【正文】 中最基本的產(chǎn)品，它采用 NTEL 公司可靠的 CHMOS 工藝技術(shù)制造的高性能 8 位單片機(jī)，屬于標(biāo)準(zhǔn)的 MCS52 的HCMOS 產(chǎn)品。 我們查找了相關(guān)資料以及我們自己在設(shè)計過程當(dāng)中免去此穩(wěn)定電路 ,發(fā)現(xiàn)有時候也能實(shí)現(xiàn)我們的設(shè)計目的 ,但是也有很多時候發(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 。 本傳感器的尺寸是 A 線是 30CM， B 線是 20CM， C 線是 15CM，銅線直徑是15MM. 穩(wěn)壓電路的設(shè)計 我們設(shè)計的穩(wěn)壓電路如下 : 圖 穩(wěn)壓電路原理圖 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，主要由三極官的兩極放大穩(wěn)定電路組成，其工作過程是水位探測傳感器把探測到的電信號送給 R12,如果送入的是高電平則 R1 Q D Q4 導(dǎo)通把低于 的低電平穩(wěn)定地送給單片機(jī)。這樣做有幾個好處主要是 (1)非常美觀漂亮，讓線路隱藏。(3)細(xì)銅線經(jīng)濟(jì)容易尋找，對我們在實(shí)驗(yàn)室做模型來說十分方便。 我們經(jīng)過反復(fù)思考與實(shí)驗(yàn)，采用了細(xì)銅線作為我們的傳感器制作材料。其外形輪廓如下： 圖 水位探測傳感器外觀圖 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)低水位的時候它不導(dǎo)通，水在正常范圍內(nèi)時，它導(dǎo)通。 3 單元電路設(shè)計 傳感器的選用 傳感器是一種能感受被測物體物理量并將其轉(zhuǎn)化為便于傳輸或處理的電信號的裝置，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。主電氣原理圖如下。 綜上 ,我們已經(jīng)清楚地看到了兩種方案的優(yōu)劣 ,要能夠很好地完成本次設(shè)計的各個指標(biāo)和達(dá)到設(shè)計的目的 ,我們選擇第二種方案作為我們的設(shè)計方案。 第二種方案中使用了單片機(jī)處理，單片機(jī)技術(shù)是信息時代用于精密測量的一種新技術(shù)。當(dāng)水位在高水位時 ,單片機(jī)不能驅(qū)動水泵加水 ,黃燈亮 。 圖 方案一方框圖 555 電路 電源電路 高塔 水箱 6 方案二：本方案采用單片機(jī) 80C52 作為我們的控制芯片 ,主要工作過程是當(dāng)高塔中的水在低水位時 ,水位探測傳感器送給單片機(jī)一個高電平 ,然后單片機(jī)驅(qū)動水泵加水和顯示系統(tǒng)使紅燈變亮 。當(dāng)在正常的水位時候 ,送給 NE555 為 1/3VCC2/3VCC 的電平 ,即保持前一個水泵不加水的狀態(tài) 。 本設(shè)計過程中主要采用了傳感技術(shù)、單片機(jī)技術(shù)、光報警技術(shù)以及弱電控制強(qiáng)電的技術(shù)。 在高塔的內(nèi)部我們設(shè)計一個簡易的水位探測傳感器用來探測三個水位，即低水位，正常水位，高水位?；谖覀兊恼{(diào)查，感到現(xiàn)實(shí)生活急需要這樣的水位控制系統(tǒng)，所以我們決定在老師指導(dǎo)之下設(shè)計與研制一種高塔水位 控制系統(tǒng)作為我們本次生產(chǎn)實(shí)習(xí)的課題。 另外，現(xiàn)在許多的鍋爐系統(tǒng)、防洪系統(tǒng)也需要對水位進(jìn)行控制，以能夠方便地控制水位，對不同的水位進(jìn)行報警，所以如果研制了一種很好的水位控制裝置便能夠很好地造福人民。 調(diào)查的過程當(dāng)中我們發(fā)現(xiàn)，目前大多數(shù)的住宅小區(qū)都是采用人工加水的辦法，即當(dāng)水用完的時候，就人工開啟水泵進(jìn)行加水，十分不便。 4. 實(shí)習(xí)應(yīng)嚴(yán)格按照指導(dǎo)老師的要求，有計劃的進(jìn)行。 2. 實(shí)習(xí)過程中，應(yīng)注意實(shí)習(xí)安全。 五、實(shí)習(xí)地點(diǎn)安排 所 有在學(xué)校實(shí)習(xí)的同學(xué)均應(yīng)該在指定的實(shí)驗(yàn)室中完成實(shí)習(xí)任務(wù)。 年 6 月 4 日至 6月 10日完成產(chǎn)品設(shè)計。 年 5 月 20 日確定課題。 3. 程序設(shè)計：對系統(tǒng)進(jìn)行整體規(guī)劃，完成程序設(shè)計與模擬調(diào)試 4. PCB 板設(shè)計：根據(jù)電路圖進(jìn)行 PCB 板設(shè)計 5. 撰寫設(shè)計報告：按照學(xué)院實(shí)習(xí)報告設(shè)計規(guī)范撰寫生產(chǎn)實(shí)習(xí)報告 與制出符合上述要求的產(chǎn)品樣機(jī)。 2．技術(shù)指標(biāo) ①自動控制水泵工作 ②顯示電路靈敏、準(zhǔn)確 二、基本要求 1. 