基于AT89C51單片機的水塔水位控制的設(shè)計與實現(xiàn)

1、第3卷第2期呂梁學(xué)院學(xué)報2013年4月Vol3No2Journal of LüliangUniversity Apr2013·計算機科學(xué)研究·基于AT89C51單片機的水塔水位控制的設(shè)計與實現(xiàn)羅新曼（臨汾職業(yè)技術(shù)學(xué)院計算機系，山西臨汾041000）摘要：在設(shè)計中對水塔水位控制原理進行分析，選用AT89C51單片機作為控制水塔水位的處理芯片，由AT89C51的P1口直接來控制設(shè)計方案采用模塊化程序設(shè)計方法，結(jié)合程序流程圖，編寫程序代碼，最后利用KEIL 公司的u Vision3軟件及偉福仿真軟件進行仿真實驗，達到單片機自動控制水塔水位變化的目的關(guān)鍵詞：單片機; 地址

2、鎖存器; 水塔水位控制中圖分類號：TP3文獻標識碼：A文章編號：2095185X （2013）02002104當(dāng)今社會，隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，單片機應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域的不斷擴大，單片機系統(tǒng)的功能越來越強，要求也越來越高，規(guī)模也越來越大在單片機結(jié)構(gòu)中，系統(tǒng)的運行完全靠單片機來控制，系統(tǒng)功能的強弱完全到取決于單片機的功能在本文中，首先對水塔水位變化的控制原理進行了分析，選用AT89C51作為控制水塔水位的處理芯片，由AT89C51的P1口來直接控制，并繪制出了控制電路圖其次，設(shè)計方案采用模塊化程序設(shè)計方法，結(jié)合程序流程圖，編寫程序代碼，最后利用KEIL 公司的Vision3軟件及偉福仿真軟件進行匯編，

3、編譯及仿真，達到用單片機控制水塔水位變化，實現(xiàn)自動化控制的目的1單片機應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計基本原理單片機應(yīng)用系統(tǒng)110不論其規(guī)模大小、技術(shù)要求和應(yīng)用領(lǐng)域是否相同，在進行系統(tǒng)設(shè)計時，一般應(yīng)遵循以下基本原則：11可靠性高高可靠性對單片機應(yīng)用系統(tǒng)來說是非常重要的112單片機系統(tǒng)一般是應(yīng)用在生活和生產(chǎn)工作的自動控制中，一旦系統(tǒng)發(fā)生故障，輕則帶來不便，重則會造成很大的損失而有些單片機系統(tǒng)是用在工業(yè)和民用的實時控制中的，而這些控制都是在日夜不停的運轉(zhuǎn)，一般要求其控制系統(tǒng)具有很高的可靠性，以保證系統(tǒng)有較長的平均無故障間時因此，在設(shè)計單片機應(yīng)用系統(tǒng)的每一個環(huán)節(jié)上都應(yīng)該將可靠性作為首要的設(shè)計準則12較高的性能價格比在

4、強調(diào)高可靠性的同時，在設(shè)計單片機應(yīng)用系統(tǒng)時也要注意系統(tǒng)的性價比在保證功能實現(xiàn)和高可靠性的條件下，不必強求CPU 及元器件的高檔次，能使用8位機就不用16位機，能使用中檔就不用高檔機，能使用89S51就不用89S8252；能用軟件實現(xiàn)的功能就不要用硬件來做，盡量減少元器件的數(shù)量，以提高性價比13操作簡單，維護方便一般的單片機應(yīng)用系統(tǒng)的使用者都不是專業(yè)人員，所以在設(shè)計時應(yīng)注意使用者的操作要盡量簡單、方便；設(shè)計時也要注意系統(tǒng)的維修方便，要使系統(tǒng)一旦發(fā)生了故障，維修人員能夠及時查出原因，并能迅速排除故障14具有可擴展性由于工廠的生產(chǎn)工藝在不斷的革新，市場的情況也在不斷的變化，所以單片機的控制對象也會不

