水塔水位控制課程設計

1、<p><b>　　機械與車輛學院</b></p><p><b>　　《單片機課程設計》</b></p><p><b>　　實習報告</b></p><p>　?。?011-2012學年第一學期）</p><p>　　設計題目：水塔水位控制</p>

2、<p><b>　　姓 名： </b></p><p><b>　　學 號： </b></p><p><b>　　班 級： </b></p><p><b>　　指導老師： </b></p><p>　　設計時間：2011

3、年11月28日—2011年12月16日</p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　一、課程設計的目的………………………………………………</p><p>　　二、課程設計用的儀器和器件……………………………………………</p><p>　　三、課程設計的具體內(nèi)容…………………………………………………&

4、lt;/p><p>　　1、總體報告 …………………………………………………………………</p><p>　　2、硬件設計 …………………………………………………………………</p><p>　　3、軟件流程和程序…………………………………………………………</p><p>　　4、調(diào)試結果…………………………………………………………………<

5、;/p><p>　　四、課程設計的體會和發(fā)生的問題……………………………………</p><p>　　五、參考文獻…………………………………………………………………</p><p><b>　　一、課程設計的目的</b></p><p>　　單片機原理及接口技術課程設計是《單片機原理及接口技術》課程與實驗結束后的一門綜合性實踐

6、課。課程設計所選題目《水塔水位控制》緊密結合所學的主要內(nèi)容，加深鞏固所學知識，同時對所學內(nèi)容進行擴展，有一定的深度和廣度，能充分發(fā)揮學生的能動性和想象力。通過電路設計、安裝、調(diào)試等一系列環(huán)節(jié)的實施，提高學生的計算機控制應用系統(tǒng)的設計能力。</p><p>　　二、課程設計用的儀器和器件</p><p>　　1、塑料桶 一個(Φ25-30cm)</p><p>　　2

7、、塑料尺30cm 一個</p><p><b>　　3、微型水泵 一個</b></p><p>　　4、塑料管 2米 </p><p>　　5、光電耦合器4N25 一個</p><p>　　6、12V微型繼電器(TWTMP-53) 一個 </p><p>　　7、電路板（6*4cm）一塊

8、</p><p>　　8、薄銅片2cm*10cm *0.5mm 一塊</p><p>　　9、其它：導線2米、二極管一個、PNP三極管一個、4.7K電阻 2個、300Ω電阻2個，12針排針 1片。</p><p>　　10、電烙鐵、焊錫、鉗子、剪刀若干（各組共用）。</p><p>　　三、課程設計的具體內(nèi)容</p><

9、p><b>　　1、總體報告 </b></p><p>　　水塔水位控制原理圖見圖，兩條虛線表示正常工作情況下水位升降的上下限，在正常供水時，水位應控制在兩條虛線代表的水位之間。</p><p>　　B測量水位下限，C測量水位上限，A接+5V，B、C接單片機P1.0,P1.1并經(jīng)電阻R接地。</p><p>　　（1）在水塔無水或水位低于

10、下限水位時，B、C為斷開，B、C兩點電位為零(低電平“0” )，需要水泵供水，單片機輸出信號，控制電機工作供水。</p><p>　?。?）水位上升到B點，B接通，B點電位變?yōu)楦唠娖健?”，C開關仍斷開，C點仍為低電平，應維持現(xiàn)狀水泵繼續(xù)供水。</p><p>　　（3）當水位上升到C點時，C接通。這時B、C均接通，B、C兩點都為高電平，表示水塔水位已滿，需水泵停止供水，單片機輸出信號，控

11、制電機斷電停止供水。</p><p>　?。?）由于供水使水塔水位開始下降，水位在降到B點之前，B點電位為高、C點電位為低，應維持供水狀態(tài)不變。</p><p>　　（5）當水位降到下限B點以下，B、C兩點電平都為低時，單片機輸出控制，回到（1）狀態(tài)，使電機啟動水泵供水。</p><p>　?。?）供水系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，自動報警。</p><p&g

12、t;<b>　　2、硬件設計</b></p><p>　?。?）用80C51設計一個單片機最小控制系統(tǒng)。其中P1.0接水位下限傳感器，P1.1接水位上限傳感器，P1.2輸出經(jīng)反相器后接光電耦合器，通過繼電器控制水泵工作，P1.3輸出經(jīng)反相器后接LED，當出現(xiàn)故障時LED閃爍；P1.4輸出經(jīng)反相器后接蜂鳴器，當出現(xiàn)故障時報警。</p><p>　?。?）用塑料尺、導線等

13、設計一個水塔水位傳感器。其中A電級置于水位10CM處，接5V電源的正極，B級置于水位15CM處，經(jīng)4.7K下拉電阻接單片機的P1.0口，C電級置于水位的20CM處，經(jīng)4.7K下拉電阻接單片機的P1.1口。</p><p>　?。?）設計一個單片機至水泵的控制電路。要求單片機與水泵之間用反相器、光電耦合器和繼電器控制，計算出LED限流電阻，接好繼電器的續(xù)流二極管。</p><p>　　Pro

