水塔水箱水位自动控制器.pdf

总目录总目录第一部分第一部分任务书任务书第二部分第二部分 开题报告开题报告第三部分第三部分 毕业设计正文毕业设计正文第 1页第第一一部部分分任任务务书书第 2页天津现代职业技术学院天津现代职业技术学院 毕业毕业设计任务书设计任务书系系 部部电子信息工程系指导老师指导老师辜志刚职称职称学生姓名学生姓名许美娜班级班级G08-2学号学号0872230设计题目设计题目水塔水箱水位自动控制器的设计设计设计内容内容目标目标和和要求要求一、毕业设计内容和目标一、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：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，形成符合学校第 3页规定的毕业设计书面文档教研室教研室审核审核系部系部审核审核第 4页第第二二部部分分开开题题报报告告第 5页毕毕业业设设计计（（论论文文））开开题题报报告告书书（（表表毕毕业业设设计计（（论论文文））开开题题报报告告书书（（表表1 1 1 1））））学生姓名许美娜专业应用电子技术班级G08-2学号0872230题 目水塔水箱水位自动控制器的设计【课题的内容与要求课题的内容与要求】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参考文献参考文献】[1]黄仁欣.单片机原理及应用技术.清华大学出版社.2005[2]李广弟.单片机基础.北京航天大学出版社.2001[3]胡文金.单片机应用技术实训教程.重庆大学出版社.2005[4]刘文涛.单片机开发实例.清华大学出版社.2005[5]王义方.微型计算机原理及应用.机械工业出版社.1997[6]王治刚.单片机应用技术与实训.清华大学出版社.2004[7]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.1998[8]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第 7页第第三三部部分分毕毕业业设设计计正正文文目目录录第一章第一章引言引言9第二章第二章单片机水塔水箱水位控制器的原理单片机水塔水箱水位控制器的原理. 10第 8页2.1单片机概述.102.1.1单片机的发展概况102.1.280C51 系列单片机.112.2水塔水箱给水设备原理.错误！未定义书签。

错误！未定义书签2.380C51 单片机控制系统原理122.3.180C51 单片机控制部分结构说明.122.3.2单片机水箱控制系统工作原理12第三章第三章单片机水塔水箱水位控制器硬件设计单片机水塔水箱水位控制器硬件设计. 143.1单片机水塔水箱水位控制器系统硬件简介.143.1.1数据采集及处理模块143.1.2光电隔离简介193.1.3给水泵电机主控回路介绍错误！未定义书签错误！未定义书签3.280C51 水箱控制系统主控硬件部署方案203.2.180C51 单片机实现控制功能说明.203.2.274LS373 芯片实现系统功能说明.203.2.3EPROM2764 芯片实现系统功能说明.22第四章第四章单片机水塔水箱水位控制器程序设计单片机水塔水箱水位控制器程序设计. 254.1程序概要设计.254.2控制器程序原理.254.2.1系统主程序原理以及流程框图254.2.2自动模式子程序原理以及流程框图254.2.3手动模式子程序原理框图以及流程框图27结束语结束语30致致谢谢31参考文献参考文献32水塔水箱水位自动控制器的设计水塔水箱水位自动控制器的设计[ [摘摘 要要] ] 大型水塔水箱是很多公司生产过程中必不可少的部件，它的性能和工作质量的优大型水塔水箱是很多公司生产过程中必不可少的部件，它的性能和工作质量的优第 9页良不仅仅对生产有着巨大的影响，而且也关系着生产的安全。

在过去，大量的对水箱操作良不仅仅对生产有着巨大的影响，而且也关系着生产的安全在过去，大量的对水箱操作是由相应的人员进行操作的，这样的人工方式带来了很大的弊端，比如水位的控制，时刻是由相应的人员进行操作的，这样的人工方式带来了很大的弊端，比如水位的控制，时刻监控水箱的环境，夜间的监控等等，操作员稍有疏忽，或者简易的监则器件损坏，将带来监控水箱的环境，夜间的监控等等，操作员稍有疏忽，或者简易的监则器件损坏，将带来无法弥补的损失，更严重的会危机到生产人员的人身安全等所以，对水箱控制，如果能无法弥补的损失，更严重的会危机到生产人员的人身安全等所以，对水箱控制，如果能够使用精密的而且完全会严格按照生产规定运行的自动化系统，可以最大限度的避免事故够使用精密的而且完全会严格按照生产规定运行的自动化系统，可以最大限度的避免事故的几率，同时也能节省资源并能有效提高生产的效率的几率，同时也能节省资源并能有效提高生产的效率本单片机系统设计的目的是应用单片机控制技术，以单片机为核心控制水箱的水位，本单片机系统设计的目的是应用单片机控制技术，以单片机为核心控制水箱的水位，并实现了报警和手动、自动切换功能该系统操作方便、性能良好，比较符合电厂生产用并实现了报警和手动、自动切换功能。

