水塔水位控制課程設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　機(jī)械與車輛學(xué)院</b></p><p><b>　　《單片機(jī)課程設(shè)計(jì)》</b></p><p><b>　　實(shí)習(xí)報(bào)告</b></p><p>　?。?011-2012學(xué)年第一學(xué)期）</p><p>　　設(shè)計(jì)題目：水塔水位控制</p>

2、<p><b>　　姓 名： </b></p><p><b>　　學(xué) 號(hào)： </b></p><p><b>　　班 級(jí)： </b></p><p><b>　　指導(dǎo)老師： </b></p><p>　　設(shè)計(jì)時(shí)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(shè)計(jì)的目的………………………………………………</p><p>　　二、課程設(shè)計(jì)用的儀器和器件……………………………………………</p><p>　　三、課程設(shè)計(jì)的具體內(nèi)容…………………………………………………&

4、lt;/p><p>　　1、總體報(bào)告 …………………………………………………………………</p><p>　　2、硬件設(shè)計(jì) …………………………………………………………………</p><p>　　3、軟件流程和程序…………………………………………………………</p><p>　　4、調(diào)試結(jié)果…………………………………………………………………<

5、;/p><p>　　四、課程設(shè)計(jì)的體會(huì)和發(fā)生的問題……………………………………</p><p>　　五、參考文獻(xiàn)…………………………………………………………………</p><p><b>　　一、課程設(shè)計(jì)的目的</b></p><p>　　單片機(jī)原理及接口技術(shù)課程設(shè)計(jì)是《單片機(jī)原理及接口技術(shù)》課程與實(shí)驗(yàn)結(jié)束后的一門綜合性實(shí)踐

6、課。課程設(shè)計(jì)所選題目《水塔水位控制》緊密結(jié)合所學(xué)的主要內(nèi)容，加深鞏固所學(xué)知識(shí)，同時(shí)對(duì)所學(xué)內(nèi)容進(jìn)行擴(kuò)展，有一定的深度和廣度，能充分發(fā)揮學(xué)生的能動(dòng)性和想象力。通過電路設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試等一系列環(huán)節(jié)的實(shí)施，提高學(xué)生的計(jì)算機(jī)控制應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)能力。</p><p>　　二、課程設(shè)計(jì)用的儀器和器件</p><p>　　1、塑料桶 一個(gè)(Φ25-30cm)</p><p>　　2

7、、塑料尺30cm 一個(gè)</p><p><b>　　3、微型水泵 一個(gè)</b></p><p>　　4、塑料管 2米 </p><p>　　5、光電耦合器4N25 一個(gè)</p><p>　　6、12V微型繼電器(TWTMP-53) 一個(gè) </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(dǎo)線2米、二極管一個(gè)、PNP三極管一個(gè)、4.7K電阻 2個(gè)、300Ω電阻2個(gè)，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(shè)計(jì)的具體內(nèi)容</p><

9、p><b>　　1、總體報(bào)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(shí)，水位應(yīng)控制在兩條虛線代表的水位之間。</p><p>　　B測(cè)量水位下限，C測(cè)量水位上限，A接+5V，B、C接單片機(jī)P1.0,P1.1并經(jīng)電阻R接地。</p><p>　?。?）在水塔無水或水位低于

10、下限水位時(shí)，B、C為斷開，B、C兩點(diǎn)電位為零(低電平“0” )，需要水泵供水，單片機(jī)輸出信號(hào)，控制電機(jī)工作供水。</p><p>　　（2）水位上升到B點(diǎn)，B接通，B點(diǎn)電位變?yōu)楦唠娖健?”，C開關(guān)仍斷開，C點(diǎn)仍為低電平，應(yīng)維持現(xiàn)狀水泵繼續(xù)供水。</p><p>　　（3）當(dāng)水位上升到C點(diǎn)時(shí)，C接通。這時(shí)B、C均接通，B、C兩點(diǎn)都為高電平，表示水塔水位已滿，需水泵停止供水，單片機(jī)輸出信號(hào)，控

