【正文】 ................................................ 9 結(jié)論 ...................................................................... 11 參考文獻(xiàn) .................................................................. 11 附錄 ...................................................................... 13 致 謝 ..................................................................... 16 滁州學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 基于單片機(jī)的水箱液位控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 摘 要 ： 大型水箱是很多公司生產(chǎn)過(guò)程中必不可少的部件 。 它的性能的好壞，工作質(zhì)量的優(yōu)良與否對(duì)生產(chǎn)有 著巨大的影響，尤其關(guān)系著生產(chǎn)的安全。 本系統(tǒng)以 8051單片機(jī)為核心控制水箱的水位。 然后由單片機(jī)對(duì)檢測(cè)信號(hào)與給定值進(jìn)行比較和運(yùn)算，得到輸出控制信號(hào)。通過(guò) 水泵直接調(diào)節(jié)水箱的液位，直到達(dá)到設(shè)定水位。 Level 。隨著國(guó)家工業(yè)的迅速發(fā)展，水位控制技術(shù)被廣泛應(yīng)用到石油、化工、醫(yī)藥、食品等各行各業(yè)中。 大型水箱是很多公司生產(chǎn)過(guò)程中必不可少的部件，它的性 能和工作質(zhì)量的優(yōu)良不僅僅對(duì)生產(chǎn)有著巨大的影響，而且也關(guān)系著生產(chǎn)的安全。所以，對(duì)水箱控制，如果能夠使用精密的而且完全會(huì)嚴(yán)格按照生產(chǎn)規(guī)定運(yùn)行的自動(dòng)化系統(tǒng)，可以最大限度的避免事故的幾率，同時(shí)也能節(jié)省資源并能有效提高生產(chǎn)效率。而對(duì)水箱水位的監(jiān)控以及自動(dòng)化的引入可以很好的改善補(bǔ)水過(guò)多和及時(shí)補(bǔ)水的情況，可以很好的節(jié)約資源有效的降低成本。 80C51以它功能強(qiáng)大，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，制造廉價(jià)，支持指令集較多。 因此，基于 80C51單片機(jī)的水箱水位控制系統(tǒng)研究有著重要 的意義。液體的水位自動(dòng)控制，是近年來(lái)新開(kāi)發(fā)的一項(xiàng)新技術(shù)，它是微型計(jì)算機(jī)軟件、硬件、自動(dòng)控制等幾項(xiàng)技術(shù)緊密結(jié)合的產(chǎn)物，工程作業(yè)采用的是微機(jī)控制和原有的儀表控制，危機(jī)控制有以下明顯優(yōu)勢(shì)： （ 1）直觀(guān)而集中的顯示運(yùn)行參數(shù)，能顯示水位狀態(tài)。 （ 3）具有水體控制過(guò)程的自動(dòng)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(jì)算機(jī)上能根據(jù)控制效 果及時(shí)修改運(yùn)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(guò)程的實(shí)時(shí)性、安全性。單片機(jī)在一塊芯片上集成了一片微型計(jì)算機(jī)所需的 CPU、存儲(chǔ)器、輸入、輸出等部件。一般工業(yè)控制系統(tǒng)的工作環(huán)境差，干擾強(qiáng)，利用單片機(jī)控制就能克服這些缺點(diǎn)，因此單片機(jī)在控制領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用，使用單滁州學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 片機(jī)控制水箱水位是很好的選擇。但是目前階段，它的成本還很高。因此大規(guī)模的使用仍受到經(jīng)濟(jì)上的限制。水箱控制系統(tǒng)仍然有大規(guī)模推廣的前景。它性能的優(yōu)良與否關(guān)系直接關(guān)系到企業(yè)的生產(chǎn)安全和效益。隨著我國(guó)單片機(jī)開(kāi)發(fā)技術(shù)的逐漸成熟，以及單片機(jī)生產(chǎn)成本的下降，基于單片機(jī)的水箱控制系統(tǒng)應(yīng)用到中小型以及民用產(chǎn)品有著交大的發(fā)展空間 [1]。 