[理学]水塔水箱水位自动控制器

1、扬州工业职业技术学院2009 2010 学年第 二 学期毕业论文课题名称： 水塔水箱水位自动控制器的设计 设计时间： 2010.02.012010.05.21 系 部： 电子信息工程系 班 级： 姓 名： 指导教师： 第 1 页总目录第一部分 任务书第二部分 开题报告第三部分 毕业设计正文第 2 页第 一 部 分任务书第 3 页扬州工业职业技术学院毕业设计任务书系 部电子信息工程系指导老师 职称学生姓名 班级 学号设计题目 水塔水箱水位自动控制器的设计设计内容目标和要求一、毕业设计内容和目标：本设计的单片机电阻控温系统设计过程及实现方法。热电偶将炉温变换为模拟电压信号, 经低通滤波滤掉干扰信号后送放大器, 信号放大后送模/ 数转换器转换为数字量送单片机。同时, 热电偶的冷端温度也由 IC 温度传感器变为电压信号, 经放大和转换后送单片机。通过检测锅炉温度的来实现自动控制外部设备的运行,如当传感器检测到水温过高时,转换成电压经过模/数转换送入单片机,通过比较程序输出信号控制光电耦合器的通短来控制继电器的输入电流通短,再通过继电器来控制外部设备如水泵的运行情况。温度过低时关闭输出,而关闭水

2、泵的输入即减少了冷水吸收热量,当温度升高后又打开水泵,这样实现循环控制.而通过数码显示我们可以观看锅炉各个点的温度,来判断运行是否正常。 二、毕业设计论文要求：（1）收集、整理与毕业设计有关领域的信息资料；（2）完成本毕业设计方案的设计；（3）完成本毕业设计电路原理图设计；（4）完成本毕业设计程序流程图和汇编语言源程序设计；（5）根据本毕业设计的设计、编程、工作过程，形成符合学校规定的毕业设计书面文档。教研室审核系部审核第 4 页第 二 部 分开题报告第 5 页扬州工业职业技术学院 电子信息工程 系 10届毕业设计（论文）开题报告书毕业设计（论文）开题报告书 （表（表 1）学生姓名 专业 机电一体化 班级0701 机电技术学号题 目 水塔水箱水位自动控制器的设计指导教师 职称 学 位题目类别 工程设计 基础研究 应用研究 其它【课题的内容与要求】本设计的控制任务要求用单片机实现,数码管显示。单片机是将 RAM,ROM,定时器/计数器以及输入/输出(I/O)接口电路等计算机主要部件集成在一块芯片上,这样所组成的芯片级微型计算机称为单片微型计算机,简称单片微机或单片机。由于单片机的硬件结构

3、与指令系统都是按工业控制要求设计的,常用于工业的检测和控制当中，因而也称为是微控制器或嵌入式控制器。单片机的特点：1.具有优异的性能价格比；2.集成度高，体积小，可靠性高；3.控制功能强；4.低电压,底功耗。【前言】近几十年来，自动控制技术迅猛发展，在工农业生产运输，国防建设和航空，航天事业等领域中获得广泛的应用。随着生产和科学技术的发展，自动控制技术至今已渗透到各种科学领域，成为促进当今生产发展和科学技术进步的重要因素。比如在生活方面的温度调节、湿度调节、自动洗衣机、自动售货机、自动电梯、空气调节器、电冰箱、自动路灯、自动门、保安系统等。在工业方面主要分为两大类：一类是气体、液体、粉体、石油化工制药、轻工食品、建材等行业。需要对温度、压力、物位、流量、成分等参数进行控制。另一类是对已成型材料的进一步加工或者对多种已成型材料的装配，主要控制位移、速度、角度等参数这些都需要应用自动控制学科的知识。【方案的比较与评价】 单片机正是由于它单芯片的结构形式与所采用的半导体工艺，使其在速度、功耗、成本上和多芯片系统相比具有较大的优势。它侧重的是增强对测控对象的控制功能，提高工业环境下的可靠性，构

4、成灵活、方便的应用计算机系统的界面接口。其主要特点归纳起来有五点：（1）性价比高 ；(2)集成度高，可靠性好；（3）功能完善，接口多样；（4）低功耗、低电压；（5）总线多样，易于扩展。第 6 页【预期的效果及指标】水塔水箱水位控制器主要完成的功能是对水塔水位控制，完成其供水的作用。此控制器主要是在水塔无人值班的情况下工作，所以它必须能自动对水塔水位进行采样对水位输入信号进行分析，于己设置号的水位参数尽心比较，控制电机水泵的开启、停机实现水位的调节。系统中要求配置两台电机以一备（B 电动机）一用（A 电动机） ，当工作电机在污水时被启动，在规定的时间内若无法启动时；自动切除工作电机，选用第二台电机工作，并发出声光报警。又会实现发生特殊情况时要强行启动或关闭电机。系统还要求配置低水位，中水位，高水位灯光显示；电动机运行灯光显示来表示水塔的水位状态和电动机的运行情况。【进度安排】2010 年 2 月 1 日 - 2010 年 2 月 28 日 选题、 调研、收集资料、 论证、开题2010 年 3 月 1 日 - 2010 年 3 月 20 日 方案、电路、硬件、软件设计2010 年 3 月

5、20 日 - 2010 年 4 月 15 日 软硬件调试、写作初稿2010 年 4 月 15 日 - 2010 年 5 月 21 日 修改、定稿、打印【参考文献】1黄仁欣.单片机原理及应用技术.清华大学出版社.20052李广弟.单片机基础.北京航天大学出版社.20013胡文金.单片机应用技术实训教程.重庆大学出版社.20054刘文涛.单片机开发实例.清华大学出版社.20055王义方.微型计算机原理及应用.机械工业出版社.19976王治刚.单片机应用技术与实训.清华大学出版社.20047张毅坤.单片微型计算机原理及应用.西安电子科技大学出版社.19988任为民.电子技术基础课程设计.中央广播电视大学出版社.1997【指导教师意见】（有针对性地说明选题意义及工作安排是否恰当等）同意提交开题论证 修改后提交 不同意提交（请说明理由）指导教师签章： 年 月 日 第 7 页【系部意见】同意指导教师意见 不同意指导教师意见（请说明理由） 其它（请说明）系（部）主任签章： 年 月 日第 三 部 分毕业设计正第 8 页文目 录第一章 引言 .11第二章 单片机水塔水箱水位控制器的原理 .122.1 单片机概述 .122.1.1 单片机的发展概况 .122.1.2 80C51 系列单片机 .132.2 水塔水箱给水设备原理 .142.3 80C51 单片机控制系统原理 .142.3.1 80C51 单片机控制部分结构说明 .142.3.2 单片机水箱控制系统工作原理 .15第三章 单片机水塔水箱水位控制器硬件设计 .163.1 单片机水塔水箱水位控制器系统硬件简介 .163.1.1 数据采集及处理模块 .163.1.2 光电隔离简介 .213.1.3 给水泵电机主控回路介绍 .223.2 80C51 水箱控制系统主控硬件部署方案 .223.2.1 80C51 单片机实现控制功能说明 .233.2.2 74LS373 芯片实现系统功能说明 .233.2.3 EPROM2764 芯片实现系统功能说明 .25第四章 单片机水塔水箱水位控制器程序设计 .284.1 程序概要设计 .284.2 控制器程序原理 .284.2.1 系统主程序原理以及流程框图 .28第 9 页4.2.2 自动模式子程序原理以及流程框图 .294.2.3 手动模式子程序原理框图以及流程框图 .30结束语 .

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