【正文】 開與關(guān) ， 當(dāng) K5 接通時(shí)，電磁閥 1 運(yùn)轉(zhuǎn) 當(dāng) K6 接通時(shí)，電磁閥 2 運(yùn)轉(zhuǎn) 2． 6 微型水泵 微型水泵 ， 在我魚缸自動(dòng)換水系統(tǒng)中起到抽水以及雜質(zhì)的作用。 在我的魚缸河南農(nóng)業(yè)職業(yè) 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告 11 自動(dòng)換水系統(tǒng)中用到了 5V 繼電器 。 結(jié)構(gòu)如圖 26所示： 圖 26 直動(dòng)式電磁閥結(jié)構(gòu)圖 繼電器 繼電器 在 通俗 意義上來說就是開關(guān)，在條件滿足的情況下關(guān)閉或者開啟。 在我的魚缸自動(dòng)換水的系統(tǒng)中主要采用 常閉型 ，它在 斷電時(shí)呈關(guān)閉狀態(tài)，當(dāng)線圈通電時(shí)產(chǎn)生電磁力，使動(dòng)鐵芯克服彈簧力同靜鐵芯吸合直接開啟閥，介質(zhì)呈通路；當(dāng)線圈斷電時(shí)電磁力消失，動(dòng)鐵芯在彈簧力的作用下復(fù)位，直接關(guān)閉閥口，介質(zhì)不通。 它的各個(gè)腳的含義為： 1―輸入， INPUT ； 2―地， GND ； 3―輸出， OUTPUT TO220。內(nèi)含過流、過熱和過載保 護(hù)電路， 帶散熱片時(shí)，輸出電流可達(dá) 1A。在輪流顯示過程中，每位數(shù)碼管的點(diǎn)亮?xí)r間為 1～ 2ms， 能夠節(jié)省大量的 I/O 端口，而且功耗更低。 結(jié)構(gòu)圖如圖 22 所示： 河南農(nóng)業(yè)職業(yè) 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告 8 圖 22 數(shù)碼管結(jié)構(gòu)示意 數(shù)碼管的驅(qū)動(dòng)方式 數(shù)碼管與單片機(jī)的連接電路如圖 23 所示， 數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示接口是單片機(jī)中應(yīng)用最為廣泛的一種顯示方式之一，動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)是將所有數(shù)碼管的 8 個(gè)顯示筆劃 a,b,c,d,e,f,g,dp的同名端連在一起，另外為每個(gè)數(shù)碼管的公共極 COM 增加位選通控制電路，位選通由各自獨(dú)立的 I/O 線控制，當(dāng)單片機(jī)輸出字形碼時(shí)，所有數(shù)碼管都 接收到相同的字形碼， 每個(gè) 數(shù)碼管顯示出字形 取決于單片機(jī)對(duì)位選通 COM 端電路的控制，所以我們只要將需要顯示的數(shù)碼管的選通控制打開，該位就 會(huì) 顯示出字形，沒有選通的數(shù)碼管就不會(huì)亮。共陽數(shù)碼管在應(yīng)用時(shí)應(yīng)將公共極 COM 接到 +5V，當(dāng)某一字段發(fā)光二極管的陰極為低電平 時(shí)，相應(yīng)字段就點(diǎn)亮。 單片機(jī)硬件資源 的 分配 連接四位共陽極數(shù)碼管 ； P2． 0連接按鍵 K1； P2． 1 連接按鍵 K2； P2． 2 連接按鍵 K3； P2． 3連接按鍵 K4； 七 段 四位 共陽極數(shù)碼管 數(shù)碼管介紹 七段數(shù)碼管 是由 7 個(gè) 發(fā)光二極管單 構(gòu)成 。 XTAL1:振蕩器反相放大器和內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生電路的輸入端。為了執(zhí)行內(nèi)部程序指令， EA應(yīng)該接 VCC。 EA/VPP:訪問外部程序存 儲(chǔ)器控制信號(hào)。 PSEN：表示 外部程序存儲(chǔ)器選通信號(hào) 。否則， ALE 將被微弱拉高。 如果需要，通過將地址為 8EH的 SFR的第 0位置 設(shè)置為 “ 1” 時(shí) ， ALE操作將無效。 在一般情況下， ALE 以晶振六分之一的固定頻率輸出脈沖，可用來作為外部定時(shí)器或時(shí)鐘使用。 ALE/PROG： 地址鎖存控制信號(hào) ALE是訪問外部程序存儲(chǔ)器時(shí)，鎖存低 8 位地址的輸出脈沖。 當(dāng) 看門狗計(jì)時(shí)完成后， RST 腳輸出 96 個(gè)晶振周期的高電平。 