液位控制系統(tǒng)lyx

1、XXXX大學本科生畢業(yè)論文(設計)題 目： 基于單片機的液位控系統(tǒng) 學生姓名： XXX 指導教師： XXX 二級院系： XXXXXXXXXX 專業(yè)班級： XXXXXXXXX 完成時間： 2011年X月XX日 摘要：隨著電子技術的迅速發(fā)展，以單片機控制的智能型控制器廣泛應用于電子產(chǎn)品中。而液位控制是現(xiàn)代工業(yè)業(yè)中常見的參數(shù)，有著直接觀察、容易測量的優(yōu)點，本系統(tǒng)采用AT89S52單片機為主控制器，設計一個對供水箱水位進行監(jiān)控的系統(tǒng)。根據(jù)監(jiān)控對象的特征，要求實時檢測水箱的液位高度，并與開始預設定值作比較，由單片機控制繼電器的開斷進行液位的調(diào)整，最終達到液位的預設定值。檢測值若高于上限設定值，要求報警，

2、開啟水位控制電路，控制水泵開始抽水水，檢測液位若低于下限設定值，要求報警，開啟水位控制電路，控制水泵開始上水?，F(xiàn)場實時顯示測量值，從而實現(xiàn)對水箱液位的監(jiān)控。比較適合用于一般的液位控制，如自來水廠蓄水槽、污水處理廠的污水槽等都需要液位檢測裝置來檢測液位。關鍵字：AT89S52 液位監(jiān)測 數(shù)碼管顯示目 錄摘要：2第一章 緒論51.1課題背景51.2研究目的和意義51.3基本章節(jié)安排6第二章 總體方案設計72.1系統(tǒng)總體結構規(guī)劃72.2單片機的選擇72.3顯示方式的選擇8第3章 中央控制器 AT89S52及其外圍電路的設計與分析9第4章 系統(tǒng)硬件設計164.1 系統(tǒng)主電路圖164.2 顯示電路設計1

3、64.3 液位采集電路設計184.5控制部分電路設計19第5章 系統(tǒng)軟件設計2051軟件設計應用環(huán)境簡介2052系統(tǒng)程序設計流程圖2253總體程序設計225.5液位采集程序設計24第6章 系統(tǒng)調(diào)試256.1系統(tǒng)原理圖設計2562系統(tǒng)測試方法256.3開始測試266.4系統(tǒng)功能測試27總 結28參考文獻30附錄31第一章 緒論1.1課題背景現(xiàn)如今自動化、信息化程度越來越高，單片機的應用領域也就越來越廣，成為人們生活不可或缺的一部分。隨著社會的發(fā)展、科技的進步以及人們生活水平的逐步提高，各種方便于生活的自動控制系統(tǒng)開始進入了人們的生活，以單片機為核心的自動門系統(tǒng)就是其中之一。同時也標志了自動控制領

4、域成為了數(shù)字化時代的一員。它實用性強，功能齊全，技術先進，這是科技進步的成果。它更讓人類懂得，數(shù)字時代的發(fā)展將改變?nèi)祟惖纳?，將加快科學技術的發(fā)展。經(jīng)濟飛速發(fā)展的中國，高樓聳立的大都市，自動門已經(jīng)是隨處可見，在各大廈、賓館、酒店、銀行、商場、醫(yī)院、寫字樓等場所，自動門更是得到大范圍的普及使用。自動門不但能給我們帶來人員進出方便、節(jié)約空調(diào)能源、防風、防塵、降低噪音等好處，更令我們的建筑增添了不少高貴典雅的氣息。1.2研究目的和意義 我國水資源嚴重短缺同時又存在嚴重浪費現(xiàn)象，兩方面因素制約了國民經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展，使社會經(jīng)濟建設受到巨大挑戰(zhàn)。提高生產(chǎn)、生活用水水價以及對大型工、礦企業(yè)強制安裝中水處理