基于單片機(jī)的水箱液位 控制系統(tǒng) 設(shè)計(jì) 過(guò)程 執(zhí)行機(jī)構(gòu) 采樣與顯示 H（液位高） 11 系統(tǒng) 設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)圖 由檢測(cè)變送元件輸出的檢測(cè)信號(hào)，進(jìn)入單片機(jī)的模擬量輸入口，然后由單片機(jī)對(duì)檢測(cè)信號(hào)與給定值進(jìn)行比較和運(yùn)算，得到輸出控制信號(hào)。 2 單片機(jī)的水箱液位控制系統(tǒng)的 軟件設(shè)計(jì) 程序概要設(shè)計(jì) 本系統(tǒng)程序開(kāi)發(fā)，使用的語(yǔ)言給匯編語(yǔ)言。當(dāng)水位到達(dá)規(guī)定容量時(shí)，停止泵水。 計(jì)算機(jī) 單片機(jī)控制 交流變頻器 交流電機(jī) 水泵 上水箱 檢測(cè)變送 1 滁州學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 系統(tǒng)程序原理 系統(tǒng)流程框圖 及主程序 主程序要實(shí)現(xiàn)的是，對(duì)數(shù)據(jù)的初始化，并且判斷用戶(hù)是使用自動(dòng)模式還是手動(dòng)模式，根據(jù)用戶(hù)的具體需求：若用戶(hù)選擇自動(dòng)模式，則程序調(diào)用自動(dòng)化子程序；若用戶(hù)選擇手動(dòng)模式，則程序調(diào)用手動(dòng)子程序。自動(dòng)模式子程序首先判斷水位是否高 LG，若水位高于指標(biāo)，則運(yùn)行“水位高報(bào)警”程序，并返回主程序。然后判斷水位是否低于 LDD：若水位沒(méi)有達(dá)到 LDD的指標(biāo)，則試判斷“ M1是 否開(kāi)啟”，若沒(méi)有開(kāi)啟，則開(kāi)啟 M1。若水位達(dá)到水位 LDD的指標(biāo)，則運(yùn)行“水位低低報(bào)警”，然后程序判斷“ M1是否開(kāi)啟”，若“ M1未開(kāi)啟”則運(yùn)行“ M1 開(kāi)啟”程序；若“ M1 開(kāi)啟”則程序判斷“ M2是否開(kāi)啟”，若“ M2未開(kāi)啟”則運(yùn)行“ M2 開(kāi)啟”程序，若“ M2開(kāi)啟”，則運(yùn)行開(kāi)始 初始化 自動(dòng) 轉(zhuǎn)自動(dòng) 轉(zhuǎn)手動(dòng) 滁州學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 “延遲一分鐘”，一分鐘后程序“返回主程序”。 三菱變頻器是利用電力半導(dǎo)體器件的通斷作滁州學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 用將工頻電源變換為另一頻率的電能控制裝置。三菱變頻器的電路一般由整流、中間直流環(huán)節(jié)、逆變和控制 4 個(gè)部分組成。 工作原理： （ 1） 主回路：電抗器的作用是防止三菱變頻器產(chǎn)生的高次諧波通過(guò)電源的輸入回路返回到電網(wǎng)從而影響其他的受電設(shè)備，需要根據(jù)三菱變頻器的容量大小來(lái)決定是否需要加電抗器；濾波器是安裝在三菱變頻器的輸出端，減少三菱變頻器輸出的高次諧波，當(dāng)三菱變頻器到電機(jī)的距離較遠(yuǎn)時(shí)，應(yīng)該安裝濾波器?？梢杂萌庾冾l器本身的過(guò)載保護(hù)代替熱繼電器。 在現(xiàn)代工業(yè)控制系統(tǒng)中，多采用微機(jī)或者 PLC 控制技術(shù)，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)或者改造過(guò)程中，一定要注意三菱變頻器對(duì)微機(jī)控制板的干擾問(wèn)題。電機(jī)等強(qiáng)電控制系統(tǒng)的接地線(xiàn)必須通過(guò)接地匯流排可靠接地，微機(jī)控制板的屏蔽地，應(yīng)單獨(dú)接地。 （ 2)給微機(jī)控制板輸入電源加裝 EMI 濾波器、共模電感、高頻磁環(huán)等，可以有效抑制傳導(dǎo)干擾。 （ 3)給三菱變頻器輸入端加裝 EMI 濾波器，可以有效抑制三菱變頻器對(duì)電網(wǎng)的傳導(dǎo)干擾，加裝輸入交流和直流電抗器，可以提高功率因數(shù)，減小諧波污染，綜合效果好。因?yàn)槿庾冾l器一般都有多段速設(shè)定、開(kāi)關(guān)頻率量輸入輸出，可以滿(mǎn)足要求。如果干擾仍舊嚴(yán)重，需要實(shí)現(xiàn) DC/DC 隔離措施。 此模塊的主要作用是控制電機(jī)向水箱中注水，并且根據(jù)設(shè)置的參數(shù)控制電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速使水箱 水溫 達(dá)到預(yù)設(shè)的目標(biāo)。調(diào)節(jié)器主要有模擬調(diào)節(jié)器（含比例 P調(diào)節(jié)、比例積分 PI調(diào)節(jié)、比例微分 PD調(diào)節(jié)、比例積分微分 PID調(diào)節(jié)）、位式調(diào)節(jié)器、智能儀表調(diào)節(jié)器、 PLC 控制器、單片機(jī)控制、計(jì)算機(jī)控制等。 