水塔水位控制系統(tǒng)資料

1、鄭州科技學(xué)院?？婆I(yè)設(shè)計(jì)（淪丈丿題 目水塔水位控制系統(tǒng)學(xué)生姓名專業(yè)班級(jí)學(xué) 號(hào)所在系指導(dǎo)老師完成時(shí)間水塔水位控制系統(tǒng)水塔水位控制系統(tǒng)摘要水塔的作用：一是蓄水，在供水量不足之時(shí)，起著調(diào)節(jié)補(bǔ)充的作用。二是利 用水塔的高勢(shì)，自動(dòng)送水，使自來水有一定的水壓揚(yáng)程。本次單片機(jī)系統(tǒng)設(shè) 計(jì)的目的是利用單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)，以8051單片機(jī)為核心控制水塔的水 位，并可實(shí)現(xiàn)了報(bào)警和手動(dòng)、自動(dòng)切換功能，為了達(dá)到節(jié)能的目的，提高 供水系統(tǒng)的質(zhì)量，考慮采用可編程序控制器、繼電器和傳感器技術(shù)， 設(shè)計(jì)出一套適用的水塔水位控制方案。該方案在碩件基礎(chǔ)上配合軟件 實(shí)現(xiàn)了警戒水位報(bào)警，并可切換手動(dòng)自動(dòng)兩種工作方案。該系統(tǒng)操作方便，性能良好

2、，簡(jiǎn)單便宜，比較符合電廠水系統(tǒng)控 制的需要。本文還詳細(xì)的給出了相關(guān)的硬件框圖和軟件流程圖，并編 制了該匯編語言程序。關(guān)鍵詞單片機(jī)/水位/控制/報(bào)警II水塔水位控制系統(tǒng)The Water Tower water level control systemABSTRACTTower: one is the effect of water supply, and the supplementary role plays a regulation Two is to use the high towers, automatic water tap water, have certain hydrauli

3、c head The single-chip microcomputer system is designed by using the microcomputer application technology, 8051 single-chip processor core control towers, and can achieve a level alarm and manual, automatic switching function, in order to achieve the purpose of saving energy, improving the quality o

4、f water supply system, consider using a programmable controller, relays and sensor technology, design a set of suitable water control scheme of the towers Based on this method, the liardware with software realize the warning level alarm, and can be switched manually two work plan.This system, conven

5、ient operation, good performance, simple and cheap, compared with the power to control water system. The paper also gives a detailed related hardware diagram and software flow chart, and the assembly language programKEY WORDSSingle chip, level, Control, AlarmII水塔水位控制系統(tǒng)目錄中文摘要I英文摘要II1前言12水位自動(dòng)控制裝置設(shè)計(jì)方案論

6、證23元器件介紹43. 1 8051單片機(jī)簡(jiǎn)介43.2引腳極其功能53. 3顯示器件LED73. 4繼電器73. 5故障報(bào)警蜂鳴器74水塔給水設(shè)備系統(tǒng)的構(gòu)成91. 1水塔的基本構(gòu)成91. 2水塔結(jié)構(gòu)原理圖111.3控制繼電器114. 5 LED 水位顯示125單片機(jī)系統(tǒng)控制結(jié)構(gòu)146本系統(tǒng)的工作原理166. 1軟件設(shè)計(jì)176.2自動(dòng)模式子程序： 186.3手動(dòng)模式子程序： 19水塔水位控制系統(tǒng)結(jié)束語20致謝21參考文獻(xiàn)22附錄23附錄227水塔水位控制系統(tǒng)1前言現(xiàn)今社會(huì)，自動(dòng)化裝置無所不在，在控制技術(shù)需求的推動(dòng)下，控制理論本身 也取得了顯著的進(jìn)步。水塔水位的監(jiān)測(cè)和控制，再也不需要人工進(jìn)行操作。

7、實(shí)踐 證明，自動(dòng)化操作，具有不可替代的應(yīng)用價(jià)值。水塔是一種高聳的塔狀建筑物， 頂端有一個(gè)大水箱，箱內(nèi)儲(chǔ)水塔越高，水的壓力越大，也就能把水送到更高的建 筑物上。水塔的作用：一是蓄水，在供水量不足之時(shí)，起著調(diào)節(jié)補(bǔ)充的作用。二 是利用水塔的高勢(shì)，自動(dòng)送水，使自來水有一定的水壓揚(yáng)程。水塔的類型按建筑材料分為鋼筋混凝土水塔、鋼水塔、磚石支筒與鋼筋混凝 土水柜組合的水塔。水柜也可用鋼絲網(wǎng)水泥、玻璃鋼和木材建造。按水柜形式分 為圓柱殼式和倒錐殼式。在中國這兩種形式應(yīng)用最多，此外還有球形、箱形、碗 形和水珠形等多種。支筒一般用鋼筋混凝土或磚石做成圓筒形。支架多數(shù)用鋼筋 混凝土剛架或鋼構(gòu)架。水塔基礎(chǔ)有鋼筋混凝土