方案設(shè)計與論證：在廣泛收集資料，認(rèn)真研究的基礎(chǔ)上，提出高塔水位控制系統(tǒng)的方案，并在 PROTEUS 環(huán)境中進(jìn)行仿真，完成實(shí)習(xí)報告。 1 任務(wù)書 年級專業(yè) 05電子信息工程技術(shù) 學(xué)生姓名 課題名稱 高塔水位控制系統(tǒng)設(shè)計 設(shè)計 ( 論文 ) 起止時間 2021 年 5 月 19 日至 2021 年 6月 13 日 課題類型 工程設(shè)計、應(yīng)用研究 課題性質(zhì) 模擬應(yīng)用 一、課題設(shè)計（研究）的目的和主要內(nèi)容 課題研究的目的 ①應(yīng)用單片機(jī)控制技術(shù)，設(shè)計高塔水位控制系統(tǒng)，②掌握單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)方法，③學(xué)會 PCB板的設(shè)計及電子產(chǎn)品的制作。 課題的主要內(nèi)容 1．主要內(nèi)容 ①高塔水位控制系統(tǒng)方案設(shè)計與論證，②高塔水位控制系統(tǒng)電路設(shè)計與程序設(shè)計，③高塔水位控制系 統(tǒng) PROTEUS 仿真，④ PCB 板設(shè)計。 2. 電路設(shè)計：根據(jù)工程技術(shù)方案，對電路進(jìn)行設(shè)計與計算。 2 三、生產(chǎn)實(shí)習(xí)已具備的條件 （包括實(shí)驗(yàn)室、主要儀器設(shè)備、參考資料） 1．具備課題開發(fā)的實(shí)驗(yàn)條件 ①具有單片機(jī)綜合實(shí)訓(xùn)設(shè)備，可完成單元電路和系統(tǒng)實(shí)驗(yàn) ②具有 PROTEUS 單片機(jī)設(shè)計與仿真軟件，可實(shí)現(xiàn)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計與仿真 2．可供參考的資料豐富 [1]劉湘濤、江世明編《單片機(jī)原理與應(yīng)用》電子工業(yè)出版社， 2021 年 8 月 [2]王曉明編著《電動機(jī)的單片機(jī)控制》北京航空航天大學(xué)出版社， 2021 年 5 月 [3]高吉祥編《全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽培訓(xùn)系列教程》電子工業(yè)出版社， 2021 年5 月 [4]周瀾景編著《基于 PROTEUS 的電路及單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計與仿真》北京航空航天大學(xué)出版社， 2021 年 5 月 [5]何立民《單片機(jī)高級教程》北京航空航天大學(xué)出版社， 2021 年 7 月 [6]吳金戌編《 8051 單片機(jī)實(shí)踐與應(yīng)用》清華大學(xué)出版社 四、生產(chǎn)實(shí)習(xí)進(jìn)度安排 1． 2021 年 5月 19日開始實(shí)習(xí)。 年 5 月 21 日 6月 3日進(jìn)行電路設(shè)計和程序設(shè)計。 年 6 月 13 日前完成實(shí)習(xí)報告。 六、 實(shí)習(xí)注意事項(xiàng) 1. 所有同學(xué)實(shí)習(xí)期間均應(yīng)該嚴(yán)格遵守實(shí)習(xí)守則。 3. 不得以任何借口，隨意缺勤。 指導(dǎo)教師（簽字）： 學(xué)生（簽字）： 3 目 錄 前 言 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 第一 章 設(shè) 計 思路 與方 案 ?? ?? ? ?? ? ?? ?? ? ?? ? 設(shè)計思路?????????????????????? 方案設(shè)計????????????????????? 方案論證?????????????????????? 第二章 系統(tǒng)組成與工作原理???????????????? 系統(tǒng)組成?????????????????????? 系統(tǒng)工作原理???????????????????? 第三章單元電路設(shè)計?????????????????? 傳感器的選用??????????????? ??? 穩(wěn)壓電路的設(shè)計?????????????????? 單片機(jī)控制處理電路???????????????? 光報警顯示系統(tǒng)電路???????????????? 繼電器控制水泵加水電路???????????????? 第四章程序設(shè)計???????????????????? 4 . 1 程序流程圖?????????????????? 4 . 2 匯編程序?????????????????? 第五章 系 統(tǒng) 仿 真 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 第六 章 產(chǎn) 品 制作 與調(diào) 試 ?? ?? ? ?? ? ?? ?? ? ?? ? PCB 板 設(shè) 計 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 5. 2 元器 件 檢 測 ? