计算机控制技术课程设计成绩评定表设计课题基于单片机的水箱水位控制系统设计学.docx

计算机控制技术课程设计成绩评定表设计课题基于单片机的水箱水位控制系统设计学院名称：电气工程学院专业班级：自动F0901学生姓名：张航学 号：200948280106指导教师：臧海河设计地点：31-503设计时间:2012-06-11-2011-06-15指导教师意见:成绩:签名:年 月FI沬貳衣厚计其机控制技术课程设计课程设计名称:基于单片机的水箱水位控制系统设计专业班级：自动F0901张航学生姓名：学 号: 指导教师： 课程设计地点: 课程设计时间:200948280106臧海河31-5032011-06-11 —2011-06-15计算机控制技术课程设计任务书学生姓名张航 专业班级 自动F0901 学号 200948280106题目基于单片机的水箱水位控制系统设计课题性质工程设计 课题来源 自拟指导教师臧海河主要内容（参数）1、 当水箱水位低时，启动Ml. M2给水，水位上升到90%,停Ml.当水箱 水位低于50%时，同时启动Ml、M2,当水位上升到50%以上70%以下时，停 M2, Ml继续运行到水位上升到90%才停止工作2、 当水位高于90%的时候，由传感器经变送器发送信号，LG闭合，系统 水位高报警。

当水位低于70%的吋候，由传感器经变送器发送信号， LD闭合，系统水位低报警当水位低与50%的时候，由传感器经变送 器发送信号，LDD闭合，系统水位低低报警3、 手动/自动模式转换控制如下：全口动模式下，系统自动判断水位的状 况，选择不同的工作状态在手动的模式下，两台给水泵的运行控制可 由人工自己操作任务要求（进度）第1天：熟悉课程设计任务及要求，查阅技术资料，确定设计方案第2天：按照确定的方案设计单元电路要求画出单元电路图，元件及元 件参数选择要有依据，各单元电路的设计要有详细论述笫3天：软件设计，编写程序第4・5天：撰写课程设计报告要求内容完整、图表清晰、语言流畅、格 式规范、方案合理、设计正确，篇幅不少于6000字主要参考资料1、 李丹，王新第，杜维•光电耦合器的实用技巧（J）.自动化仪表,2003, 62、 陈有卿，谢刚.新颖电子模块应用手册（M） •机械工业出版社,20033、 武庆生，仇梅•单片机原理与应用（M）.电子科技人学出版，199&124、 朱定华•单片机原理与接口技术（M） •电子丁业出版社，2001,4审査意见系（教研室）主任签字:弓I 言 51.1水箱水位单片机控制系统概述 51.2本设计任务和主要内容 6系统主要硬件电路设计 72.1单片机控制系统原理 72.2 单片机主机系统电路 10221 时序 102.2.2 80C51引脚电路及其功能 11三、 系统的程序设计 123.1系统主程序设计 123.2自动模式子程序设计 143.3手动模式子程序设计 173.4延时1S子程序设计 203.5延时6S子程序设计 203.6有无键合子程序设计 20四、 结束语 21参考文献 22基于单片机的水箱水位控制系统(1)、引言在人们的H常生活小，房顶水箱水位大都未能实现自动控制，水箱中水位的 高低一般由水电管理人员进行控制。

不仅浪费人力还造成不必要的资源浪费这 在电厂中等大型厂房显得更加突出为了解决经常停水和有效的避免水资源的浪 费，节约能源设计了一个适用于电厂用水系统的水箱水位控制器本系统以8051单片机为核心控制，以电厂600立方米的水箱为例，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1)1)水箱水位单片机控制系统概述水是动植物体内和人的身体中不可缺少的物质，可以说，没有水就没有生命 的存在工农业生产中也不能离开水，水是工农业生产的重要原料在自然界中 淡水量不到水总量的1%据21世纪城市水资源国际学术研讨会透露，联合国已 经把我国列为世界上13个最缺水的国家之一，H前我国人均用水量是世界人均 用水量的30%左右人类现在用水量越来越大，且污染也越来越严重，这就要求 我们要保护水资源但是人民并没有意识到该问题的严重性，浪费水资源的现象在现实生活中还 时有发生例如居民生活区楼层顶楼的水箱的浪费问题就很严重不仅要安排人 力去人为的检测水位，而且还测不准不仅造成水资源的浪费还造成财力的浪费 所以我们何不设计一个自动检测水位的系统呢，这样既不需要安排人力去检测， 减少了财力的开支。

乂加强了测量的精度，减少了水资源的浪费1)2)本设计任务和主要内容本论文主要研究水箱水位控制器系统实现了水位报警和手动、自动切换功 能操作方便、性能良好主要内容如下：① 当水箱水位低吋，启动Ml、M2给水，水位上升到90%,停Ml.当水箱 水位低于50%时，同时启动Ml、M2,当水位丄升到50%以上70%以下时，停 M2, Ml继续运行到水位上升到90%才停止工作② 当水位高与90%的时候，由传感器经变送器发送信号，LG闭合，系统水位高报警半水位低于70%的时候，由传感器经变送器发送信号，LD 闭合，系统水位低报警当水位低与50%的时候，由传感器经变送器发 送信号，LDD闭合，系统水位低低报警③ 手动/IH动模式转换控制如下：全动模式下，系统IH动判断水位的状况, 选择不同的工作状态在手动的模式下，两台给水泵的运行控制可由人工 自己操作2)系统主要硬件电路设计2)1)单片机控制系统原理 系统电路小•意图图（1）电路示息图（protel）系统结构设计图如下:I C图（2）单片机控制系统结构图其中Ml、M2为给水泵机组，LG、LD、LDD分别为水位高、水位低、水位低 低浮球开关，当水位高（大于90开度）吋，LG闭合，当水位低（小于70开度） 吋，LD闭合，当水位低低（小于50开度）吋，LDD闭合。

