【正文】 早出現(xiàn)在19世紀(jì)60年代，現(xiàn)在我們可以經(jīng)常在電氣和電子設(shè)備上看到這些二極管作為指示燈來用。LED就是一種半導(dǎo)體元件，其電氣性能與普通二極管相同，不同之處在于當(dāng)給LED通電流時，它會發(fā)光。由于LED是固態(tài)的，所以它能延長傳感器的使用壽命。因而使用LED的光電傳感器能被做得更小，且比白熾燈傳感器更可靠。不像白熾燈那樣，LED抗震動抗沖擊，并且沒有燈絲。另外，LED所發(fā)出的光能只相當(dāng)于同尺寸白熾燈所產(chǎn)生光能的一部分。在微型機(jī)系統(tǒng)中，LED常用的顯示方法有兩種。一種是靜態(tài)顯示，一種是動態(tài)顯示。所謂的靜態(tài)顯示是由單片機(jī)一次輸出顯示后就能保持，直到下次送新的顯示模式為止。這種顯示占用機(jī)少，顯示可靠；缺點是使用元件多，且線路比較復(fù)雜，因而成本比較高。這種顯示器顯示方式的每一個七位顯示器需要一個八位輸出控制，我的設(shè)計就是采用的就是靜態(tài)顯示。所謂動態(tài)顯示就是單片機(jī)定時的對顯示器進(jìn)行掃描。這種方法中，顯示器件分時工作，每次只能有一個器件顯示，但由于人的視覺暫留現(xiàn)象，所以，仍感覺到所有的器件都“同時”顯示。這種顯示方法的優(yōu)點是使用硬件少，因而價格低，但占用機(jī)時多，只要單片機(jī)不執(zhí)行顯示程序，就立刻停止顯示。動態(tài)顯示的亮度與導(dǎo)電電流有關(guān)，也與點亮?xí)r間和間隔時間比例有關(guān)。鍵盤是有若干按鍵組成的開關(guān)矩陣，它是最簡單的單片機(jī)輸入設(shè)備，通過鍵盤輸入數(shù)據(jù)或命令，來實現(xiàn)簡單的人機(jī)對話。鍵盤可分為非編碼鍵盤和編碼鍵盤兩種。非編碼鍵盤有并行接口掃描和串聯(lián)接口掃描，我采用的是串行接口，它的組成是由移位寄存器74HC595和六個鍵組成，74HC595是一個14位腳的寄存器，集成電路芯片，由8051串行接口的TXD端輸出列掃描信號到74HC595，、由8051單片機(jī)的TXD引腳輸出移位時鐘脈沖到74HC595的時針輸入端。還有非前者用軟件來識別和產(chǎn)生代碼，后者則用鍵盤來識別，鍵盤處理程序?qū)崿F(xiàn)對鍵盤的管理顯示見下圖 圖310 LED顯示器（六） 自動報警電路下列二種情況發(fā)生系統(tǒng)報警。 1)當(dāng)水位達(dá)到上限極限水位時報警，水位到達(dá)上限極限水位時系統(tǒng)發(fā)出報警；2)當(dāng)水位達(dá)到下限極限水位時報警，水位到達(dá)下限極限水位時系統(tǒng)發(fā)出報警 圖 311自動報警電路的接線圖 第四章 系統(tǒng)軟件的設(shè)計 該系統(tǒng)硬件系統(tǒng)完全，但系統(tǒng)的運算與控制必須靠軟件支持，系統(tǒng)硬件組態(tài)完后，根據(jù)I/O地址分配和功能要求便可以進(jìn)行軟件編程。軟件編程是系統(tǒng)完成控制的一個重要部分。系統(tǒng)軟件程序主要完成初始化工作，輸入輸出控制，子程序主要完成數(shù)據(jù)采集處理的功能包括采集的液位數(shù)據(jù)與給定的液位值的比較，是否需要報警，以及處理完成顯示部分與調(diào)節(jié)閥的信號輸出。在該系統(tǒng)的軟件部分的設(shè)計中，第一部分主要是對流程圖的介紹，其中包括了對水位的檢測，對補(bǔ)水泵的控制開和關(guān)，以及補(bǔ)水泵是否正常工作的報警。通過對水體液位進(jìn)行的簡易方便的操縱，可以準(zhǔn)確得控制水泵進(jìn)行添加水或放水以適應(yīng)工作的需要，并可防止故障的發(fā)生；第二部分是系統(tǒng)工作程序的編程內(nèi)容，由于全部編程部分較多，只取最重要的水位檢測主程序段。本程序段主要實現(xiàn)啟動CAD571轉(zhuǎn)換器，并從A/D轉(zhuǎn)換器采集信號的功能。（一）軟件設(shè)計流程圖 本軟件流程圖設(shè)計簡易合理，方便易于操控，能夠針對水位的不同狀態(tài)和不同外界條件進(jìn)行控制,水位運行穩(wěn)定、控制品質(zhì)良好、控制效果明顯改善。同時大大提高了控制系統(tǒng)的抗干擾能力,保證了工業(yè)水體液位方面作業(yè)的穩(wěn)定運行。 下圖即為軟件設(shè)計流程圖： 圖41軟件設(shè)計流程圖 （二）水位檢測的主程序本控制系統(tǒng)采用的是控制，由于模糊控制量的求取是采用查表法，因此軟件程序較簡單，整個軟件部分較多，現(xiàn)取最重要的水位檢測主程序。 這是程序運行的主要程序段，主要實現(xiàn)啟動CAD571轉(zhuǎn)換器，并從A/D轉(zhuǎn)換器采集信號，[14]SHUICPM:MOV A,P1 ANL A,0FH MOV 30H,0FH 。00001111 CJNE A,30H,AAA1 SETB SETB 。setb水位狀態(tài)標(biāo)志位 AJMP OUT2AAA1: MOV 30H,0EH 。00001110 CJNE A,30H,AAA2 SETB CLR AJMP OUT2AAA2: MOV 30H,0CH 。00001100 CJNE A,30H,AAA3 CLR CLR AJMP OUT2AAA3: MOV 30H,08H 。00001000 CJNE A,30H,AAA4 CLR CLR AJMP OUT2AAA4: MOV 30H,00H 。