引腳的功能如表 21所示： 表 21 P3口的特殊功能 引腳名稱 含義 RXD 串行輸入 TXD 串行輸出 INT0 外部中斷 0 INT0 外部中斷 0 T0 定時(shí)器 0外部輸入 T1 定時(shí)器 1外部輸入 WR 外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通 RD 外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通 RST: 復(fù)位輸入。作為輸入使用時(shí)，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因 ，將輸出電流（ IIL）。 P3 口 ： P3 口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， p2 輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng) 4 個(gè) TTL 邏輯電平。在使用 8位地址（如 MOVX RI）訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)， P2口輸出 P2鎖存器的內(nèi)容。 在訪問外部程序存儲(chǔ)器或用 16位地址讀 取外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（例如執(zhí)行 MOVXDPTR）河南農(nóng)業(yè)職業(yè) 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告 6 時(shí)， P2 口送出高八位地址。對(duì) P2 端口寫“ 1”時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時(shí)可以作為輸入口使用。作為輸入使用時(shí)，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（ IIL）。程序校驗(yàn)時(shí)，需要外部上拉電阻。在這種模式下， P0具有內(nèi)部上拉電阻。對(duì) P0端口寫“ 1”時(shí)，引腳用作高阻抗輸入。 單片機(jī) 的 特點(diǎn) 主要有一下幾點(diǎn) ： 與 MCS51單片機(jī)產(chǎn)品兼容 ； 1000次擦寫周期 ； 全靜態(tài)操作： 0Hz～ 33Hz； 三級(jí)加密程序存儲(chǔ)器 ； 八個(gè)中斷源 ； 低功耗空閑和掉電模式 ； 掉電后中斷可喚醒 ； 掉電標(biāo)識(shí)符 ； 河南農(nóng)業(yè)職業(yè) 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告 5 AT89S52 的芯片管腳圖如圖 21 圖 21 AT89S52芯片管腳圖 各 引腳 的 功能說明 ： VCC： 電源 GND： 接 地 點(diǎn) P0 口： P0口是一個(gè) 8位漏極開路的雙向 I/O口?？臻e模式下， CPU停止工作，允許 RAM、定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。 AT89S52具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能： 8k字節(jié) 可編程 Flash存儲(chǔ)器 ， 256字節(jié) RAM， 32 位 I/O 口線，看門狗定時(shí)器， 2 個(gè)數(shù)據(jù)指針，三個(gè) 16 位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器，一個(gè) 6向量 2級(jí)中斷結(jié)構(gòu)， 全雙工 UART串行通道 ，片 內(nèi)晶振及時(shí)鐘電路。而且 Flash 允許程序存儲(chǔ)器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。 2. 1 控制核心 AT89S52 單片機(jī) 功能特性概述 AT89S52 是一種低功耗、高性能 CMOS8 位微控制器， 在系統(tǒng)可編程 Flash 中擁有8k 容量的 存儲(chǔ)器。水位器是控制水位的高度 ， 進(jìn)水管接在水位器上起到雙重保護(hù) ，以防 水 溢出 魚缸。方法是 用定時(shí)器設(shè)定時(shí)間比如下午 12點(diǎn)排水 23點(diǎn)進(jìn)水 ，這 個(gè)過程 就 是 自動(dòng)循環(huán)的換水。進(jìn)水的多少要看想要換多少水（抽掉的水）這也是用 單片機(jī) 控制電磁閥和抽水馬達(dá)。反之電磁 閥電源關(guān)閉水管斷流。 電磁閥（ 1）和抽水馬達(dá)是把想要換的沉水抽出，換水的多少由單片機(jī)設(shè)定，流量的大小是用微量調(diào)控 運(yùn)行的情況 。 