8、圓板基礎(chǔ)、環(huán)板基礎(chǔ)、單個(gè)錐殼與 組合錐殼基礎(chǔ)和樁基礎(chǔ)。當(dāng)水塔容量較小、高度不大時(shí)，也可用磚石材料砌筑的 剛性基礎(chǔ)。水塔是供水系統(tǒng)中常用的設(shè)備，基于單片機(jī)的水塔水位控制系統(tǒng)使水塔水位 保持在一定的位置，以滿足用水的需要。本設(shè)計(jì)的LI的是用單片機(jī)設(shè)計(jì)一個(gè)控制 系統(tǒng)，用來對(duì)水塔水位進(jìn)行控制。水塔水位控制系統(tǒng)的研究對(duì)于提高供水系統(tǒng)的 自動(dòng)化水平、提高生產(chǎn)效率具有重要的意義。本設(shè)計(jì)主要研究對(duì)系統(tǒng)硬件的各個(gè) 部分進(jìn)行選型，研究芯片之間的連接方法，以系統(tǒng)對(duì)水塔水位的控制思想用匯編 語言對(duì)控制程序進(jìn)行設(shè)訃。11水塔水位控制系統(tǒng)2水位自動(dòng)控制裝置設(shè)計(jì)方案論證本次設(shè)訃所考慮的方案有以下兒種:（1）利用浮力原理使浮

9、標(biāo)帶動(dòng)觸頭工作，進(jìn)而影響直流接觸器動(dòng)作，控制交 流接觸器工作，實(shí)現(xiàn)水塔無水時(shí)自動(dòng)開啟水泵電動(dòng)機(jī)，水滿時(shí)自動(dòng)關(guān)閉的自動(dòng)控 制U的，同時(shí)，在浮標(biāo)失效時(shí)保護(hù)電路自動(dòng)報(bào)警，并切斷供水系統(tǒng),延時(shí)實(shí)現(xiàn)間斷 供水和自動(dòng)報(bào)警功能。鑒于當(dāng)前水塔利用增多，可設(shè)計(jì)成簡(jiǎn)單易行、成本低廉、 便于安裝的水泵自控電路。利用水的浮力使浮標(biāo)帶動(dòng)觸頭，使其閉合/（斷開），致 使直流接觸器工作，電路自動(dòng)接通/（斷路），從而控制主控電路，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的 目的。（2）通過兩到三根電極放在水中，高度不同，其中一條伸到水底當(dāng)?shù)鼐€（如 果底部是金屬的也可以省去它），另外兩條一個(gè)在低水位一個(gè)在高水位上，當(dāng)?shù)?水位的對(duì)地失去連接時(shí)說明水位低，當(dāng)

10、兩條都對(duì)地連接說明水位高；（3）是用絕緣電極電容式測(cè)量，用兩根（或兩組）外表絕緣的電極垂直伸進(jìn)水低，通過測(cè)量電極上的電容量變化悄況測(cè)定水位，水作為電容的介質(zhì)，水位越 高電容越大，只要測(cè)定一下高低水位時(shí)的電容量就可以知道結(jié)果了。本次設(shè)計(jì)主要采用笫一種方案。具體方框圖如下圖所示:電路框圖水源臂馳源附水也水伽號(hào) 傳轉(zhuǎn) 輸入顯T水位跡T上讎敦示TTR#ft輸入11水塔水位控制系統(tǒng)圖1原理說明水池中的水位傳感器將水位信號(hào)給單片機(jī)輸入，然后單片機(jī)在將水 位信號(hào)在顯示器上顯示出來。假設(shè)是在下限水位，報(bào)警器報(bào)警。單片機(jī)給水泵發(fā) 出信號(hào)，水泵動(dòng)作向水池注水。當(dāng)水位達(dá)到設(shè)定的上限水位時(shí)，報(bào)警器報(bào)警單片 機(jī)向水泵發(fā)

11、出信號(hào)水泵停止注水。這就完成了一次自動(dòng)無塔供水循環(huán)，之后工作 與此相同。3元器件介紹3.1 8051單片機(jī)簡(jiǎn)介L(zhǎng)I前，8051單片機(jī)在工業(yè)檢測(cè)領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用，因此我們可以在許 多單片機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域中，配接各種類型的語音接口，構(gòu)成具有合成語音輸出能力的 綜合應(yīng)用系統(tǒng)，以增強(qiáng)人機(jī)對(duì)話的功能。8051是Intel公司生產(chǎn)的一種單片機(jī)， 在一小塊芯片上集成了一個(gè)微型計(jì)算機(jī)的各個(gè)組成部分。每一個(gè)單片機(jī)包括：一 個(gè)8位的微型處理器CPU； 個(gè)256K的片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器RAM：片內(nèi)程序存儲(chǔ)器ROM； 四個(gè)8位并行的I/O接口P0-P3,每個(gè)接口既可以輸入，也可以輸出；兩個(gè)定時(shí)器/ 記數(shù)器；五個(gè)中斷源的中斷

