基于at89c51單片機(jī)水位控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)畢業(yè)論文-在線瀏覽
2024-08-07 17:23本頁面
【正文】 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)過程的實(shí)時(shí)性、安全性。綜合以上的種種優(yōu)點(diǎn)可以預(yù)見采用計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)是行業(yè)的大勢所趨。單片機(jī)自問世以來，性能不斷提高和完善，體積小、速度快、功耗低的特點(diǎn)使它的應(yīng)用領(lǐng)域日益廣泛。： 目前，水箱控制系統(tǒng)已不僅僅局限于大型的電廠、煤炭、鋼鐵等大型企業(yè)領(lǐng)域，它以自身的自動(dòng)化控制系統(tǒng)的安全優(yōu)勢，已經(jīng)慢慢深入到一些民用水箱產(chǎn)品。比如把一臺(tái)純手工家用水箱設(shè)計(jì)成自動(dòng)化控制的水箱，從硬件的設(shè)計(jì)和鋪設(shè)，對于民用化產(chǎn)品實(shí)施的性價(jià)比較高。但是，從長遠(yuǎn)來看，隨著自動(dòng)化技術(shù)的改進(jìn)和硬件成本的降低，以及人們對資源浪費(fèi)的重視。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。隨著我國單片機(jī)開發(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。我國在新型測控裝置與系統(tǒng)研究、制造、應(yīng)用和經(jīng)驗(yàn)上，與其他發(fā)達(dá)國家相比還存在差距，但是我國研究人員已經(jīng)克服很多困難，并在不斷摸索中前進(jìn)，有望在相關(guān)領(lǐng)域趕上甚至超越發(fā)達(dá)國家的技術(shù)水平，這是發(fā)展趨勢。 水箱水位控制系統(tǒng)研究發(fā)展方向：以前沒有單片機(jī)時(shí)，這些東西也能做，但是只能使用復(fù)雜的模擬電路，然而這樣做出來的產(chǎn)品不僅體積大，而且成本高，并且由于長期使用，元器件不斷老化，控制的精度自然也會(huì)達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)。這樣產(chǎn)品的體積變小了，成本也降低了，長期使用也不會(huì)擔(dān)心精度達(dá)不到了。人來接受它、使用它。特別是沿海地區(qū)的玩具廠等生產(chǎn)產(chǎn)品多數(shù)用到單片機(jī)，并不斷地輻射向內(nèi)地。 一 引 言（一）設(shè)計(jì)目的在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，常常需要測量液體液位。低溫液體（液氧、液氮、液氬、液化天然氣及液體二氧化碳等）得到廣泛的應(yīng)用，作為貯存低溫液體的容器要保證能承受其載荷；在發(fā)電廠、煉鋼廠中，保持正常的鍋爐汽包水位、除氧器水位、汽輪機(jī)凝氣器水位、高、低壓加熱器水位等，是設(shè)備安全運(yùn)行的保證，因此一個(gè)安全合適的水位系統(tǒng)是很必要的。具體要求如下：設(shè)計(jì)單片機(jī)工作系統(tǒng)電路。利用Proteus進(jìn)行仿真。在正常情況下．水位應(yīng)控制在虛線范圍之內(nèi)。用以反映水位變化的情況。水塔由電機(jī)帶動(dòng)水泵供水。使B、C棒均與+5 V連通。B棒和A棒導(dǎo)通．而C棒不能與A棒導(dǎo)通，B端為“1”狀態(tài)。此時(shí)電機(jī)帶動(dòng)水泵給水塔注水，使水位上升，或是電機(jī)不工作，水位不斷下降，都應(yīng)繼續(xù)維持原有工作狀態(tài)；當(dāng)水位處于下限位置以下時(shí)，B、C棒均不能與A棒導(dǎo)通，B、C均為“0”狀態(tài)。圖1 水位控制原理（二）總體設(shè)計(jì)方案系統(tǒng)的原理是采用8個(gè)按鈕進(jìn)行水位檢測，在現(xiàn)場的3個(gè)不同的位置，由下至上測量水體的液位值。當(dāng)水位過低（在1水位）時(shí)燈就會(huì)變亮，當(dāng)水位較高（在7水位時(shí)）等也會(huì)變亮，用來讓用戶察覺。由下圖可觀察到水位由鍵盤控制輸入以后，通過AT89C51單片機(jī)的運(yùn)算控制，在通過LED進(jìn)行顯示,通過報(bào)警裝置進(jìn)行報(bào)警,報(bào)警顯示之后再通過對閥門的開啟實(shí)現(xiàn)對水體的液位進(jìn)行調(diào)節(jié)控制,閥門的驅(qū)動(dòng)設(shè)備是電動(dòng)機(jī)。圖2 水位控制系統(tǒng)分析（二）主芯片AT89C51本系統(tǒng)采用AT89C51作為主要芯片，AT89C51是一種帶4K字節(jié)FLASH存儲(chǔ)器的低電壓、高性能CMOS 8位微處理器，俗稱單片機(jī)。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲(chǔ)器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS51指令集和輸出管腳相兼容。AT89C51單片機(jī)為很多嵌入式系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價(jià)廉的方案。本設(shè)計(jì)中采用了單片機(jī)AT89C51的P0、PP3口，分別完成了顯示和控制以及報(bào)警功能的實(shí)現(xiàn)。圖3 AT89C51引腳圖（三） 光報(bào)警及顯示電路 圖4所示為系統(tǒng)的光報(bào)警及顯示電路，三段LED數(shù)碼管于單片機(jī)的P0P7口相連，同時(shí)排阻的把根線也連在單片機(jī)的P0口上，作為上拉電阻。本系統(tǒng)采用的是獨(dú)立式鍵盤結(jié)構(gòu)，每個(gè)按鍵單獨(dú)占用一根I/O口線，每個(gè)按鍵的工作不會(huì)影響其它I/O口線的狀態(tài)。圖5 鍵盤連接電路（五） 復(fù)位電路系統(tǒng)的復(fù)位電路如圖6所示。然而要注意的是，如果保密位LB1被編程，復(fù)位時(shí)在內(nèi)部會(huì)鎖存EA端的狀態(tài)。其復(fù)位電路部分用來對系統(tǒng)進(jìn)行復(fù)位操作，末端與單片機(jī)的復(fù)位相連，按下復(fù)位鍵，當(dāng)振蕩器運(yùn)行時(shí)，在該引腳上出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期的高電平將使單片機(jī)復(fù)位。晶振電路的作用是為本系統(tǒng)提供基本的時(shí)鐘信號。有些通訊系統(tǒng)的基頻和射頻使用不同的晶振，而通過電子調(diào)整頻率的方法保持同步。如果不同子系統(tǒng)需要不同頻率的時(shí)鐘信號，可以用與同一個(gè)晶振相連的不同鎖相環(huán)來提供。由上至下的第一個(gè)位置為水位上限報(bào)警線，即當(dāng)水位高于此位置時(shí)，開水閥控制系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)報(bào)警，提醒工作
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