的鳴叫聲，需要一個延時子程序。內(nèi)容如下：void delay(unsigned int z){ unsigned int x,y。 for(y=110。y0。y)。 for(x=z。x0。x)。 }其中Z為自定義函數(shù)，在調(diào)用時插入語句“delay(z)”即可啟動延時，而其中的延時時間為 Z110us。 感應系統(tǒng)程序由硬件系統(tǒng)可知，單片機的P1端口接入的是液位的感應端，由于感應端的關(guān)系，在感應高位的端口時低端的感應器一定感應到了液位，所以端口會由于液位上漲依次接收到電信號，相對應得函數(shù)程序，流程及其相應程序為： 液位上升液位到a位液位到b位液位到c位液位到d位P1==0xf0 //液位無感應無信號。P1==0xf1 // a位有感應信號。P1==0xf3 //a位、b位有感應信號。P1==0xf7 //a位、b位、c位有感應信號。P1==0xff //四個液位檔均有感應信號。圖42 液位感應流程圖 指示系統(tǒng)程序液位和單片機工作指示燈的控制和通信的數(shù)據(jù)接入單片機的P0端口。當端口處于高電平時指示燈就會變亮，而控制端口的高低電平就是單片機和其內(nèi)部的程序，當感應到液位信號后，作出對應指令。P4端口的函數(shù)指令、流程及其相應程序如下：液位到達a位液位到達b位液位到達c位液位到達d位系統(tǒng)啟動液位指示燈D1亮液位指示燈D2亮液位指示燈D3亮工作指示燈D5亮液位指示燈D4亮if(P1==0xf0) // 液位指感應無信號P0=0xf0。 // 只有工作指示燈亮if(P1==0xf1) // a位有感應信號P0=0xf1。 // a位指示燈亮if(P1==0xf3) // a位、b位有感應信號P0=0xf3。 // a位、b位指示燈亮if(P1==0xf7) //a位、b位、c位有感應信號
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