5、斷地改變，所需控制的功能也有可能不斷地增加，在設(shè)計單片機控制系統(tǒng)時，也許有些功能當(dāng)時用不到，但也應(yīng)在輸入/輸出接口、數(shù)據(jù)存儲器、程序存儲器2105等方面留有可擴展的余地收稿日期：2012-12-23作者簡介：羅新曼（1973），女，山西洪洞人，講師，研究方向為信息技術(shù)122單片機控制水塔水位控制的設(shè)計方案21水塔水位控制原理水塔水位控制原理如圖1所示： 圖1水塔水位控制原理圖中虛線表示允許水位變化的上、下限在正常情況下，應(yīng)保持水位在虛線范圍之內(nèi)為此，在水塔內(nèi)的不同高度安裝3根金屬棒，以感知水位變化情況其中，A 棒處于下限水位C 棒處于上限水位，B 棒在上、下水位之間A 棒接+5V 電源，B 棒

6、、C 棒各通過一個電阻與地面相連水塔由電動機帶動水泵供水，單片機控制電動機轉(zhuǎn)動，以達到對水位控制之目的供水時，水位上升，當(dāng)達到上限時，由于水的導(dǎo)電作用，B 、C 棒連通+5V因此，b ，c 兩端均為1狀態(tài)，這時應(yīng)停止電動機和水泵的工作，不再給水塔供水當(dāng)水位降到下限時，B 、C 棒都不能與A 棒導(dǎo)電，因此，b ，c 兩端均為0狀態(tài)這時應(yīng)啟動電動機，帶動水泵工作，給水塔供水當(dāng)水位處于上、下限之間時，B 棒與A 棒導(dǎo)通，因C 棒不能與A 棒導(dǎo)通，b 端為1狀態(tài)，c 端為0狀態(tài)這時，無論是電動機已在帶動水泵給水塔供水，水位在不斷上升，或者是電動機沒有工作，用水使水位在不斷下降，都應(yīng)繼續(xù)維持原有的工作狀

7、態(tài)22單片機控制水塔水位硬件設(shè)計單片機控制水塔水位的電路如圖2所示： 221（只讀存儲器）使用AT89C51單片機由于89C51設(shè)有內(nèi)部OM，因此，需外擴展OM，作為程序存儲器該控制電路中也使用2732芯片構(gòu)成4KB 的外擴展程序存儲器，并選用74LS373作為地址鎖存器222兩個水位信號由P10和P11輸入，這兩個信號共有四種組合狀態(tài)如下表所示：c （p11）b （p10）操作00電動機運轉(zhuǎn)01維持原狀10故障報警11電動機停轉(zhuǎn)其中第三種組合（b =0，c =1）在正常情況下是不可能發(fā)生的，但在設(shè)計中還是應(yīng)該考慮到，并作為一種故障狀態(tài)223控制信號由P12端輸出到控制電動機為了提高控制的可靠

8、性，使用了光電耦合224由P13輸出報警信號，驅(qū)動一支發(fā)光二極管實現(xiàn)光警23單片機控制水塔水位軟件設(shè)計根據(jù)水塔水位控制硬件設(shè)計的分析要求及電路的特點，采用模塊化程序設(shè)計386，繪制出水塔水位控制程序流程圖，如圖3所示：22 圖3水塔水位控制程序流程圖結(jié)合控制流程圖編寫出程序代碼如下：OG8000HAJMP LOOP LOOP ：OLP1，#03HMOV A ，P1JNB ACC0ONE JB ACC1，TWO BACK ：ACALL D10SAJMP LOOPONE ：JNB ACC1，THEECL93H SETB 92H FOU：SJMP FOUTHEE：CL92HAJMP BACKTWO

9、：SETB 92HAJMP BACK D10S （延時子程序）：OG8030HMOV 3，#19HLOOP3：MOV 1，#85HLOOP1：MOV 2，#0FAHLOOP2：DJNZ 2，LOOP2DJNZ 1，LOOP1DJNZ 3，LOOP3ET3單片機AT89C51控制水塔水位控制的實現(xiàn)過程31根據(jù)水塔水位控制原理繪制出控制電路圖，采用可靠性高、價格適宜的元器件，通過焊接、安裝、檢測等過程形成應(yīng)用系統(tǒng)電路板32連接偉福仿真器4，在偉福集成開發(fā)軟件下，單擊“幫助”菜單項彈出“安裝KEIL 驅(qū)動”選項，單擊后會安裝硬件仿真器驅(qū)動程序到KEIL 目錄下，啟動uVision3軟件，完成偉福系列