12、控制系統(tǒng)；一個(gè)全雙工UART的串行I/O口；片內(nèi)振蕩 器和時(shí)鐘產(chǎn)生電路，但石英晶體和微調(diào)電容需要外接。最高允許振蕩頻率是 12MHZ。以上各個(gè)部分通過內(nèi)部總線相連接。11水塔水位控制系統(tǒng)P1. 0 140VerPl. 1 239P0. 0/ADdP1. 2 338P0. 1/ADlP1. 3 437P0. 2 如P1. 4 536P0. 3/AfcP1. 5 635P0. 4/AftP1. 6 734P0. 5/A&P1. 7 833P0. 6/AKRST 9BUb 132P0. 7/AD?RXD/P3. 0 1031EWpTXD/P3. 1 1130ALE/PROGINT0/P3. 2122

13、9P$NINT1/P3. 31328P2 7/AlsT0/P3.41427P2. 6/皿T1/P3.51526P2. 5/AL3WR/P3. 61625P2. 4/AL2RD/P3. 7 1724P2. 3/曲XTAL2 1823P2 2/AloXTAL1 1922P2 1/9Vss2021F2. 0/血圖2單片機(jī)3.2引腳極其功能MCS-51系列單片機(jī)的40個(gè)引腳中有2個(gè)專用于主電源引腳，2個(gè)外接晶振的 引腳，4個(gè)控制或與其它電源復(fù)用的引腳，以及32條輸入輸出I/O引腳。下面按引腳功能分為4個(gè)部分?jǐn)⑹鰝€(gè)引腳的功能。1、電源引腳VCC和VSSVCC （40腳）：接+5V電源正端;VSS （20

14、腳）：接+5V電源正端。2、外接晶振引腳XTAL1和XTAL211水塔水位控制系統(tǒng)XTAL1 （19腳）：接外部石英晶體的一端。在單片機(jī)內(nèi)部，它是一個(gè)反相放 大器的輸入端，這個(gè)放大器構(gòu)成采用外部時(shí)鐘時(shí)，對(duì)于HMOS單片機(jī)，該引腳接地; 對(duì)于CHOMS單片機(jī)，該引腳作為外部振蕩信號(hào)的輸入端。XTAL2 （18腳）：接外部晶體的另一端。在單片機(jī)內(nèi)部，接至片內(nèi)振蕩器的 反相放大器的輸出端。當(dāng)采用外部時(shí)鐘時(shí)，對(duì)于HMOS單片機(jī)，該引腳作為外部振 蕩信號(hào)的輸入端。對(duì)于CHMOS芯片，該引腳懸空不接。3、控制信號(hào)或與其它電源復(fù)用引腳控制信號(hào)或與其它電源復(fù)用引腳有RST/Vpd、ALE/P、PSEN和EA/

15、V丹等4種形式。（A）. RST/Vro （9腳）：RST即為RESET, %為備用電源，所以該引腳為單片 機(jī)的上電復(fù)位或掉電保護(hù)端。當(dāng)單片機(jī)振蕩器工作時(shí)，該引腳上出現(xiàn)持續(xù)兩個(gè)機(jī) 器周期的高電平，就可實(shí)現(xiàn)復(fù)位操作，使單片機(jī)復(fù)位到初始狀態(tài)。當(dāng)發(fā)生故障，降低到低電平規(guī)定值或掉電時(shí)，該引腳可接上備用電源V” （+5V）為內(nèi)部RAM供電，以保證RAM中的數(shù)據(jù)不丟失。（B）. ALE/P （30腳）：當(dāng)訪問外部存儲(chǔ)器時(shí)，ALE （允許地址鎖存信號(hào)） 以每機(jī)器周期兩次的信號(hào)輸出，用于鎖存出現(xiàn)在P?？诘牡停–）. PSEN（29腳）：片外程序存儲(chǔ)器讀選通輸出端,低電平有效。當(dāng)從外部 程序存儲(chǔ)器讀取指令或常數(shù)

16、期間，每個(gè)機(jī)器周期PES兩次有效，以通過數(shù)據(jù)總線 口讀回指令或常數(shù)。當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器期間，PESN信號(hào)將不出現(xiàn)。（D）. EA/VPP （31腳）:EA為訪問外部程序儲(chǔ)器控制信號(hào)，低電平有效。 當(dāng)EA端保持高電平時(shí)，單片機(jī)訪問片內(nèi)程序存儲(chǔ)器4KB （MS-52子系列為8KB）。 若超出該范圍時(shí)，自動(dòng)轉(zhuǎn)去執(zhí)行外部程序存儲(chǔ)器的程序。當(dāng)EA端保持低電平時(shí)， 無論片內(nèi)有無程序存儲(chǔ)器，均只訪問外部程序存儲(chǔ)器。對(duì)于片內(nèi)含有EPROH的單 片機(jī)，在EPROM編程期間，該引腳用于接21V的編程電源VPP。4. 輸入/輸出（I/O）引腳P0口、P1 口、P2口及P3口（A）. Po口（39腳22腳）：戸。.