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ?? ? ? 5. 3 產(chǎn)品 調(diào) 試 ? ? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ?? ? ? 5. 4 產(chǎn)品 安 裝 ? ? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ?? ? ? 結(jié) 束 語 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 參考文獻(xiàn)????????????????????????? 致謝????????????????????????? 附錄一系統(tǒng)的總的原理圖 附錄二 PCB 版圖 4 附錄三元件清單 前 言 高塔水位控制 系統(tǒng)是我國住宅小區(qū)廣泛應(yīng)用的供水系統(tǒng)，在我們的指導(dǎo)老師江老師的啟發(fā)之下，我們對邵陽的住宅供水情況進(jìn)行了調(diào)查，根據(jù)調(diào)查在邵陽或者我們衡陽的農(nóng)村甚至城市興建的許多的房子現(xiàn)在都要實(shí)現(xiàn)自來水供水，所以在許多的家庭的樓頂都砌了一個高塔用來存儲用水，然后對整個房子的用水進(jìn)行供給。引起了老百姓的抱怨 水用完只前，不知道水已經(jīng)很少，待用完后才知曉，如果是急需水的情況下，那就十分麻煩要等加水后才有水 用；加水的過程當(dāng)中，還需要人時刻檢查水位情況，以防止水量超過最高水位線；所以這一切問題的存在，都在呼喚一種簡單經(jīng)濟(jì)的高塔水位控制系統(tǒng)的誕生 。 我們學(xué)習(xí)了《單片機(jī)》、《模擬電子技術(shù)》、《數(shù)字電子技術(shù)》、《電路》等知識，為我們此次設(shè)計打下了良好的基礎(chǔ)。 相信本次的設(shè)計一定能夠給老百姓的生活帶來方便，也一定會具有廣闊的市場前景，一定能夠使我們電子設(shè)計能力得到很好的鍛煉，使我們的理論和現(xiàn)實(shí)生活聯(lián)系起來！ 5 高塔水位控制系統(tǒng)設(shè)計與研究 隨著社會的進(jìn)步，人類生活水平的不斷提高，現(xiàn)在許多家庭都要求能夠進(jìn)行家庭用水自動供水，基于調(diào)查我們決定設(shè)計一款簡單實(shí)用，經(jīng)濟(jì)的高塔水位控制系統(tǒng)。低水位時 送給單片機(jī)一個高電平，驅(qū)動水泵加水，紅燈亮；正常范圍的水位時，水泵加水，綠燈亮；高水位時，水泵不加水，黃燈亮。 方案設(shè)計 方案一：本方案采用 555 電路進(jìn)行控制，即當(dāng)水位探測傳感器探測到低水位時送一個低于 1/3VCC 的低電平給 NE555 芯片 ,555 的輸出即為高電平驅(qū)動水泵加水 。當(dāng)水位居于高水位時 ,給 NE555 電路一個高電平 ,這時 NE555 輸出電平翻轉(zhuǎn)為低電平 ,不能驅(qū)動水泵 ,水泵停止加水 。當(dāng)水位在正常范圍內(nèi)時 ,水泵加水 ,綠燈亮 ,。 圖 方案二方框圖 方案論證 第一種方案設(shè)計使用起來比較方便也簡單 ,不用編程等軟件方面的設(shè)計，但是沒 有穩(wěn)壓電路 ,使輸入 NE555 芯片的電平十分不穩(wěn)定 ,容易發(fā)生誤判水位引起混亂的情況 ,且NE555 電路只有一個輸出端 ,不能接顯示系統(tǒng) ,所以不能完成顯示功能 。此系統(tǒng)使用過程中采用穩(wěn)壓電路能夠準(zhǔn)確地把輸入的電平送給單片機(jī)不會產(chǎn)生誤判的情況 ,由于 80C52 單片機(jī)有四端口 32 引腳能夠非常方便地設(shè)計顯示系統(tǒng)。 單片機(jī) 80C52 電源電路 水位檢測傳感器 水泵加水系統(tǒng) 水塔模型水箱 顯示系統(tǒng) 穩(wěn)壓電路 7 系統(tǒng)組成 本系統(tǒng)由電源電路、水位探測傳感電路、穩(wěn)壓電路、單片機(jī)系統(tǒng)、 光報警 顯示 電路、繼電器控制 水泵加水 電路 、以及高塔模型 組成 。 U3G D O U H EC32 0u FX11 2M H ZC22 2p FC12 2p FS W P BR11K+ 5VQ22 N 9 30Q12 N 9 30D5D5R42KR61 00 KR51 00+ 5VQ52 N 9 30Q42 N 9 30D6D6R 112KR 131 00 KR 121 00+ 5VR21KR31KR91K+ 5VD7R 101 0KR72K+ 5VQ3N P NR82KV1V S I NC41 00 0u FC50 .1 u FC60 .1 u FC70 .1 u FG N D1 2V5VV i n1GND3V ou t2U27 80 5V i n1GND3V ou t2U17 81 2123J1C O N 3E A / V P31X119X218R E S E T9( R D ) P 3 .717( W R ) P 3. 616( I N T 0) P 3. 212( I N T 1) P 3. 313( T 0) P 3 .414( T 1) P 3 .515( T 2) P 1 .01( T 2 E X ) P 1 .12P 1. 23P 1. 3