00000000 CJNE A,30H,AAA5 setb SETB AJMP OUT2AAA5: SETB RETOUT2: CLR RETBAOJING: JB ,OUT6 MOV A,20H MOV 30H,00H CJNE A,30H,OUT5 AJMP OUT6OUT5: SETB JB ,OUT9 SETB OUT10: JB ,OUT11 SETB OUT12: JB ,OUT13 SETB OUT14: JB ,OUT15 SETB OUT16: RETOUT6: CLR RET OUT9: CLR AJMP OUT10 OUT11: CLR AJMP OUT12 OUT13: CLR AJMP OUT14 OUT15: CLR AJMP OUT16 第五章 結(jié)論 本系統(tǒng)主要介紹了水體的液位檢測控制，介紹了8051單片機(jī)和其它一些單片機(jī)在液位控制系統(tǒng)中的應(yīng)用，介紹了它們的引腳和在系統(tǒng)中的電路圖，本設(shè)計還采用了多種傳感器來對液位的信號采集，利用LED來進(jìn)行信號的輸出顯示,我設(shè)計的硬件系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡化,系統(tǒng)精度高，具有良好的人機(jī)交互功能,并設(shè)有液位報警和閥門失靈等故障報警，有問題立即就能發(fā)現(xiàn)。通過自動調(diào)節(jié)控制液位并實現(xiàn)水體的液位報警。液位控制在設(shè)定值上正常運行不需要人工干預(yù)，操作人員勞動強(qiáng)度小。采用單片機(jī)設(shè)計出的工業(yè)水位控制器,能夠針對水位的不同狀態(tài)和不同外界條件進(jìn)行控制,水位運行穩(wěn)定、控制品質(zhì)良好、控制效果明顯改善。同時大大提高了控制系統(tǒng)的抗干擾能力,保證了工業(yè)水體液位方面作業(yè)的穩(wěn)定運行?？刂蒲b置具有成本低、抗干擾能力強(qiáng)、控制性能好等優(yōu)點,且系統(tǒng)硬、軟件維護(hù)簡單方便,尤其適用于工業(yè)控制現(xiàn)場,具有良好的應(yīng)用前景。本系統(tǒng)所采用的傳感器性能穩(wěn)定,測量準(zhǔn)確,大大簡化現(xiàn)場安裝,具有較高的性價比,有較大的工程應(yīng)用價值,而且利用計算機(jī)單片機(jī)技術(shù)對工業(yè)生產(chǎn)過程進(jìn)行自動控制有著重要的意義。其優(yōu)越性主要在于：首先，通過對水體液位進(jìn)行的簡易方便的操縱，可以準(zhǔn)確得控制水泵進(jìn)行添加水或放水以適應(yīng)工作的需要，可以產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益。其次，水體控制過程的自動化處理以及監(jiān)控軟件良好的人機(jī)界面，操作人員在監(jiān)控計算機(jī)上能根據(jù)控制效果及時修運行參數(shù)，這樣能有效地減少工人的疲勞和失誤，提高生產(chǎn)過程的實時性、安全性。隨著計算機(jī)控制技術(shù)應(yīng)用的普及、可靠性的提高及價格的下降，工業(yè)以及其他方面的微機(jī)控制必將得到更加廣泛的應(yīng)用。 參考文獻(xiàn) 。傳感器與檢測儀器電路。北京：北京航空航天大學(xué)出版社，1994 ?，F(xiàn)代電力電子技術(shù)及應(yīng)用。南京：東南大學(xué)出版社，2001 。自動檢測技術(shù)。北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1999 ，單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)選編，北京：北京航空航天大學(xué)出版社，1993 ，廉仲主 編 機(jī)械電子工程設(shè)計。北京：國防工業(yè)出版社，2001 。機(jī)電一體化設(shè)計與系統(tǒng)。北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1997 ，水位遠(yuǎn)程自動測報系統(tǒng)在水利工程中的應(yīng)用，計算機(jī)自動測量與控制，2001，9（1）。 。單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計。北京：北京航空航天大學(xué)出版社，1990 致 謝 在此畢業(yè)課題設(shè)計完成之際，向為此畢業(yè)設(shè)計傾注了大量心血李兵老師和同班級的同學(xué)表示深深地敬意和謝意。指導(dǎo)老師李兵在此課題的研究方向、收集資料、設(shè)計過程中傾注了悉心的指導(dǎo)和盡心所能的幫助，他的那嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度和寬廣的胸懷使我受益匪淺，在此特表示誠摯地感謝。在同班級的同學(xué)幫我一同研究課題，查閱資料，給我提出很多寶貴意見，在遇到難題灰心的時候給我了很到的鼓勵，在此也為我們一起學(xué)習(xí)的同學(xué)表示誠摯地感謝。在本課題的研究過程中，也得到了院系的大力支持和同學(xué)的大力指導(dǎo)與熱情幫助，院系開放單片機(jī)實驗室，通過網(wǎng)絡(luò)收集各方面的前沿信息，給我們創(chuàng)造一個良好的學(xué)習(xí)、設(shè)計環(huán)境。在此向?qū)嶒炇业母魑焕蠋煴硎居芍缘闹x意。最后，再次向所有關(guān)心和幫助我的老師、同學(xué)表達(dá)真誠的謝意