5、設備，都是國家不得己而為之的重大節(jié)水舉措，然而由于變送器在水位控制系統(tǒng)中普遍存在著時漂、溫漂、精確度、抗干擾能力、穩(wěn)定性等一系列問題，尤其在惡劣氣候條件下的電閃、雷擊，易造成水位交送器的故障頻發(fā)，使監(jiān)控設施失控，形成跑、冒水現(xiàn)象，進一步加劇了寶貴水資源的大量浪費，僅水資源浪費一項每年就占到全國用水量的40%以上，新型自動水位測控系統(tǒng)的設計研制工作正是在這一契機下應運而生的。1.3基本章節(jié)安排 本設計通過分析液位控制系統(tǒng)的發(fā)展和現(xiàn)狀來規(guī)劃液位控制的智能功能，從而對電動液位控制器進行設計。采用直流電機作為執(zhí)行元件。89S52單片機作為控制芯片，通過液位采集電路，采集液位信息，通過數(shù)碼管顯示電路，實

6、時顯示水位情況，根據(jù)水位的情況實現(xiàn)自動抽排水功能，最終實現(xiàn)了液位控制器的多項智能項目。主要章節(jié)分為：（1）緒論：介紹設計目標國內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀和研究意義目的，設計的基本內(nèi)容和本文的章節(jié)安排。（2）總體設計方案：給出了液壓控制器的器的總體方案設想，智能項目，和設計結構規(guī)劃。（3）單片機最小系統(tǒng)介紹：中央控制器 AT89S52及其外圍電路的設計與分析（4）系統(tǒng)硬件設計：介紹各部分模塊電路的功能(5)系統(tǒng)軟件設計：主要介紹了各項功能的設計流程。（6）總結與展望第二章 總體方案設計2.1系統(tǒng)總體結構規(guī)劃 液位控制器的總體結構框圖如下圖2-1所示。液位采集電路信號調(diào)理電路單片機指示燈顯示電路電機模擬圖2-

7、1液位控制器機構框圖由液位判斷電路來實現(xiàn)對液位的實時檢測，經(jīng)過信號調(diào)理電路的處理，轉換后的信號由單片機控制器,并通過數(shù)碼管顯示水位,來實現(xiàn)繼電器的吸合與斷開。來模擬電機的抽放水功能。2.2單片機的選擇 20世紀80年代以來，單片機的發(fā)展非常迅速，就通用單片機而言，世界上一些著名的計算機廠家已投入市場的產(chǎn)品就有50多個系列，數(shù)百個品種。盡管單片機的品種很多，但是在我國使用的最多的是INTER公司的MCS-51系列單片機，直到現(xiàn)在MCS-51系列單片機仍不失為主流系列。在最近的若干年仍是工業(yè)檢測控制的主角。AT89S52采用0.35新工藝，成本降低,而且將功能提升,增加了競爭力。89SXX可以向下

8、兼容89CXX等51系列芯片。AT89S51/LS51單片機是低功耗的、具有4KB在線課編程Flash存儲器的單片機。它與通用80C51系列單片機的指令系統(tǒng)和引腳兼容。片內(nèi)的Flash可允許在線重新編程，也可使用非易失性存儲器編程。他將通用CPU和在線可編程Flash集成在一個芯片上，形成了功能強大、使用靈活和具有較高性能性價比的微控制器2。2.3顯示方式的選擇該系統(tǒng)可以使用液晶來顯示液位信息,也可以采用數(shù)碼管顯示，但考慮到就顯示一個液位，用液晶會增大系統(tǒng)的體積，還會增加成本。采用數(shù)碼管顯示亮度高，易于觀察，成本低，故選用數(shù)碼管顯示。第3章 中央控制器 AT89S52及其外圍電路的設計與分析3

9、.1 芯片AT89S52的性能及其參數(shù)的分析圖3-1 AT89S51單片機引腳圖AT89S52是51系列單片機的一個型號，它是ATMEL公司生產(chǎn)的。AT89S52是一個低電壓，高性能CMOS 8位單片機，片內(nèi)含8k bytes的可反復擦寫的Flash只讀程序存儲器和256 bytes的隨機存取數(shù)據(jù)存儲器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術生產(chǎn)，兼容標準MCS-51指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用8位中央處理器和Flash存儲單元，功能強大的AT89S51單片機可為您提供許多較復雜系統(tǒng)控制應用場合。AT89S52有40個引腳，32個外部雙向輸入/輸出（I/O）端口，同時內(nèi)含2個外中斷