该系统操作方便、性能良好，比较符合电厂生产用水系统控制的需要水系统控制的需要关键词】单片机【关键词】单片机 水位水位 控制控制 报警报警第一章第一章引言引言水塔水箱水位控制系统是我国广泛应用的供水系统， 传统的控制方式存在控制精度低、能耗大的缺点，而自动控制的原理，一句用水量的变化自动调节协同的运行参数，保持水压恒定以满足用水要求，从而提高了供水系统的质量而且成本低，安装方便，经过多次的实验证明，灵敏性好，是节约水源，方便家庭和单位控制水塔水位的理想装置该系统采用单片机实现了水塔水位的自动控制，设计出一种成本低、高实用价值的水塔水位控制器它能自动完成上水停水的全部循环，保证液面高度处于较理想的范围内，它结构简单，制造成本低，灵敏度高，节约能源显著，适用于各种高层液体储存的理想设备不论社会经济如何飞速，水在人们正常生活和生产中起着重要的作用一旦断了水， 轻则给人民生活带来极大的不便， 重则可能造成严重的生产事故及损失，从而对供水系统提出了更高的要求，满足及时、准确、安全充足的供水如果仍然使用人工方式，劳动强度大，工作效率低，安全性难以保障，由此必须进行自动化控制系统的改造从而实现提供足够的水量、平稳的水压、水塔水位的自动控制有设计成本低、高实用价值的控制器。

第 10页单片机，一小块芯片上集成了一个微型计算机的各个组成部分，它的诞生使众多自动化控制系统得以实现单片机以它功能强大，设计简单，制造廉价，支持指令集较多所以应用到众多系统开发中因此，基于单片机的水塔水箱水位控制器研究有着重要的意义第二章第二章单片机水塔水箱水位控制器的原理单片机水塔水箱水位控制器的原理2.1单片机概述单片微型计算机（Single Chip Microcomputer,SCM）简称单片机，是把微型计算机的基本功能部件（中央处理器 CPU、数据存储器 RAM、程序存储器 ROM、定时/计数器以及 I/O 接口等）集成在一块芯片上的一种微型计算机随着 SCM在架构上的不断发展，新一代单片机不断涌现，这些单片机的控制功能被不断扩充，许多外围功能部件被内装化，如 A/D、PWM、WDT 等，所以已不能用 SCM 来准确表达其内涵了目前国际上统一称单片机为 MCU在国内，因单片机一词已约定俗成而继续沿用，但其内涵应该对应 MCU由于单片机主要是面向控制的，因此又称其为微控制器2.1.1单片机的发展概况单片机的诞生是计算机发展史上一个重要的里程碑， 标志着计算机在控制领域形成了一个独立的分支——嵌入式系统， 从此计算机进入了通用计算机系统与第 11页嵌入式计算机系统两大分支齐头并进的时代。

从其诞生至今的 30 年，单片机已发展形成上百种系列的近千机种 以领跑的 Inter 公司 MCS 系列单片机为主线来看，单片机的发展大致经历了以下几个阶段：1976-1979 年为单片机的探索阶段1976 年 Inter 公司推出 MCS-48 系列单片机，将 CPU 和计算机基本功能部件集成到一个芯片上，SCM 一词即由此而来第一代 8 位通用单片机的诞生， 开创了嵌入式系统与通用计算机完全不同的独立发展道路，表明 Inter 在工控领域的创新探索获得成功1979-1982 年为单片机完善阶段1980 年 Intel 公司在 MCS-48 基础上推出了 MCD-51 系列高性能 8 位单片机，开始配备串行通信接口(UART)，并奠定了典型的通用总线型的单片机架构单片机发展到了一个全新阶段，应用领域更加广泛1982-1990 年为 16 位单片机更进一步发展阶段1983 年 Inter 公司推出了MCS-96 。