17、；統(tǒng)稱為P。口。當(dāng)不接外部存儲(chǔ)器與不擴(kuò)展 I/O接口時(shí)，它可作為準(zhǔn)雙向8位輸入/輸出接口。當(dāng)接有外部程序存儲(chǔ)器或擴(kuò)展 I/O口時(shí)，P?？跒榈刂?數(shù)據(jù)分時(shí)復(fù)用口。它分時(shí)提供8位雙向數(shù)據(jù)總線。對(duì)于片內(nèi)含有EPROM的單片機(jī)，當(dāng)EPROM編程時(shí)，從P。口輸入指令字節(jié)，而當(dāng) 檢驗(yàn)程序時(shí)，則輸出指令字節(jié)。11水塔水位控制系統(tǒng)（B）.Pi口 （1腳8腳）:P統(tǒng)稱為P】口，可作為準(zhǔn)雙向I/O接口使用。 對(duì)于MCS52子系列單片機(jī)，玖和Pl. 1還有第2功能：P.?？谟米鞫〞r(shí)器/計(jì)數(shù)器2 的計(jì)數(shù)脈沖輸入端T2； P“用作定時(shí)器/計(jì)數(shù)器2的外部控制端T2EX。對(duì)于EPROM編 程和進(jìn)行程序校驗(yàn)時(shí)，P?？诮邮蛰斎?/p>

18、的低8位地址。（C）. P2口（21腳28腳）：匕.巳:統(tǒng)稱為匕口，一般可作為準(zhǔn)雙向I/O接口。 當(dāng)接有外部程序存儲(chǔ)器或擴(kuò)展I/O接口且尋址范圍超過236個(gè)字節(jié)時(shí)，匕口用于高 8位地址總線送出高8位地址。對(duì)于EPROM編程和進(jìn)行程序校驗(yàn)時(shí)，匕口接收輸入 的8位地址。（D）. P3口（10腳17腳）：巳。P&7統(tǒng)稱為Ps口。它為雙功能口,可以作為一 般的準(zhǔn)雙向I/O接口，也可以將每1位用于第2功能，而且Ps口的每一條引腳均可 獨(dú)立定義為第1功能的輸入輸出或第2功能。匕口的第2功能見下表單片機(jī)P3.0管腳含義：上水情況對(duì)照表引腳第2功能P3. 0RXD （串行口輸入端0）P3. 1TXD （串行口

19、輸出端）P3. 2INTO （部中斷0請(qǐng)求輸入端，低電平有效）P3. 3INT1 （中斷1請(qǐng)求輸入端，低電平有效）P3.4T0 （時(shí)器/計(jì)數(shù)器0計(jì)數(shù)脈沖端）P3. 5T1 （時(shí)器/計(jì)數(shù)器1數(shù)脈沖端）P3.6WR （部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通信號(hào)輸出端，低電平有效）P3. 7RD （部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通信號(hào)輸出端，低電平有效）綜上所述，MCS-51系列單片機(jī)的引腳作用可歸納為以下兩點(diǎn)：1）.單片機(jī)功能多，引腳數(shù)少，因而許多引腳具有第2功能；2）.單片機(jī)對(duì)外呈3總線形式，由匕、P?？诮M成16位地址總線；由P?？诜謺r(shí)復(fù) 用作為數(shù)據(jù)總線。11水塔水位控制系統(tǒng)3. 3顯示器件LEDLED顯示屏（LEDdispla

20、y, LED Screen） ： 乂叫電子顯示屏或者飄字屏幕。是 山LED點(diǎn)陣組成，通LED顯示屏（4張）過紅色，藍(lán)色，綠色LED燈的亮滅來顯示文字、 圖片、動(dòng)畫、視頻，內(nèi)容可以隨時(shí)更換，各部分組件都是模塊化結(jié)構(gòu)的顯示器件。 傳奇光電的LED顯示屏通常山顯示模塊、控制系統(tǒng)及電源系統(tǒng)組成。顯示模塊山 LED燈組成的點(diǎn)陣構(gòu)成，負(fù)責(zé)發(fā)光顯示；控制系統(tǒng)通過控制相應(yīng)區(qū)域的亮滅，可 以讓屏幕顯示文字、圖片、視頻等內(nèi)容，中山市亮拓光電的單色、雙色屏主要用 來播放文字的，全彩屏主要是播放動(dòng)畫的：電源系統(tǒng)負(fù)責(zé)將輸入電壓電流轉(zhuǎn)為顯 示屏需要的電壓電流。3. 4繼電器出輸入量（如電壓、電流、溫度等）達(dá)到規(guī)定值時(shí)，繼