10、口，3個16位可編程定時計數(shù)器,2個全雙工串行通信口，2個讀寫口線，AT89S51可以按照常規(guī)方法進行編程，也可以在線編程。其將通用的微處理器和Flash存儲器結合在一起，特別是可反復擦寫的Flash存儲器可有效地降低開發(fā)成本。AT89S52為40腳雙列直插封裝的8位通用微處理器如圖3-3所示，采用工業(yè)標準的C52內(nèi)核，在內(nèi)部功能及管腳排布上與通用的8xc51相同，其主要用于會聚調(diào)整時的功能控制。功能包括對會聚主IC內(nèi)部寄存器、數(shù)據(jù)RAM及外部接口等功能部件的初始化，會聚調(diào)整控制，會聚測試圖控制，紅外遙控信號IR的接收解碼及與主板CPU通信等5。AT89S52時鐘有兩種方式產(chǎn)生，即內(nèi)部方式和外

11、部方式，如下圖3-4 a所示。AT89S52中有一個構成內(nèi)部震蕩器的高增益反向放大器，引腳XTAL1和XTAL2分別是該放大器的輸入端和輸出端。這個放大器與作為反饋元件的片外石英或陶 瓷震蕩器一起構成自激震蕩器震蕩電路。外接石英晶體(或陶瓷震蕩器)及電容C1、C2接在放大器的震蕩回路中構成并聯(lián)震蕩電路。對外接電容C1、C2雖然沒有非常嚴格的要求，但電容的大小會輕微影響震蕩頻率的高低、震蕩工作的穩(wěn)定性、起震的難易程序及溫度穩(wěn)定性，。還可以采用外部時鐘，采用外部時鐘，如圖3-4 b所示。在這種情況下，外部時鐘脈沖接到XTAL1端，既內(nèi)部時鐘發(fā)生器的輸入端，XTAL2懸空。由于外部時鐘信號是通過一個

12、2分頻的觸發(fā)器后作為內(nèi)部時鐘信號的所以外部時鐘的占空比沒有特殊要求，但最小高電平持續(xù)的時間和最大低電平持續(xù)的時間應符合技術條件的要求5。a 內(nèi)部震蕩電路 b 外部震蕩電路圖3-2 時鐘電路圖3.2 單片機時鐘電路的設計電路中的晶振即石英晶體震蕩器。由于石英晶體震蕩器具有非常好的頻率穩(wěn)定性和抗外界干擾的能力，所以，石英晶體震蕩器是用來產(chǎn)生基準頻率的。通過基準頻率來控制電路中的頻率的準確性。同時，它還可以產(chǎn)生振蕩電流，向單片機發(fā)出時鐘信號。圖3-3是單片機的晶振電路。電路中的電容C1和C2的典型值通常選擇為30PF左右，該電容的大小會影響振蕩電路頻率的高低、振蕩器的穩(wěn)定性和起振的快速性。晶體振蕩頻

13、率的范圍通常在1.212MHz。晶體的頻率越高，系統(tǒng)的時鐘頻率越快，單片機的運行速度越快。AT89S51常選擇振蕩頻率12MHz的石英晶體。圖3-3 單片機晶振電路圖3.3 單片機復位電路的設計復位是單片機的初始化操作，只需要給AT89S51的復位引腳RST加上大于2個機器周期（即24個時鐘振蕩周期）的高電平就可以使AT89S51復位。復位時，單片機初始化為0000H，從0000H單元開始執(zhí)行程序。除了進入系統(tǒng)的正常初始化之外，當程序運行錯誤（如程序跑飛）或操作錯誤使系統(tǒng)處于鎖死狀態(tài)時，也需要復位鍵使RST腳為高電平，使AT89S52擺脫“跑飛”或“死鎖”狀態(tài)而重新啟動。圖3-4是復位電路圖。