14、tel硬件原理圖</p><p><b>　　3、軟件流程和程序</b></p><p>　?。?）根據(jù)功能要求畫出控制程序流程圖。</p><p>　　（2）根據(jù)控制程序流程圖編寫80C51匯編語言或C51程序。</p><p>　　#include<reg51.h>//包含頭文件</p>&

15、lt;p>　　sbit P1_0=P1^0;//定義各端口位置</p><p>　　sbit P1_1=P1^1;</p><p>　　sbit P1_2=P1^2;</p><p>　　sbit P3_2=P3^2;</p><p>　　sbit P3_3=P3^3;</p><p>　　void delay1

16、s();//定義延時1秒函數(shù)程序</p><p>　　void delay1s()//編譯延時1秒函數(shù)程序</p><p><b>　　{</b></p><p>　　unsigned char i;</p><p>　　for(i=0;i<0x14;i++)</p><p><b&g

17、t;　　{</b></p><p><b>　　TH1=0x3c;</b></p><p><b>　　TL1=0xb0;</b></p><p><b>　　TR1=1;</b></p><p>　　while(!TF1);</p><p>

18、;<b>　　TF1=0;</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　void main()//主程序</p><p><b>　　{</b></p><p><

19、;b>　　while(1)</b></p><p><b>　　{</b></p><p>　　if (P1_0==0)</p><p><b>　　{ </b></p><p>　　if (P1_1==0)</p><p><b>　　{<

20、/b></p><p><b>　　P1_2=0;</b></p><p><b>　　P3_2=0;</b></p><p><b>　　P3_3=0;</b></p><p>　　delay1s();//調(diào)用延時1秒函數(shù)</p><p><

21、;b>　　}</b></p><p><b>　　else </b></p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　P1_2=1;</b></p><p><b>　　P3_2=0;</b></p>&

22、lt;p><b>　　P3_3=0;</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　delay1s();//調(diào)用延時1秒函數(shù)</p><p><b>　　}</b></p>

23、<p>　　if (P1_1==1)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　P1_2=1;</b></p><p><b>　　P3_2=0;</b></p><p><b>　　P3_3=0;</b></p&

24、gt;<p><b>　　}</b></p><p><b>　　else</b></p><p>　　delay1s();//調(diào)用延時1秒函數(shù)</p><p>　　if ((P1_0==0)&&(P1_1==1))//警報情況</p><p><b>　　{

25、</b></p><p>　　P3_2=1;//警報LED燈亮</p><p>　　P3_3=1;//蜂鳴器響起</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　4、調(diào)試結果</b></p><p>　　1、首先在Kerl-uVision上單步

26、調(diào)試，觀察累加器寄存器存儲器的運行之間能夠正常運作（能夠進行電機的啟動，運作，停止等操作）。</p><p>　　2、然后將程序下載到仿真儀上，進行模擬仿真，檢查程序工作是正常（P1.0端口和P1.1端口能控制P1.2端口）</p><p>　　3、最后將模擬水塔、傳感器、控制電路和水泵聯(lián)成一個完整的系統(tǒng)，進行整機調(diào)試，觀察系統(tǒng)工作，電機無法正常工作，電機能運作，但不受控制，組員的的其他電

27、板也沒法使系統(tǒng)正常運作，我們拿電表測試，找尋電板是否是焊接的問題，最終我們認為是電路板設計。</p><p>　　四、課程設計的體會和發(fā)生的問題</p><p>　　通過這次實習，我初步的了解基本的單片機原理及接口技術課程設計相關知識，首先在焊接時，我學習到基礎的焊接技術，雖然是很基本的一門技術，但里面有很大的學問，我們焊接是要注意的事項很多，首先焊接是一定要注意人身安全，在焊接繼電器和光

28、耦那一部分尤為注意，一不小心就會出現(xiàn)問題，使整個系統(tǒng)不能正常運作，所以焊接后要用電表測試一下各部件是否焊好，電路是否導通，還有千萬要留意電線不能裸露，否則會很危險。如果電線整體外露，會使系統(tǒng)處在一個很不穩(wěn)定的狀態(tài)。繪制電路圖，電路仿真那幾方面沒多大問題，能夠達到預期效果。按照程序編寫框架編寫程序也正常，調(diào)試的結果也可以，P1.0端口和P1.1端口能控制P1.2端口，但當接入自己的電路板時電機不太能正常工作，后來再用老師的電路板測試，電機

29、能正常運作且受控制，這說明了自己編寫程序是沒問題的，出錯的是自己焊接的電路板，初步推測是電路中電阻過大，然后在三極管后并聯(lián)一個電阻以減少電路中整體電阻，但情況并沒有多大的改善，最后在老師的提示和參考，調(diào)整了電路板中器件位置，把三極管接到光耦后面，目的是減少整體電路的電阻，以達到驅(qū)動電動機的效果，經(jīng)這樣調(diào)整后電動機能夠運行起來，但不太</p><p><b>　　參考文獻</b></p&