21、電器使被控制的輸出電 路導(dǎo)通或斷開。輸入量可分為電氣量（如電流、電壓、頻率、功率等）及非電氣量 （如溫度、壓力、速度等）兩大類。繼電器具有動(dòng)作快、工作穩(wěn)定、使用壽命長(zhǎng)、 體積小等優(yōu)點(diǎn)。廣泛應(yīng)用于電力保護(hù)、自動(dòng)化、運(yùn)動(dòng)、遙控、測(cè)量和通信等裝置 中。3. 5故障報(bào)警蜂鳴器蜂鳴器分兩種，有源和無源的：有源蜂鳴器直接接上額定電源（新的蜂鳴器在標(biāo)簽上都有注明）就可連續(xù)發(fā) 聲，而無源蜂鳴器則和電磁揚(yáng)聲器一樣，需要接在音頻輸出電路中才能發(fā)聲。有源要單片機(jī)普通io端口直接高低電平驅(qū)動(dòng)，如果你的單片機(jī)端口驅(qū)動(dòng)能力 不夠可以用三極管驅(qū)動(dòng)。程序也簡(jiǎn)單，但只能發(fā)出一種聲音。無源的話要頻率驅(qū)動(dòng)，不同頻率驅(qū)動(dòng)會(huì)發(fā)出不同的

22、聲音。io選擇上最好是選 擇定時(shí)器的10輸出，PWM輸出或其他方便生成不同頻率輸出的端口。程序略復(fù)雜, 看你單片機(jī)是否方便編程輸出頻率信號(hào)。有源蜂鳴器電路在下面，有源的電路看你具體的驅(qū)動(dòng)電壓不同而不同。11水塔水位控制系統(tǒng)k1圖3報(bào)警電路4水塔給水設(shè)備系統(tǒng)的構(gòu)成水塔水位控制系統(tǒng)主要完成的功能是對(duì)水塔水位控制，完成其供水的作用。 此系統(tǒng)主要是在水塔無人值班的情況下丄作，所以它必須能自動(dòng)對(duì)水塔水位進(jìn)行 采樣對(duì)水位輸入信號(hào)進(jìn)行分析，與己設(shè)置好的水位參數(shù)盡心比較，控制電機(jī)水泵 的開啟、停機(jī)實(shí)現(xiàn)水位的調(diào)節(jié)。系統(tǒng)中要求配置兩臺(tái)電機(jī)（Ml電動(dòng)機(jī).H2電動(dòng)機(jī)）, 當(dāng)水位在低低時(shí)Ml、M2均被啟動(dòng)，在水位低時(shí)M

23、l啟動(dòng)而M2停，當(dāng)Ml不能啟動(dòng) 時(shí)可單獨(dú)啟動(dòng)M2,并發(fā)出聲光報(bào)警。乂可實(shí)現(xiàn)發(fā)生特殊情況人為地強(qiáng)行啟動(dòng)或 關(guān)閉電機(jī)。4. 1水塔的基本構(gòu)成水塔山兩臺(tái)給水泵機(jī)組、水塔和三只浮球開關(guān)組成，其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖：it水塔水位控制系統(tǒng)* LD90%卩75%-150%IdUJMl給水泵Q水位測(cè)量電路圖4其中Ml、M2為給水泵機(jī)組,LG、LD、LDD分別為水位高、水位低、水位低低 浮球開關(guān)，當(dāng)水位高（大于90開度）時(shí),LG閉合，當(dāng)水位低（小于75開度）時(shí)， LD閉合，當(dāng)水位低低（小于50開度）時(shí),LDD閉合。水塔的控制器山8051系統(tǒng)構(gòu)成。為避免電機(jī)的起停和電源波動(dòng)時(shí)對(duì)電路的 影響，輸入輸出均采用光電隔離。輸出通

24、過繼電器，控制水泵機(jī)組的起停和報(bào)警, 其電路圖如下：11水塔水位控制系統(tǒng)給水泵電機(jī)主控電路及控制回路圖如下:SS2FI憫mol主電殆控制回路圖6主電路控制電路單片機(jī)控制水塔系統(tǒng)主要完成的功能是對(duì)水塔水位控制及監(jiān)測(cè)。水位允許在 已設(shè)置的上、下水位參數(shù)范圍內(nèi)變化。當(dāng)有一電機(jī)發(fā)生故障時(shí)，單片機(jī)自動(dòng)選用 第二臺(tái)電機(jī)工作。在發(fā)生特殊情況某一時(shí)刻人為的要強(qiáng)行啟動(dòng)電機(jī)，但乂要通過 單片機(jī)來控制，可通過上調(diào)下限水位參數(shù)隨時(shí)啟動(dòng)電機(jī)。當(dāng)工作的電機(jī)出現(xiàn)異常 情況可通過下調(diào)上限水位參數(shù)，單片機(jī)控制電機(jī)立即停機(jī)等。系統(tǒng)的基本工作原理與構(gòu)成單片機(jī)控制水塔系統(tǒng)主要完成的功能是對(duì)水塔 水位控制及監(jiān)測(cè)。山水塔的水位模擬信號(hào)并