河南農(nóng)業(yè)職業(yè)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告 課題：魚缸自動(dòng)換水系統(tǒng)設(shè)計(jì) 系 部： 電子信息工程 系 專 業(yè)： 電氣自動(dòng)化 班 級(jí)： 071 姓 名： xxx 指導(dǎo)老師： xxx 2021 年 6 月 26 日 河南農(nóng)業(yè)職業(yè) 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告 1 目 錄： 第一章 總體方案設(shè)計(jì) ????????????? ?? ????? 3 第二章 硬件設(shè)計(jì) ??????????????? ???? 4 控制核心 AT89S52 單片機(jī) ???????????????? 4 八段四位共陽極數(shù) 碼管 ???????????????? 7 穩(wěn)壓電路設(shè)計(jì) ???????????????????? 9 電磁閥的結(jié)構(gòu)原理 ?????????????????? 10 熱 繼電器 ?????????????????????? 10 微型水泵 ?????????????????????? 11 水位器的選擇 ???????????????????? 11 第三章 軟件設(shè)計(jì) ?? ???????????????????? 12 換水時(shí)間及換水量選擇 ???????????????? 12 控 制過程 ?????????????????????? 12 程序設(shè)置 ?????????????????????? 14 編程程序 ?????????????????????? 16 第四章 系統(tǒng)安裝與調(diào)試 ??????????????????? 26 軟件調(diào)試 ?????????????????????? 26 系統(tǒng)調(diào)試 ?????????????????????? 26 結(jié)束語 ?????????????????????????? 27 辭謝 ??????????? ???????????????? 27 參考文獻(xiàn) ????????????????????????? 28 附錄 1 ??????????????????????????? 29 附錄 2 ??????????????????????????? 30 河南農(nóng)業(yè)職業(yè) 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告 2 摘 要： 養(yǎng)魚的朋友都知道，水質(zhì)對(duì)魚兒 影響是最嚴(yán)重的，好的水質(zhì)可以使你的魚兒健康生長(zhǎng)， 怎樣才能保證水質(zhì)呢？只有經(jīng)常換水，對(duì)現(xiàn)在上班族來說換水是很麻煩的，占用很長(zhǎng)的時(shí)間，對(duì)魚缸的市場(chǎng)前景考慮，分析自動(dòng)換水魚缸實(shí)現(xiàn)的必要性和可行性，選用合適的單片機(jī)芯片和多種外圍 器件，完成硬件和軟件的整體設(shè)計(jì)，最終實(shí)現(xiàn)了一個(gè)每天按時(shí)定量換水控制系統(tǒng) 關(guān)鍵詞： 自動(dòng)換水系統(tǒng)；定時(shí)控制；實(shí)時(shí)顯示 河南農(nóng)業(yè)職業(yè) 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告 3 第一章 總體方案設(shè)計(jì) 魚缸自動(dòng)換水 系統(tǒng) 的原理圖如圖 11所示： 圖 11 魚缸自動(dòng)換水系統(tǒng)原理圖 原理圖中的 電磁閥（ 2）和水位器主要控制水位起到雙保險(xiǎn)，用單片機(jī)控制更精確。有效防 止 水流出缸外 。 工作過程 為 ： 用 單片機(jī) 控制電磁閥 .電源接通電磁閥就開起，水管就通了。進(jìn)水管直接接在自來水管子上。排水管接在抽水馬達(dá)噴水口只要接通電源水就會(huì)往外排，如果每天 按 排水一 小時(shí) 30 升水 來 計(jì)算 的話， 一個(gè)星期 能 換掉 210 升水（定時(shí)器控制排水電磁閥開起電源一小時(shí)） 。定時(shí)器設(shè)定時(shí)間長(zhǎng)短和調(diào)節(jié)電磁閥上的微調(diào)是控制換水的多少和水的流量。 河南農(nóng)業(yè)職業(yè) 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告 4 第二章 硬件設(shè)計(jì) 本章中，我主要 介紹 組成 自動(dòng)換水魚缸 的硬件 ， 以及 它們之間的聯(lián)系，在這 個(gè) 系統(tǒng)中起到的作用 。 