執(zhí)行器模塊主要 是 磁力驅(qū)動(dòng)泵。變送器的零位、增益可調(diào)，并均以標(biāo)準(zhǔn)信號(hào) DC05V輸出。每個(gè)水箱的出水口均經(jīng)過(guò)線(xiàn) 性化處理，上水箱的水通過(guò)閥 6 流到下水箱，在上水箱中安裝了壓力傳感器（ PT、 LT1），用于檢測(cè)壓力、液位的大小。壓阻式傳感器常用于壓力、拉力、壓力差和可以轉(zhuǎn)變?yōu)榱Φ淖兓钠渌锢砹浚ㄈ缫何弧⒓铀俣?、重量、?yīng)變、流量、真空度）的測(cè)量和控制。這種變化隨晶體的取向不同而異，因此硅的壓阻效應(yīng)與晶體的取向有關(guān)。 壓阻式壓力傳感器采用集成工藝將電阻條集成在單晶硅膜片上 ,制成硅壓阻芯片 ,并將此芯片的周邊固定封裝于外殼之內(nèi)，引出電極引線(xiàn)。硅膜片的一面是與被測(cè)壓力連通的高壓 腔，另一面是與大氣連通的低壓腔。在圓形硅膜片 (N型 )定域擴(kuò)散 4條 P雜質(zhì)電阻條 ,并接成全橋，其中兩條位于壓應(yīng)力區(qū)，另兩條處于拉應(yīng)力區(qū)，相對(duì)于膜片中心對(duì)稱(chēng)。 在本設(shè)計(jì)中壓力傳感器主要是檢測(cè)水箱壓力大小，通過(guò)壓力傳感器將壓力轉(zhuǎn)化成液位從而判斷水箱液位的高度 。 圖 32 壓阻式傳感器結(jié)構(gòu)組成 單片機(jī)對(duì)電動(dòng)機(jī)的控制 （ 1） 、Ｃ 8051用于控制電動(dòng)機(jī)時(shí)的輸入輸出端口設(shè)置 在 I／ O 口 Po、 P P2與內(nèi)部資源之間是使用交叉開(kāi)關(guān)進(jìn)行連接的。設(shè)置交叉開(kāi)關(guān)控制寄存器XBRo、 xBRl、 xDR2 的作用是：確定被選擇的資源。 （ 2） 、電動(dòng)機(jī)控制中的模／數(shù)轉(zhuǎn)換在 C805l中的實(shí)現(xiàn) AＤＣ可編程 窗口檢測(cè)器在電動(dòng)機(jī)控制應(yīng)用中非常有用。并在檢測(cè)到越限條件時(shí)通知系統(tǒng)控制器。因此， PwM 波發(fā)生器在直流電動(dòng)機(jī)的控制中是不可缺少的。 c805l單片機(jī)有 PwM功能和捕捉功能。PcA除了有 PwM功能和捕捉功能外，還有比較功能和高速輸出功能。滁州學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 9 然后由單片機(jī)對(duì)檢測(cè)信號(hào)與給定值進(jìn)行比較和運(yùn)算，得到輸出控制信號(hào)。通過(guò)水泵直接調(diào)節(jié)水箱的液位，直到達(dá)到設(shè)定水位。如圖 34所示 圖 34 上位機(jī)參數(shù)設(shè) 置圖 滁州學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 10 （ 3） 、 啟動(dòng)電機(jī)后，電機(jī)向復(fù)合水箱注 水， 通過(guò) 液位變送器 將液位檢測(cè)信號(hào)送至單片機(jī)模塊GK03，再用單片機(jī)模塊輸出的模擬信號(hào)控制交流變頻器，進(jìn)而控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速，從而形成一個(gè)閉環(huán)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)水位自動(dòng)控制。 圖 35 水位上升實(shí)時(shí)監(jiān)控圖 （ 5） 、 當(dāng)水箱內(nèi)的水位達(dá)到預(yù)設(shè)的 4cm 左右后電機(jī)就會(huì)隨著水位的變化通過(guò)單片機(jī)控制電機(jī)動(dòng)作實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)水箱的水位， 在上位機(jī)的監(jiān)控軟件上可以看到 水位 的實(shí)時(shí)變化曲線(xiàn) 如圖 36，由圖中曲線(xiàn)可知水位通過(guò)水位控制系 統(tǒng)的調(diào)節(jié)最后趨于穩(wěn)定的預(yù)設(shè)值。 . 圖 37 實(shí)際結(jié)果圖 結(jié)論 在本 次的畢業(yè)論 文 是基于單片機(jī)的水箱控制系統(tǒng)，主要核心就是 80C51單片機(jī)。不僅加深和回顧了但單片機(jī)等專(zhuān)業(yè)知識(shí)而且積累到單片機(jī)控制技術(shù)在實(shí)際中的經(jīng)驗(yàn)。單片機(jī)控制技術(shù)領(lǐng)域是一個(gè)有著非常潛力和前景的專(zhuān)業(yè)技術(shù)，我相信通過(guò)這次畢業(yè)論文的設(shè)計(jì)，不僅加深和掌握了這一專(zhuān)業(yè)技術(shù)，而且也提高了自己的專(zhuān)業(yè)能力和綜合素質(zhì)，為我的大學(xué)生涯畫(huà)下一個(gè)完整的句號(hào)。 