25、在晶閘管雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)中，輸 入量有速度、電流等模擬量，有啟停指令、轉(zhuǎn)向給定等開關(guān)量信號(hào)。輸出量有觸 發(fā)脈沖、故障信號(hào)等開關(guān)量信號(hào)。4. 2水塔結(jié)構(gòu)原理圖主電路采用8051內(nèi)含4KB容量，因此在設(shè)計(jì)中不需要外擴(kuò)ROM。硬件電路主要 有LED顯示電路、鍵盤接受電路、繼電器控制電路等組成。電路原理框圖如圖所 示：11水塔水位控制系統(tǒng)圖7主控電路框圖4.3控制繼電器為了達(dá)到水泵的控制，我們可以通過控制繼電器來達(dá)到對(duì)水泵的自動(dòng)控制。 在電氣控制領(lǐng)域或產(chǎn)品中，凡是需要邏輯控制的場(chǎng)合，兒乎都需要使用繼電器, 從家用電器到工農(nóng)業(yè)應(yīng)用，棋至國民經(jīng)濟(jì)各個(gè)部門，可謂無所不見。繼電器是一 種利用各種物理量的變化

26、，將電量或非電量信號(hào)轉(zhuǎn)化為電磁力（有觸頭式）或使 輸岀狀態(tài)發(fā)生階躍變化（無觸頭式），從而通過其觸頭或突變量促使在同一電路 或另一電路中的其它器件或裝置動(dòng)作的一種控制元件。根據(jù)轉(zhuǎn)化的物理量的不 同，可以構(gòu)成各種各樣的不同功能的繼電器，以用于各種控制電路中進(jìn)行信號(hào)傳 遞、放大、轉(zhuǎn)換、聯(lián)鎖等，從而控制主電路和輔助電路中的器件或設(shè)備按預(yù)定的 動(dòng)作程序進(jìn)行工作，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制和保護(hù)的LI的。被轉(zhuǎn)化或施加于繼電器的電量 或非電量稱為繼電器的激勵(lì)量，當(dāng)繼電器被激勵(lì)，從一個(gè)起始位置達(dá)到預(yù)定的工 作位置，并完成電路的切換動(dòng)作，稱為繼電器的工作特性，包括吸合。不吸合， 保持與釋放狀態(tài)。當(dāng)輸入量變化到高于它的吸合值或

27、低于它的釋放值時(shí)，繼電器 動(dòng)作，對(duì)于有觸頭式繼電器其觸頭閉合或斷開，對(duì)于無觸頭式繼電器起輸出發(fā)生 階躍變化，以此提供一定的邏輯變量。繼電器電路圖為：it水塔水位控制系統(tǒng)電機(jī)控制回路圖84. 5 LED水位顯示LED顯示器的連接與顯示方法:在單片機(jī)系統(tǒng)中，通常用LED顯示器來顯示各種數(shù)字或符號(hào)，山于它具有顯 示清晰、亮度高、使用電壓低、壽命長(zhǎng)的特點(diǎn)，因此使用非常廣泛。LED顯示電 路電路圖為：+ 5VLED顯電路*Cl _2 2p =rCR1a150q zT11水塔水位控制系統(tǒng)數(shù)碼管顯示電路圖9在LED的接線方面，有共陽和共陰之分，下面以“日”形LED顯示管的接線來 介紹一下：八段LED顯示器曲

28、8個(gè)發(fā)光二極管組成。其中7個(gè)長(zhǎng)條形的發(fā)光管排列成一 個(gè)日”字形，另一個(gè)圓點(diǎn)形的發(fā)光管在顯示器的右下角作為顯示小數(shù)點(diǎn)用，它 能顯示各種數(shù)字及部份英文字母。LED顯示器有兩種不同的連接形式：一種是8 個(gè)發(fā)光二極管的正極連在一起，稱之為共陽極LED顯示器；另一種是8個(gè)發(fā)光 二極管的負(fù)極連在一起,稱之為共陰極LED顯示器。它們的內(nèi)部電路圖如下所示:S.立 傘 立 立 幸數(shù)碼管顯示原理圖圖1()5單片機(jī)系統(tǒng)控制結(jié)構(gòu)經(jīng)過以上部分的分析，繪出系統(tǒng)控制線路圖:11水塔水位控制系統(tǒng)Pj.T RST/Vr K10/P3.0 TXD/F3. J TiTTCi/F3.2 TJHT/P3.3MP3. 濡饑33$|31細(xì)