14、圖3-4 復位電路圖3.4 單片機復位后的狀態(tài)分析表3-1 特殊功能寄存器與初始狀態(tài)表特殊功能寄存器初始狀態(tài)特殊功能寄存器初始狀態(tài)A00HTMOD00HB00HTCON00HPSW00HTH000HSP07HTL000HDPL00HTH100HDPH00HTL100HP0P3FFHSBUF不定IP*00000BSCON00HIE0*00000BPCON0*B說明：表中符號*為隨機狀態(tài)。單片機的復位操作使單片機進入初始化狀態(tài)，其中包括使程序計數(shù)器PC0000H，這表明程序從0000H地址單元開始執(zhí)行。單片機冷啟動后，片內(nèi)RAM為隨機值，運行中的復位操作不改變片內(nèi)RAM區(qū)中的內(nèi)容，21個特殊功能寄

15、存器復位后的狀態(tài)為確定值，見上表3-1所示。系統(tǒng)復位是任何微機系統(tǒng)執(zhí)行的第一步，使整個控制芯片回到默認的硬件狀態(tài)下。51單片機的復位是由RESET引腳來控制的，此引腳與高電平相接超過24個振蕩周期后，51單片機即進入芯片內(nèi)部復位狀態(tài)，而且一直在此狀態(tài)下等待，直到RESET引腳轉為低電平后，才檢查EA引腳是高電平或低電平，若為高電平則執(zhí)行芯片內(nèi)部的程序代碼，若為低電平便會執(zhí)行外部程序5。51單片機在系統(tǒng)復位時，將其內(nèi)部的一些重要寄存器設置為特定的值，內(nèi)部RAM內(nèi)部的數(shù)據(jù)則不變。3.5 電源電路電源是提供電壓的裝置。把其他形式的能轉換成電能的裝置叫做電源。電源是向電子設備提供功率的裝置，也稱電源供

16、應器，它提供計算機中所有部件所需要的電能。電源功率的大小，電流和電壓是否穩(wěn)定，將直接影響計算機的工作性能和使用壽命。有條件的可以使用電源模塊來為系統(tǒng)供電。由于該系統(tǒng)中的步進電機要求用12V電源供電，而單片機的需要5V供電，所以需要加個穩(wěn)壓芯片這里采用LM7805進行穩(wěn)壓處理。把12V穩(wěn)降至5V來供給單片機及各芯片的使用。經(jīng)測試12V完全滿足各器件的運行要求。調(diào)整管放大電路保護電路采樣電路基準電源啟動電路+-U0UI圖3-5 三端集成穩(wěn)壓器7805內(nèi)部結構此設計的電源電路是由7805集成穩(wěn)壓器，橋式整流，濾波電容及電源指示燈組成的。電源電路的核心元件是7805，其內(nèi)部結構如圖3-5所示。(1)調(diào)

17、整管調(diào)整管接在輸入端與輸出端之間，當電網(wǎng)電壓或負載電流波動時，調(diào)整自身的集-射壓降使輸出電壓保持不變。在7805三端集成穩(wěn)壓電路中，調(diào)整管由兩個三極管組成的復合管充當，這種結構只要求放大電路用較小的電流即可驅(qū)動調(diào)整管發(fā)射極回路中較大的輸出電流，而且提高了調(diào)整管的輸入電阻。(2)放大電路放大電路將基準電壓與從輸出端得到的采樣電壓進行比較，然后再放大并送到調(diào)整管的基極。放大倍數(shù)愈大，則穩(wěn)定性能愈好。在7805三端集成穩(wěn)壓器中，放大管也是復合管，電路組態(tài)為共射接法，并采用有源負載，可以獲得較高的電壓放大倍數(shù)。(3)基準電源基準電壓的穩(wěn)定性將直接影響穩(wěn)壓電路輸出電壓的穩(wěn)定性。在7805中，采用一種能帶