600立方米水箱的控制器由89c51系统构成为避免电机的起停和电源波动 吋对电路的影响，输入输出均采用光电隔离输出通过继电器，控制水泵机组的 起停和报警，其电路图如下：图（3）单片机控制水泵起停报警图给水泵电机主控回路图如下：图（4）给水泵电机主控回路图2） 2）单片机主机系统电路目前,8051单片机在工业检测领域中得到了广泛的应用，因此我们可以在 许多单片机应用领域中，配接各种类型的语音接口，构成具有合成语音输出能力 的综合应用系统，以增强人机对话的功能CPU功能，总的來说是以不同的方式，执行各种指令不同的指令其功自略 見 有的指令涉及到枷各寄存器乙间的关系；有的指令涉及到单片机核心电路内 部各功能部件的关系；有的则与外部器件如外部程序存储器发生联系事实上， cRJ是通过复杂的吋序电路完成不同的指令功能所谓cRJ的时序是指控制器控 照指今功能发出一系列在吋间上有一定次序的信号，控制和启动一部分逻辑电 路，完成某种操作2) 2) 1) 时序吋序MGL51单片机的一个执器周期由6个状态(si—s6)组成，每个状态乂 持续2个接荡周期，分为P1和P2两个节拍这样，一个机器周期由12个振荡 周期组成。

若采用12MHz的晶体振荡器，则每个机器周期为lus,每个状态周期 为1 /6us；在一数情况下，算术和逻辑操作发生在N期间，而内部寄存器到寄 存器的传输发生在P2期间对于单周期指令，为指令操作码读人指令寄存器吋, 使从S1P2开始执行指令如果是双字节指令，则在同一机器周期的s4读人第二 字节若为单字节指令，则在51期间仍进行读，但所读入的字节操作码被忽略, 且程序计数据也不加1在加结束时完成指令操作多数Mcs-51指令周期为1 —2个机器周期，只有乘法和除法指令需要两个以上机器周期的指令，它们需4 个机器周期对于双字节单机器指令，通常是在一个机器周期内从程序存储器 中读人两个字节，但Movx指令例外，Movx指令是访问外部数据•存储器的单字节 双机器周期指令，在执行Movx指令期间，外部数据存储器被访问且被选通时跳 过两次取指操作2) 2) 2) 80C51引脚电路及其功能下而按引脚功能分为4个部分叙述个引脚的功能①电源引脚Vcc和VssVcc (40脚)：接+5V电源正端;Vss (20脚)：接+5V电源正端②外接晶振引脚XTAL1和XTAL2XTAL1 （19脚）：接外部石英晶体的一端。

在单片机内部，它是一个反相放 大器的输入端，这个放大器构成采用外部时钟时，对于HMOS单片机，该引脚接 地；对于CHOMS单片机，该引脚作为外部振荡信号的输入端XTAL2 （18脚）：接外部晶体的另一端在单片机内部，接至片内振荡器的 反相放大器的输出端当采用外部时钟时，对于HMOS单片机，该引脚作为外部 振荡信号的输入端对于CHMOS芯片，该引脚悬空不接③ 控制信号或与其它电源复用引脚控制信号或与其它电源复用引脚有RST/VPD、ALE/P、PSEN和EA/VPP等4种形式④ 输入/输出（T/0）引脚P0 口、P1 口、P2 口及P3 口（A） . P0 口（39脚〜22脚）：P0. 0〜P0. 7统称为P0 口当不接外部存储器与 不扩展I/O接口时，它可作为准双向8位输入/输出接口当接有外部程序存储 器或扩展T/0 口时，P0 口为地址/数据分时复用口它分时提供8位双向数据总 线对于片内含有EPROM的单片机,当EPROM编程时，从P0 口输入指令字节,而当 检验程序时，则输出指令字节B） .P1 口（1脚〜8脚）：卩1.0〜卩1.7统称为卩1 口，可作为准双向I/O接口 使用对于MCS—52子系列单片机,P1. 0和Pl. 1还有第2功能：P1. 0 口用作定 时器/计数器2的计数脉冲输入端T2； P1.1用作定时器/计数器2的外部控制端 T2EXo对于EPROM编程和进行程序校验吋，P0 口接收输入的低8位地址。

C） . P2 口（21脚〜28脚）：P2.0〜P2. 7统称为P2 口，一•般可作为准双向 T/0接口当接有外部程序存储器或扩展I/O接口口寻址范用超过256个字节时, P2 口用于高8位地址总线送出高8位地址对于EPROM编程和进行程序校验吋, P2 口接收输入的8位地址D） . P3 口（10脚〜17脚）：P3.0〜P3.7统称为P3 □它为双功能口，可以 作为一般的准双向I/O接口，也可以将每1位用于第2功能，而且P3 口的每一 条引脚均可独立定义为第1功能的输入输出或第2功能附:89C51的引脚图PDIP/CerdipP1.0 匚pi.1 匚P1.2 匚P。