29、対爼Hzcztz-Immel-Vcc主控制電路圖11注：系統(tǒng)單片機(jī)各引腳功能分配PO、P1 口和P2口為輸入輸出檢測(cè)信號(hào)和控制信號(hào)。下面是8051芯片引腳具體分配：P0.0:水位高報(bào)警輸出信號(hào)。P0.1:水位低報(bào)警輸出信號(hào)。P0.2:水位低低報(bào)警輸出信號(hào)。P0.3:水晶水位低報(bào)警信號(hào)。P1.0： Ml起動(dòng)KM1控制輸出信號(hào)。（手動(dòng)1,自動(dòng)0）Pl. 1： M2起動(dòng)KM1控制輸出信號(hào)。（手動(dòng)1,自動(dòng)0）P1.2：水位高輸入信號(hào)。（高1,低0）P1. 3：水位低輸入信號(hào)。（低0高1）P1. 4：水位低低輸入信號(hào)。（低0高1）P1.5：水井水位低信號(hào)Pl.6： Ml開關(guān)狀態(tài)輸入信號(hào)。（開0,關(guān)1）P

30、1.7： M2開關(guān)狀態(tài)輸入信號(hào)。（開0,關(guān)1）11水塔水位控制系統(tǒng)P2.0：手動(dòng)起動(dòng)Ml輸入信號(hào)，低電頻有效動(dòng)作。P2. 1：手動(dòng)起動(dòng)M2輸入信號(hào)，低電頻有效動(dòng)作。P2.2：手動(dòng)停Ml輸入信號(hào)，低電頻有效動(dòng)作。P2.3：手動(dòng)停M2輸入信號(hào)，低電頻有效動(dòng)作。P2.6：手動(dòng)與自動(dòng)轉(zhuǎn)換輸入信號(hào)。P2.7：故障報(bào)警輸出信號(hào)。P3.0：水位低低報(bào)警輸出信號(hào)。P3.1：水位低報(bào)警輸出信號(hào)。P3.2：水位高報(bào)警輸出信號(hào)。P3.4：手動(dòng)起動(dòng)Ml輸入信號(hào)，低電頻有效動(dòng)作。P3.5：手動(dòng)起動(dòng)M2輸入信號(hào)，低電頻有效動(dòng)作。P3.6：手動(dòng)停Ml輸入信號(hào)，低電頻有效動(dòng)作。P3.7：手動(dòng)停M2輸入信號(hào)，低電頻有效動(dòng)作。6

31、本系統(tǒng)的工作原理當(dāng)水箱水位低時(shí)，起動(dòng)Ml、M2給水，水位上升到90%,停Ml。當(dāng)水箱水位 低低（小于50%）時(shí)，同時(shí)起動(dòng)Ml、M2,當(dāng)水位上升到50%以上70%以下時(shí)，停 M2, Ml繼續(xù)運(yùn)行到水位上升到90%以上才停止工作。經(jīng)過調(diào)試系統(tǒng)，測(cè)得以下數(shù) 據(jù)：水位從50%70%,兩臺(tái)泵運(yùn)行需要約10分鐘；水位從70%90%, 一臺(tái)泵運(yùn) 行需要約15分鐘。水箱的水位一般保持在70%-90%o報(bào)警控制如下：當(dāng)水位高與90開度的時(shí)候，山傳感器經(jīng)變送器發(fā)送信號(hào)，LG閉合，系統(tǒng)水 位高報(bào)警。當(dāng)水位低于75開度的時(shí)候，山傳感器經(jīng)變送器發(fā)送信號(hào)，LD閉合， 系統(tǒng)水位低報(bào)警。當(dāng)水位低與50開度的時(shí)候，山傳感器經(jīng)變

32、送器發(fā)送信號(hào)，LDD 閉合，系統(tǒng)水位低低報(bào)警。手動(dòng)/自動(dòng)模式轉(zhuǎn)換控制如下：全自動(dòng)模式下，系統(tǒng) 自動(dòng)判斷水位的狀況，選擇不同的工作狀態(tài)。在手動(dòng)的模式下，兩臺(tái)給水泵的運(yùn) 行控制可山人工自己操作。11水塔水位控制系統(tǒng)蓄水情況對(duì)照表水位90%以上70%-90%50%-70%LG指示燈亮火滅LD指示燈滅亮滅LDD指示燈火火亮Ml停轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)M2停停轉(zhuǎn)6. 1軟件設(shè)計(jì)11水塔水位控制系統(tǒng)圖12軟件流程圖6. 2自動(dòng)模式子程序:11水塔水位控制系統(tǒng)開始許M4水位低低報(bào)警停M2開Ml開M2延時(shí)一分鐘主電路控制流程圖11水塔水位控制系統(tǒng)136. 3手動(dòng)模式子程序：11水塔水位控制系統(tǒng)圖14電機(jī)控制流程圖11水塔水位控