10、仿真器的驅(qū)動配置33利用已安裝的Vision3軟件5，對水塔水位控制源程序進行錄入、建立工程、配置工程、編譯工程等，最終生成目標程序文件，單步及全速運行，觀察仿真的狀態(tài)34利用編程器也可將目標程序文件，寫到AT89C51芯片中，然后將芯片插入到設(shè)計好的系統(tǒng)電路中，在實際中完成對水塔水位的自動化控制4結(jié)束語本文介紹了一種基于AT89C51單片機控制水塔水位系統(tǒng)的總體設(shè)計方案、對硬件與軟件的設(shè)計進行了分析，應(yīng)用AT89C51單片機實現(xiàn)了對水塔水位的自動控制該系統(tǒng)具有很強的實用性，電路簡單，成本低、便于操作等優(yōu)點若對該系統(tǒng)適當(dāng)進行優(yōu)化配置，能大大提高控制的功能，在實際生活中有較好的應(yīng)用前景，同時對單

11、片機系統(tǒng)的認識及知識拓展具有一定的促進作用32參考文獻：1李全利單片機原理及應(yīng)用技術(shù)M 北京：高等教育出版社，20092王曙霞單片機實驗與實訓(xùn)指導(dǎo)M 西安：西安電子科技大學(xué)出版社，20073吳建寧單片機原理及應(yīng)用M 北京：北京郵電大學(xué)出版社，20104龐前娟基于AT89S51單片機的交通燈控制器的仿真及實現(xiàn)J 信息技術(shù)，2009（10）5廖月琴基于AT89S51單片機數(shù)字溫度計的設(shè)計J 咸寧學(xué)院學(xué)報，2010（12）Design and Implementation of AT 89C 51basedMicrocontroller Water Tower Water Level Control

12、LUO Xin man（Department of Computer Science ，Linfen Vocational and Technical College ，Linfen Shanxi 041000，China ）Abstract ：In the design principle ，AT89C51microcontroller works as the processing chips that control water tower water level ，directly from AT89C51P1port to controlThe design uses modular

13、 programming combined with program flowchartAdditionally ，KEIL company Vision3software and DW simulation software are used in simulation experi-ments to achieve a single chip automatic control water tower water level changesKey words ：SCM ；Address latch ；檱檱檱檱檱檱檱檱檱檱檱檱檱檱檱檱檱檱檱檱檱檱檱檱檱檱檱檱檱檱檱檱檱檱檱檱檱檱檱檱檱檱檱檱檱

14、檱water tower level control(上接第20頁2金俠云痕跡、物證檢驗在交通肇事案件中的作用J 發(fā)展，2008（11）3唐陽山，閆松申利用輪胎痕跡寬度斷定肇事車輛車型的研究J 遼寧工學(xué)院學(xué)報，2005（5）4DJ ，Jobson ，and GAWoodell ，ProPerties and Performanceof cente /rsurroundretinex J TransImageProeessing ，1997（6）5ELand and JMccann ，Light and the etinextheories J OPSocAm，1997（61）6ELandThe

15、 etinexJ Seient，1974（2）7ELandAn alternative technice for the computation of thedesignater in the etinextheories of color visions J NatAcadSeiUSA ，1986（10）8MElad ，DShaked ，and Kesheteducecomplexity et-inex algorithmsThrough the Variational approach J VisCommunImage epresent2004，14（1）Application of Si

16、ngle scale etinexinto Vehicle Tire Print Image EnhancementQIAO Li ，LIU Ji hua ，BAI Feng feng（Department of Computer Science and Technology ，LüliangUniversity ，Lishi Shanxi 033000，China ）Abstract ：For traditional image enhancement algorithm causes image details missing ，this paper presents a new tire image enhancement algorithm on the basis of the single scale etinexmethodThe experimental resul