【正文】 中的兩電極是否導(dǎo)通 來(lái)判斷井中是否缺水，當(dāng)井中水位過(guò)低、 不足以淹沒(méi)兩檢測(cè)電極，則 一個(gè)低電平輸入信號(hào)，單片機(jī)可判知井中缺水，并作出相應(yīng)的動(dòng)作指令，如缺水報(bào)警、水泵停機(jī)等 緊急動(dòng)作。 圖 5 單片機(jī)與繼電器接口電路原理圖 山西綜合職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 8 說(shuō)明： J，是為了判斷接觸器是否吸合， 從而判知水泵是否得電， 以此來(lái)檢測(cè)配合完成單片機(jī)內(nèi)部程序的運(yùn)行。當(dāng) 輸出 端輸出低電平時(shí)，經(jīng)與非門電路， A點(diǎn)輸出高電平，經(jīng)光耦器件使 V截止， J釋放。 +5V電源為單片機(jī)電源， +24V電源為開(kāi)關(guān)量輸出電源，兩個(gè)電源是隔離的。由于實(shí)際條件較為有限，在此暫時(shí)由電位器來(lái)代替模擬液壓傳感器傳回的電壓信號(hào)量。 A／ D轉(zhuǎn)換電路在控制器中起主導(dǎo)作用，用它 來(lái) 將 液壓 傳感器輸出的模擬電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成單片機(jī)能處理的數(shù)字量。 在使用時(shí)可選擇中斷、查詢和延時(shí)等待 3種方式編制 A／ D轉(zhuǎn)換程序。CS與 WR同時(shí)有效時(shí)啟動(dòng) A/D轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換結(jié)束產(chǎn)生 INTR 信號(hào)（低電平有效），可供查詢或者中斷信號(hào)。ADC0804 轉(zhuǎn)換時(shí)序是：當(dāng) CS＝ 0 許可進(jìn)行 A/D 轉(zhuǎn)換。 圖 3 74HC573 管腳圖 ADC0804 簡(jiǎn)介 ADC0804是 8位全 MOS中速 A/D 轉(zhuǎn)換器， 它是逐次逼近式 A/D 轉(zhuǎn)換器，片內(nèi)有三態(tài)數(shù)據(jù)輸出鎖存器，可以和單片機(jī)直接接口。 圖 2 STC89C52RC單片機(jī)管腳圖 鎖存器 （ 74HC573） 簡(jiǎn)介 鎖存器， 顧名思義，就是把輸入端的數(shù)據(jù)鎖存（或送 出 ）到輸出端，如下圖所示 ，第 11角（鎖存端）為高電平的時(shí)候，右邊 D0D7的輸入與左邊 Q0Q7 的輸出是直通的，就是說(shuō)，輸入端是什么電平，輸出端就是什么電平，可以把它當(dāng)作不存在。 其中 在這里我們把 P0口連接 LCD1602液晶顯示屏 ； P1口用于 A／ D轉(zhuǎn)換； P2口用于控制電磁閥 、 蜂鳴報(bào)警和鍵盤輸入 ； P3口 用于讀寫控制和中斷等。 STC公司的單片機(jī)內(nèi)部資源比起 來(lái)ATMEL公司的單片機(jī) 要豐富的多，它內(nèi)部有 1280 字節(jié)的 SRAM、 864K 字節(jié)的內(nèi)部程序存儲(chǔ)器、 28K字節(jié)的 ISP引導(dǎo)碼、 除 P0P3 口外還多 出了 P4口 (PLCC 封裝 )、片內(nèi)自帶 8路 8位 AD(AD 系列 )，片內(nèi)自帶 EEPROM、 單 片機(jī) 內(nèi) 自帶看門狗、雙數(shù)據(jù)指針等。 STC89C52 單片機(jī) 簡(jiǎn)介 單片機(jī)采用 的是由 STC公司生產(chǎn)的雙列 40腳 STC89C52RC芯片。該系統(tǒng)控制器 的最大特點(diǎn)是 可 直觀地顯示水位 占水塔容積的百分量 ， 并 可任意控制水位 上下限 高度。工作過(guò)程如下： 水塔 液位發(fā)生變化時(shí)，引起 水塔中液壓傳感器的輸出電壓 值 變化， 即把 壓力 變化量轉(zhuǎn)化成電壓信號(hào)；該信號(hào)經(jīng)過(guò)運(yùn)算放大電路放大后變成幅度為 0～ 5 V 標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，送入 A／ D 轉(zhuǎn)換器， A／ D 轉(zhuǎn)換器把模擬信號(hào) 量 變成數(shù)字信號(hào)量， 再 由單片 機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集，并進(jìn)行處理，根據(jù)設(shè)定要求控制輸出，同時(shí)由 液晶屏 顯示液位高度。 在功能上，本設(shè)計(jì)還預(yù)留了兩個(gè)調(diào)參按鍵，通過(guò)這兩個(gè)按鍵可以自由設(shè)定水塔內(nèi)水位的上下限值，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)人工可控功能。檢測(cè)值若高于上限設(shè)定值時(shí)，要求報(bào)警， 同時(shí) 斷開(kāi)繼電器， 使 水泵停止上水；檢測(cè)值若低于 下限設(shè)定值，要求報(bào)警， 同時(shí) 開(kāi)啟繼電器，控制水泵開(kāi)始上水。最終形成的方案是，利用單片機(jī)為控制核心，設(shè)計(jì)一個(gè)對(duì)水 塔 水位 能 進(jìn)行 自動(dòng) 監(jiān)控的 工控 系統(tǒng)。