18、間隙式基準源，這種基準源具有低噪聲，低溫漂的特點，在單片式大電流集成穩(wěn)壓器中被廣泛應用。(4)采樣電路采樣電路由兩個分壓電阻組成，它將輸出電壓變化量的一部分送到放大電路的輸入端。(5)啟動電路啟動電路的作用是在剛接通直流輸入電壓時，使調(diào)整管,放大電路和基準電源等建立起各自的工作電流，而當穩(wěn)壓電路正常工作時啟動電路被斷開，以免影響穩(wěn)壓電路的性能。(6)保護電路在7805中，已將三種保護電路集成在芯片內(nèi)部，它們是限流保護電路，過熱保護電路和過壓保護電路6。圖3-6 電源電路電源電路如圖3-6所示，此電源電路能輸出穩(wěn)定的+5V電壓，可以給整機電路上電，所以在電路中起到至關重要的作用。其中7805三端

19、集成穩(wěn)壓器的1腳為輸入，3腳為輸出，2腳為接地。作用是將由橋式整流電路，整流濾波后得到的直流輸入電壓轉變成穩(wěn)定的直流+5V輸出電壓，為了改善紋波電壓，常在輸入端接入電容CJ3，我所選用的電容容量為100uF。同時，在輸出端接上電容CJ2，以改善負載的瞬態(tài)響應，CJ2的容量為100uF。兩個電容應直接接在穩(wěn)壓器的引腳處。在穩(wěn)壓管的輸入端還要接二極管，方向如圖3-8所示，起到對7805集成穩(wěn)壓器的一種保護作用。第4章 系統(tǒng)硬件設計4.1 系統(tǒng)主電路圖圖4.1系統(tǒng)總電路圖4.2 顯示電路設計本設計中壓力大小采用4位LED數(shù)碼管顯示。在單片機系統(tǒng)中，通常用LED數(shù)碼顯示器來顯示各種數(shù)字或符號。由于它具

20、有顯示清晰、亮度高、使用電壓低、壽命長的特點，因此使用非常廣泛。八段LED顯示器由8個發(fā)光二極管組成。其中7個發(fā)光二極管構成字型“8”的各個筆畫段，另一個小數(shù)點為dp發(fā)光二極管。LED顯示器有兩種不同的形式：一種是發(fā)光二極管的陽極都連在一起的，稱之為共陽極LED顯示器；另一種是發(fā)光二極管的陰極都連在一起的，稱之為共陰極LED顯示器。如圖4.2所示。本次設計采用共陽極極接法。LED顯示方式有動態(tài)顯示和靜態(tài)顯示兩種方式。本系統(tǒng)采用動態(tài)掃描顯示接口電路，動態(tài)顯示接口電路是把所有顯示器的8個筆劃段a-h同名端連在一起，而每一個顯示器的公共極COM各自獨立地受I/O線控制。CPU向字段輸出口送出字型碼時

21、，所有顯示器接收到相同的字型碼，但究竟是哪個顯示器亮，則取決于COM端。也就是說我們可以采用分時的方法，輪流控制各個顯示器的COM端，使各個顯示器輪流點亮。在輪流點亮掃描過程中，每位顯示器的點亮時間是極為短暫的（約1ms），由于人的視覺暫留現(xiàn)象及發(fā)光二極管的余輝效應，盡管實際上各位顯示器并非同時點亮，但只要掃描的速度足夠快，給人的印象就是一組穩(wěn)定的顯示數(shù)據(jù)，不會有閃爍感。圖4.2 七(八)段LED顯示器本設計P2.0、P2.1、P2.2、P2.3信號一起組成位選通的位選信號，P0.0P0.7信號一起組成段碼選通的段選信號，通過軟件編程，先把所要顯示的數(shù)據(jù)放入存儲單元，然后把數(shù)據(jù)送入段選通對應的

22、地址，再選通某一個LED，逐步完成四個LED的顯示。由于采用4位共陽數(shù)碼管。用單片機吸收電流驅(qū)動，列掃描驅(qū)動使用三極管，按每段6mA電流算，全顯示字型“8”時，每個數(shù)碼管需6mA8=48mA。由于四位數(shù)碼管的驅(qū)動電流相同，4組需192mA，因此設計中采用功率三極管S9012驅(qū)動。由于單片機每個段碼輸出口需吸收48mA電流，因此在電路設計中要在P0口加一個上拉電阻。其顯示驅(qū)動電路如圖4.3所示。圖4.3顯示電路4.3 液位采集電路設計圖4.4液位采集電路液位檢測電路的的檢測原理，首先先將一根VCC線放到水底如圖4.4所示，然后將A、B、C三根線分別放入水中，當水位到A點時A1為高電平，B1和C1