P1 P3 口初始化置 1 MOV P3， FFH JNB ， AVT ； 若手動(dòng)在自動(dòng)位置，跳到自動(dòng)模式子程 序 AJMP MEN ；否則轉(zhuǎn)到手動(dòng)模式子程序 END AUT： NOP（空命令） JNB , LG 。水位高報(bào)警 LD:AJMP MAIN 。 ACALL KEY CJNE A ,FOH,NN 。承蒙老師的親切關(guān)懷和精心指導(dǎo)，雖然有繁忙的工作，但仍抽出大量時(shí)間給予我學(xué)術(shù)上的指導(dǎo)和幫助，從設(shè)計(jì)草案的確定和修改，開(kāi)題報(bào)告，中期檢查，后期詳細(xì)設(shè)計(jì)，每一步都是在老師的幫助下完成的，從這個(gè)過(guò)程中獲益不淺。通過(guò)該次論文設(shè)計(jì)使我掌握了基本的研究方法，樹(shù)立了遠(yuǎn)大的學(xué)術(shù)目標(biāo)。 感謝大學(xué)四年來(lái)所有的老師，為我們打下電子專(zhuān)業(yè)知識(shí)的基礎(chǔ)；同時(shí)還要感謝所有的同學(xué)們，正是因?yàn)橛辛四銈兊闹С趾凸膭?lì)。 在這里請(qǐng)接受我誠(chéng)摯的謝意 內(nèi)部資料 請(qǐng)勿外傳 9JWKf wvGt YM*Jgamp。 QA9wkxFyeQ^! djsXuyUP2kNXpRWXm Aamp。849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE%amp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。MuWFA5uxY7JnD6YWRr Wwc^vR9CpbK!zn%Mz849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE% amp。gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。MuWFA5ux^Gj qv^$UE9wEwZQcUE% amp。gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。MuWFA5uxY7JnD6YWRr Wwc^vR9CpbK! zn%Mz849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE%amp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE%amp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwc^vR9CpbK! zn% Mz849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE%amp。 gTXRm6X4NGpP$vSTTamp。 MuWFA5ux^Gj qv^$UE9wEwZQcUE%amp。 gTXRm6X4NGpP$vSTTamp。 MuWFA5uxY7JnD6YWRr Wwc^vR9CpbK!zn%Mz849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE% amp。gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 6a*CZ7H$dq8Kqqf HVZFedswSyXTyamp。 UE9aQGn8xp$Ramp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。 ksv*3t nGK8!z89Am YWpazadNuKNamp。849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE%amp。 gTXRm6X4NGpP$vSTTamp。 MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwc^vR9CpbK! zn% Mz849Gx^Gjqv^$UE9wEwZQcUE% amp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。MuWFA5ux^Gjqv^$UE9wEwZQcUE% amp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。MuWFA5uxY7JnD6YWRr Wwc^vR9CpbK!zn%Mz849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE%amp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 6a*CZ7H$dq8Kqqf HVZFedswSyXTyamp。 UE9aQGn8xp$Ramp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。 ksv*3t nGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。ksv*3t nGK8!z89Am YWpazadNuKNamp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。 ksv*3t nGK8!z89Am