這種控制方式是通過(guò)安裝在水 塔 出口管道上的壓力傳感器 來(lái) 把出口 水 壓 變成標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)電信號(hào)的模擬信號(hào)， 再 經(jīng)過(guò)前置放大、 A／ D轉(zhuǎn)換模塊 變換成數(shù)字信號(hào)傳送到單片機(jī) 中 ， 而后 經(jīng)單片機(jī)運(yùn)算和給定參量的比較，進(jìn)行 PID運(yùn)算，得出調(diào)節(jié)參量； 最后 經(jīng)由 D／ A變換給調(diào)壓 、 變頻調(diào)速裝置輸 入給定端，控制其輸出電壓變化，來(lái)調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速，以達(dá)到控制水箱液位的目的。存在問(wèn)題是精度不高，不能進(jìn)行數(shù)值顯示，另外很容易引起誤動(dòng)作，且只能單獨(dú)控制，與計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信較難實(shí)現(xiàn)。兩種方式的 實(shí)現(xiàn) 簡(jiǎn)介 如下： (1)簡(jiǎn)單的機(jī)械式控制方式。 為 此，這里給出以 STC公司的 STC89C52RC單片機(jī)為核心器件 、以壓力傳感器為檢測(cè)原件、通過(guò) ADC0804芯片 為信號(hào)轉(zhuǎn)換原件 的水塔 水位檢測(cè)控制系統(tǒng)仿真設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)水位的 自動(dòng) 檢測(cè)控制、電機(jī)故障檢測(cè) 和報(bào)警等功能， 通過(guò) 在 51單片機(jī) 實(shí)驗(yàn) 開(kāi)發(fā)板 上 實(shí)際 仿真 ， 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明 ：該系統(tǒng)具有良好的檢測(cè) 和 控制功能， 實(shí)用性很 強(qiáng)。實(shí)際供水過(guò)程中要確保水位在允許的范圍內(nèi)浮動(dòng)，應(yīng)采用 水壓監(jiān)測(cè)來(lái) 控制水位。 關(guān)鍵詞： MCS51 單片機(jī) 液壓傳感器 AD 轉(zhuǎn)換 水塔水位 檢控 山西綜合職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 2 目 錄 引言 ................................................................... 3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案比較 及論證 .............................................. 3 系統(tǒng) 原理框圖 ........................................................ 4 工作原理 ............................................................ 4 硬件設(shè)計(jì) ............................................................ 4 STC89C52RC 單片機(jī) 簡(jiǎn)介 ................................................................................... 4 鎖存器 (74HC573)簡(jiǎn)介 ...................................................................................... 5 ADC0804簡(jiǎn)介 ..................................................................................................... 6 單片機(jī)與繼電器及蜂鳴器 的 接口電路 ............................................................ 7 井中缺水信號(hào)檢測(cè) 電路 ..................................................................................... 8 壓力傳感器 介紹 ................................................................................................ 9 LCD1602 液晶顯示屏接線圖及其引腳功能圖 .............................................. 10 開(kāi)關(guān)電源部分 ................................................................................................... 10 軟件設(shè)計(jì) ........................................................... 12 程序流程圖 ....................................................................................................... 12 程序 流程圖解析 ............................................................................................... 