11、制電機(jī)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(diǎn)之前，B點(diǎn)電位為高、C點(diǎn)電位為低，應(yīng)維持供水狀態(tài)不變。</p><p>　　（5）當(dāng)水位降到下限B點(diǎn)以下，B、C兩點(diǎn)電平都為低時(shí)，單片機(jī)輸出控制，回到（1）狀態(tài)，使電機(jī)啟動(dòng)水泵供水。</p><p>　?。?）供水系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，自動(dòng)報(bào)警。</p><p&g

12、t;<b>　　2、硬件設(shè)計(jì)</b></p><p>　?。?）用80C51設(shè)計(jì)一個(gè)單片機(jī)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(dāng)出現(xiàn)故障時(shí)LED閃爍；P1.4輸出經(jīng)反相器后接蜂鳴器，當(dāng)出現(xiàn)故障時(shí)報(bào)警。</p><p>　?。?）用塑料尺、導(dǎo)線等

13、設(shè)計(jì)一個(gè)水塔水位傳感器。其中A電級(jí)置于水位10CM處，接5V電源的正極，B級(jí)置于水位15CM處，經(jīng)4.7K下拉電阻接單片機(jī)的P1.0口，C電級(jí)置于水位的20CM處，經(jīng)4.7K下拉電阻接單片機(jī)的P1.1口。</p><p>　?。?）設(shè)計(jì)一個(gè)單片機(jī)至水泵的控制電路。要求單片機(jī)與水泵之間用反相器、光電耦合器和繼電器控制，計(jì)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>　　（1）根據(jù)功能要求畫出控制程序流程圖。</p><p>　?。?）根據(jù)控制程序流程圖編寫80C51匯編語(yǔ)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(shí)1秒函數(shù)程序</p><p>　　void delay1s()//編譯延時(shí)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(shí)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(shí)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(shí)1秒函數(shù)</p><p>　　if ((P1_0==0)&&(P1_1==1))//警報(bào)情況</p><p><b>　　{

25、</b></p><p>　　P3_2=1;//警報(bào)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(jié)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(chǔ)器的運(yùn)行之間能夠正常運(yùn)作（能夠進(jìn)行電機(jī)的啟動(dòng)，運(yùn)作，停止等操作）。</p><p>　　2、然后將程序下載到仿真儀上，進(jìn)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(gè)完整的系統(tǒng)，進(jìn)行整機(jī)調(diào)試，觀察系統(tǒng)工作，電機(jī)無法正常工作，電機(jī)能運(yùn)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(yùn)作，我們拿電表測(cè)試，找尋電板是否是焊接的問題，最終我們認(rèn)為是電路板設(shè)計(jì)。</p><p>　　四、課程設(shè)計(jì)的體會(huì)和發(fā)生的問題</p><p>　　通過這次實(shí)習(xí)，我初步的了解基本的單片機(jī)原理及接口技術(shù)課程設(shè)計(jì)相關(guān)知識(shí)，首先在焊接時(shí)，我學(xué)習(xí)到基礎(chǔ)的焊接技術(shù)，雖然是很基本的一門技術(shù)，但里面有很大的學(xué)問，我們焊接是要注意的事項(xiàng)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(huì)出現(xiàn)問題，使整個(gè)系統(tǒng)不能正常運(yùn)作，所以焊接后要用電表測(cè)試一下各部件是否焊好，電路是否導(dǎo)通，還有千萬(wàn)要留意電線不能裸露，否則會(huì)很危險(xiǎn)。如果電線整體外露，會(huì)使系統(tǒng)處在一個(gè)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(dá)到預(yù)期效果。按照程序編寫框架編寫程序也正常，調(diào)試的結(jié)果也可以，P1.0端口和P1.1端口能控制P1.2端口，但當(dāng)接入自己的電路板時(shí)電機(jī)不太能正常工作，后來再用老師的電路板測(cè)試，電機(jī)

29、能正常運(yùn)作且受控制，這說明了自己編寫程序是沒問題的，出錯(cuò)的是自己焊接的電路板，初步推測(cè)是電路中電阻過大，然后在三極管后并聯(lián)一個(gè)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(dá)到驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的效果，經(jīng)這樣調(diào)整后電動(dòng)機(jī)能夠運(yùn)行起來，但不太</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p&