基于proteus的液位自動控制系統(tǒng)的設(shè)計與研究畢業(yè)論文(編輯修改稿)
2024-12-16 03:29 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 水位。首先通過實時檢測電壓，測量水位變化，從而控制電機 狀態(tài) ，保證水位正常。 硬件電路設(shè)計分為時鐘電路、復(fù)位電路、 液位檢測電路 、 報警電路，電機控制電路幾個部分，其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如 圖 2 所示 。 圖 2 液位自動控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 單片機最小系統(tǒng) 單片機 AT89C51 是本系統(tǒng)的核心，它主要負責(zé)控制各個部分協(xié)調(diào)工作。單片機采用 40 引腳雙列直插式封裝 （ DIP） ，其引腳 排列和邏輯符號如圖 3 所示，4 個并行口共有 32 根引腳，可分別作地址線、數(shù)據(jù)線和 I/O 線； 2 根電源線； 2根時鐘振蕩電路引腳和 4 根控制線 [5]。 時鐘電路 復(fù)位電路 液位檢測電路 AT89C51 報警電路 電機控制電路 5 X T A L 1X T A L 2RS TP 1 .0P 1 .1L1L2L3L4L5X 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 427U1A T 8 9 C5 1 圖 3 AT89C51 引腳圖 時鐘電路 單片機片內(nèi)有一個高增益的反相放大器，其輸入端為引腳 XTAL1 和輸出端為引腳為 XTAL2，用于外接石英晶體振蕩器和微調(diào)電容，構(gòu)成穩(wěn)定的的自激振蕩器，其發(fā)出的脈沖直接送入內(nèi)部的時鐘電路 [6]，如圖 3 所示。電容 C1 和 C2對頻率有微調(diào)作用，電容取 30pF。晶體振蕩頻率范圍是 ～ 12MHz，一般情況下，選用振蕩頻率為 12MHz 的石英晶體。振蕩脈沖信號經(jīng)過內(nèi)部時鐘發(fā)生器進行二分頻之后，才成為單片機的時鐘信號 [7]。 其電路圖如下。 X T A L 1X T A L 2C13 0 p FC23 0 p FX1CR Y S T A L 圖 4 時鐘電路 復(fù)位電路 當在 80C51 單片機的 RST 引腳引入高電平并保持兩個機器周期時，單片機內(nèi)部就執(zhí)行復(fù)位操作。 實際應(yīng)用中，復(fù)位操作有兩種基本形式：一種是上電復(fù)位，另一種是上電與按鍵均有效的復(fù)位 [8]。本 設(shè)計 采用上電復(fù)位 的方式 ，電路圖如圖5 所示。 當 接通電源后，單片機自動實現(xiàn)復(fù)位操作。上電瞬間 RST 引腳獲得高電6 平，隨著電容 C3 的充電， RST 引腳的高電平將逐漸下降 [9]。 RS TC31 0 u FR18 .2 k 圖 5 復(fù)位電路 液位檢測電路 為了便于實現(xiàn)水位檢測功能，用一個兩位的撥碼開關(guān) [10]模擬 b、 c 端的狀態(tài)( 0)，正電極接 +5 V 電源，每個負電極分別通過 的電阻 (R R2)接地。將單片機的 端口接開關(guān) 1， 端口接開關(guān) 2。假設(shè)被水淹沒的負電極都為高電平，此時開關(guān)置 1； 露在水面的負電極都為低電平，開關(guān)此時置 0。單片機通過負電極 [12]重復(fù)采集檢測水位，當缺水時 (此時兩個開關(guān)均置 0)，電機必須帶動水泵抽水；若水位在正常范圍內(nèi)時，檢測信號為高，低電平 (此時開關(guān) 1 置 1，開關(guān) 2 置 0)；當水位過高時 ，檢測信號為高電平 (此時開關(guān) l 和 2 都置 1)，單片機檢測到 和 為高電平后，立即停機。 其接口電路圖如圖 6 所示。 P 1 . 0P 1 . 1O F F ON 1243D S W 1DI P S W _ 2R24 .7 kR34 .7 k 圖 6 液位檢測接口電路 報警電路 和電機控制電路 為 了避免系統(tǒng)發(fā)生故障時，水位失去控制造成嚴重后果， 在超出、低于警戒界水位時，報警信號直接從高、低警界水位電極獲得 ，系統(tǒng)發(fā)出報警信號，同時對電機的運轉(zhuǎn)進行控制 [13]。報警電路和電機控制電路的電路圖如下圖 7 和圖 8 所示 。 7 L1L2L3L4D1L E D R E DD2L E D G RE E ND3L E D Y E L L O WD4L E D B L U ER41 0 0R51 0 0R61 0 0R71 0 0 圖 7 報警電路 L5 圖 8 電機控制電路 4 液位自動控制系統(tǒng)程序設(shè)計 系統(tǒng)軟件編譯開發(fā)環(huán)境 8051系類 單片機共擁有 111條系統(tǒng)指令，可實現(xiàn) 51種基本操作。然而匯編語言指令卻有程序的可讀性低，程序開發(fā)人員的開發(fā)時間長與開發(fā)難度大，程序移植性差等缺點。 C言是一種編譯型程序設(shè)計語言。 它 兼顧了多種高級語言的特點，并具備匯編語言的功能。用 C語言來編寫目標系統(tǒng)軟件，會大大縮短開發(fā)周期，增加軟件的可讀性，便于改進和擴充。用 C語言進行 51系列單片機程序設(shè)計是單片機開發(fā)
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