它是 使用 Atmel 公司高密度非易失性存儲(chǔ)器技術(shù)制造，與工業(yè)80C51 產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。在單芯片上，擁有靈巧的 8 位 CPU 和在系統(tǒng)可編程 Flash，使得 AT89S52為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。另外， AT89S52 可降至 0Hz 靜態(tài)邏輯操作，支持 2種軟件可選擇節(jié)電模式。掉電保護(hù)方式下， RAM內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停止， 直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止。作為輸出口，每位 能驅(qū)動(dòng) 8個(gè) TTL邏輯電平。 當(dāng)訪問外部程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)， P0口也被作為低 8位地址 /數(shù)據(jù)復(fù)用。 在 flash編程時(shí)， P0口也用來接收指令字節(jié)；在程序校驗(yàn)時(shí)，輸出指令字節(jié)。 P1 口： P1 口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， p1 輸出緩沖器能驅(qū) ；為輸入口使用。 此外， /計(jì)數(shù)器 2的外部計(jì)數(shù) 輸入（ ）和時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 2的觸發(fā)輸入（ ），含義如下： T2（定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 T2的外部計(jì)數(shù)輸入），時(shí)鐘輸出 T2EX（定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 T2的捕捉 /重載觸發(fā)信號(hào)和方向控制） P2 口 ： P2 口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P2 輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng) 4 個(gè) TTL 邏輯電平。作為輸入使用時(shí)，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（ IIL）。在這種應(yīng)用中， P2 口使用很強(qiáng)的內(nèi)部上拉發(fā)送 1。 在 flash編程和校驗(yàn)時(shí)， P2口也接收高 8位地址字節(jié)和一些控制信號(hào)。對(duì) P3 端口寫“ 1”時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時(shí)可以作為輸入口使用。 P3口亦作為 AT89S52特殊功能（第二功能）使用； 在 flash編程和校驗(yàn)時(shí)， P3口也接收一些控制信號(hào)。晶 振工作時(shí)， RST腳持續(xù) 2 個(gè)機(jī)器周期 時(shí)， 高電平將使單片機(jī)復(fù)位。 另外，在 地址 8EH上的 特殊寄存器 AUXR上的 DISRTO位可以使此功能無效，當(dāng) DISRTO處于 默認(rèn)狀態(tài)下，復(fù)位高電平有效。在 flash編程時(shí)，此引腳（ PROG）也用作編程輸入脈沖。然而，特別強(qiáng)調(diào)，在每次訪問 外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)， ALE脈沖將會(huì)跳過。這一位置 為 “ 0” 時(shí) ， ALE 僅在執(zhí)行 MOVX 或 MOVC指令時(shí)有效。這個(gè) ALE 使能標(biāo)志位（地址為 8EH的 SFR的第 0位）的設(shè)置對(duì)微控制器處于外部執(zhí)行模式下無效。 當(dāng) AT89S52從外部程序存儲(chǔ)器執(zhí)行外部代碼時(shí)， PSEN在每個(gè)機(jī)器周期 中 被激活兩河南農(nóng)業(yè)職業(yè) 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告 7 次，而在訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)， PSEN不被激活。為使能從 0000H 到 FFFFH的外部程序存儲(chǔ)器讀取指令， EA必須接 GND。 在 flash編程期間， EA也接收 12伏 VPP電壓。 XTAL2:振蕩器反相放大器的輸出端。 共陽數(shù)碼管是指將所有發(fā)光