13 實(shí)驗(yàn)仿真結(jié)果 ....................................................... 13 結(jié)束語(yǔ) ............................................................. 13 致謝 .................................................................. 14 附 錄 ................................................................ 15 附錄 1 PCB原理圖 .................................................................................................. 15 附錄 2 C程序 .......................................................................................................................... 16 參考文獻(xiàn) .............................................................. 26 山西綜合職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 3 基于 51 單片機(jī)控制的水塔自動(dòng)供水系統(tǒng) 山西綜合職業(yè)技術(shù)學(xué)院 李月鵬 引言 水塔供水的主要問(wèn)題是塔內(nèi)水位應(yīng)始終保持在一定范圍，避免 “ 空塔 ” 、 “ 溢塔 ” 現(xiàn)象發(fā)生。 為了加深對(duì)單片機(jī) 智能型控制器的了解，經(jīng)過(guò) 綜合分析 ，本次設(shè)計(jì) 最終選取了由51 單片 機(jī) 控制的智能型液位控制器作為研究項(xiàng)目， 本文對(duì)單片機(jī)水塔水位控制系統(tǒng)進(jìn)行 了整體 設(shè)計(jì)，完成 了 單片機(jī)水塔水位控制系統(tǒng)硬件接線圖和流程圖以及單片機(jī) 內(nèi)部 控制程序設(shè)計(jì)，并完成了開(kāi)發(fā)板模擬仿真過(guò)程 。 現(xiàn)在， 單片機(jī)的使用領(lǐng)域已十分廣泛，如智能儀表、實(shí)時(shí)工控、導(dǎo)航系統(tǒng)、家用電器等。雖然單片機(jī)只有一個(gè)芯片，但無(wú)論從組成還是從功能上看，它已具備了計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的屬性，是一個(gè)簡(jiǎn)單的微型計(jì)算機(jī)。 畢 業(yè) (設(shè) 計(jì) ) 論 文 題目 ： 基于 51 單片機(jī)控制的水塔 自動(dòng)供水系統(tǒng) 系 部： 電氣工程與自動(dòng)化系 專業(yè)： 自動(dòng)化技術(shù) 班級(jí) ： 電氣 A0701 班 姓名： 李月鵬 指導(dǎo)教師： 陳毅朋 、張慧 明 山 西 綜 合 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 山西綜合職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 1 摘 要 微型計(jì)算機(jī) SCMC，簡(jiǎn)稱單片機(jī)，又稱單片微控制器 ,它不是完成某一個(gè)邏輯功能的芯片 ,而是把一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)集成到一個(gè)芯片上。這種計(jì)算機(jī)的最小系統(tǒng)只用了一片集成電路，可進(jìn)行簡(jiǎn)單運(yùn)算和控制。 單片機(jī)以其體積小、功能全、價(jià)格優(yōu)等種種優(yōu)勢(shì)充斥著整個(gè)市場(chǎng)。 單片機(jī)開(kāi)發(fā)出的各種產(chǎn)品遍布于我們?nèi)粘Ｉ?中的每個(gè)角落。 通過(guò)此次設(shè)計(jì)過(guò)程，自己 在 分析問(wèn)題、解決問(wèn)題 方面 的能力得到了很大 程度 的提高 。目前，控制水塔水位方法較多，其中較為常用的是由單片機(jī)控制實(shí)現(xiàn)自動(dòng)運(yùn)行，使水塔內(nèi)水位保持恒定，以保證連續(xù)正 常地供水。首先通過(guò) 壓力傳感器 實(shí)時(shí)檢測(cè) 水 壓，測(cè)量水位變化， 再變送成電壓信號(hào)傳回單片機(jī)，由單片機(jī)執(zhí)行內(nèi)部控制程序指令， 從而控制 水 泵 電動(dòng)機(jī)，保證水位 在 正常 范圍內(nèi)變化 。 1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案比較 及論證 對(duì)于液位進(jìn)行控制的方式有很多，而應(yīng)用較多的主要有 2種，一種是 通過(guò) 簡(jiǎn)單的機(jī)械 控制裝置 來(lái)實(shí)現(xiàn) ， 而另 一種是 由 復(fù)雜的控制器 來(lái) 控制 。其常用形式有浮標(biāo)式、電極式等，這種控制形式的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉。 (2)復(fù)雜控制器控制方式。 針對(duì)上述 2種控制方式，以及設(shè)計(jì)需達(dá)到的性能要求，這里選 取 第二種控制方式，同時(shí)考慮到成本 問(wèn)題 需要把 PID控制去掉。