33、制系統(tǒng)結(jié)束語畢業(yè)設(shè)計(jì)已經(jīng)接近尾聲，通過本次基于單片機(jī)的水塔水位控制的設(shè)計(jì)，我大 有收獲，從一開始的確定課題，到后來的資料查找、理論學(xué)習(xí)，再有就是近來的 調(diào)試和測(cè)試過程，這一切都使我的理論知識(shí)和動(dòng)手能力進(jìn)一步得到提高。課題中 包含了單片機(jī)和繼電器部分知識(shí)，可以說是對(duì)這些知識(shí)的一次全面綜合。在設(shè)計(jì) 中聯(lián)系書本理論知識(shí)積極地思考，解決不了可以請(qǐng)教同學(xué)或指導(dǎo)老師。雖然在制 作過程中不可避免地遇到很多問題，但是最后還是在老師以及同學(xué)的幫助下很好 的解決了這些問題，實(shí)現(xiàn)了整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與最后調(diào)試，相關(guān)指標(biāo)達(dá)到期望的要求, 很好地完成了本次設(shè)計(jì)任務(wù)。經(jīng)過三年學(xué)習(xí)的積累，在掌握相關(guān)專業(yè)方面知識(shí)及其它各方面知識(shí)的

34、情況 下，我認(rèn)真嚴(yán)肅的完成了我的畢業(yè)設(shè)計(jì)。它不僅是一個(gè)對(duì)我三年學(xué)習(xí)知識(shí)情況和 動(dòng)手能力的檢驗(yàn)，還是對(duì)我的鉆研精神，面對(duì)困難的心態(tài)，做事的毅力和耐心的 考驗(yàn)。在這個(gè)過程中我深刻的感受到了做畢業(yè)設(shè)計(jì)的意義所在。在此感謝各位老 師和同學(xué)的幫助，有了他們的幫助我才能更好的完成了本次的設(shè)計(jì)。II水塔水位控制系統(tǒng)致謝歲月匆匆，三年的時(shí)光轉(zhuǎn)瞬而逝，剛我為本篇論文劃上一個(gè)句號(hào)的時(shí)候，也 就意味著離開美麗的同濟(jì)的日子不遠(yuǎn)了，經(jīng)過兒個(gè)月的努力終于完成了畢業(yè)文。在論文完成之際，我以誠摯的心情向我的指導(dǎo)老師楊瑞表示感謝，感謝 楊瑞老師在論文的寫作過程中給予的指導(dǎo)和鼓勵(lì)，本文從選題構(gòu)思到行文修飾整 個(gè)過程都滲透著楊老師

35、細(xì)致入微的指導(dǎo)。楊老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度給我留下了深刻 的印象并將深深影響到我今后的工作和學(xué)習(xí)，再次真誠的感謝楊老師在學(xué)習(xí)和生 活給予的關(guān)懷與幫助。在此也感謝我的各位同學(xué)，感謝他們?cè)谏钪泻蛯W(xué)習(xí)中給予的幫助，很高興 也很幸運(yùn)跟各位同學(xué)愉快相處，共同度過美好的校園生活。II水塔水位控制系統(tǒng)參考文獻(xiàn)I 余錫存、曹國華編著單片機(jī)原理及接口技術(shù)M,陜四：西安電子科技大學(xué)岀版社,2007張毅坤主編.單片微型計(jì)算機(jī)原理及應(yīng)用M,陜西：西安電子科技大學(xué)出版社,19983 蔣力培主編.單片微機(jī)系統(tǒng)實(shí)用教程M,北京：機(jī)械工業(yè)出版社,20044 謝子殿、范立南主編.單片機(jī)原理及應(yīng)用教程M,北京：北京大學(xué)出版社,200

36、65 張毅坤、陳善久、裘雪紅編著.單片微型計(jì)算機(jī)原理及應(yīng)用M,陜西:西安電子科技大學(xué)出版社,20066 李廣第主編.單片機(jī)基礎(chǔ)M.北京：北京航空航天大學(xué)出版社,19997 夏繼強(qiáng)主編.單片機(jī)實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐教程M.北京：北京航空航天大學(xué)出版社,20018 王建校、楊建國主編.51系列單片機(jī)及C51程序設(shè)計(jì)M.科學(xué)出版社,20029 潘永雄主編.新編單片機(jī)原理及應(yīng)用M.陜四：西安電子科技大學(xué)岀版社,200310 張友徳編著.單片微型機(jī)原理、應(yīng)用與實(shí)驗(yàn)M.復(fù)旦大學(xué)出版社,2003II 王治剛編著.單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)與實(shí)訓(xùn)M.北京：淸華大學(xué)出版枕,200412 吳金戌編著.8051單片機(jī)實(shí)踐與應(yīng)用M.北京：淸華大學(xué)出版社,200213 李勛編著.單片機(jī)微型計(jì)算機(jī)大學(xué)讀本M.北京：北京航空航天大學(xué)出版社,2002附錄17本系統(tǒng)程序清單主程序：ORG 0000H11水塔水位控制系統(tǒng)AJMP MAINORG 0060HMAIN: MOV Pl, #