23、低電平，三極管導通A2變?yōu)楦唠娖?，此時繼電器動作抽水并伴隨報警聲，當水位到達B點時，此時A1和B1為高電平，C1為低電平，A2，B2，都為高電平，此時狀態(tài)良好，當水位到C點時，此時A1、B1、C1都為高電平，A2、B2、C2都為低電平繼電器動作，電機放水并伴隨報警聲。4.5控制部分電路設計 控制驅(qū)動電路主要電動機、繼電器及相應的元件構成，它根據(jù)液位檢測電路的實際需要控制電機的啟動、停止，從而能自動地控制液位的高度。第5章 系統(tǒng)軟件設計該系統(tǒng)硬件完全，但系統(tǒng)的運算與控制必須靠軟件支持，系統(tǒng)硬件組態(tài)完后，根據(jù)I/O地址分配和功能要求便可以進行軟件編程。軟件編程是系統(tǒng)完全控制的一個重要部分。系統(tǒng)軟件

24、程序主要完成初始化工作，輸入輸出控制，子程序主要完成數(shù)據(jù)采集處理的功能包括采集的液位數(shù)據(jù)與給定的液位值的比較，是否需要報警，以及處理完成顯示部分與調(diào)節(jié)閥的信號輸出。在該系統(tǒng)的軟件部分的設計中，第一部分主要是對流程圖的介紹，其中包括了對誰位的檢測，對水泵的控制和開關，以及水泵是否正常工作的報警。通過對水體液位進行的簡易方便的操縱，可以準確得控制水泵進行添加水或放水以適應工作的需要，第二部分是系統(tǒng)工作編程內(nèi)容，由于全部編程比較多，只取重要的水位檢測主程序段和部分控制程序。51軟件設計應用環(huán)境簡介Keil C51的V8. xx是目前世界上最好的51單片機的匯編和C語言的開發(fā)工具。它支持匯編、C語言以

25、及混合編程，同時具備強大的軟件仿真和硬件仿真功能。在此次設計中采用開發(fā)環(huán)境的正是此項。1、創(chuàng)建項目：執(zhí)行Project|NewVision Project菜單命令，將新創(chuàng)建一個項目。為項目建一個單獨的文件夾，然后選擇子文件夾并鍵入項目的名稱。在項目創(chuàng)建之前，需要為新建的項目選擇一個CPU。在命名項目名稱后，彈出的對話框，其中顯示的是器件數(shù)據(jù)庫，用戶只要選擇所需要的MCU就可以了。選擇AT89S52之后，右邊一欄是對這個單片機的基本的說明，然后單擊確定按鈕。2、添加配置啟動代碼：啟動文件STARTUP.C中包含了目標啟動代碼，可在每個project中加入這個文件。 3、項目設置：Vision 3

26、允許用戶為目標硬件設置選項，可以通過工具條圖標打開，也可以用鼠標右擊項目窗口中的Files標簽頁中的Target1，在右鍵菜單中選擇Options for Targe1命令： Output：定義Keil工具的輸出文件，并定義生成處理后的執(zhí)行用戶程序；Listing：定義Keil工具輸出的所有列表文件；C51：設置C51編譯器的特別工具選項；A51：設置匯編器的特殊工具選項；BL51 Locate：定義不同類型的存儲器和存儲器的不同段位置；BL51 Misc：其他的與連接器相關的設置，如警告或存儲器指示；Debug：Vision 3的Debugger設置；Utilities：文件及其Group的

27、特別選項。4、Target標簽：單擊Target標簽，其中各參數(shù)設置如下：1）Xtal(MHz)：設置單片機的工作的頻率，默認值是24.0MHz。2）Use On-chip ROM(0x00x1FFF)： Flash ROM。單片機的EA引腳接高電平，則一定需要選中這個選項。3）Memory Model：變量存儲空間。5、Output標簽：1）Select Folder for Objects：選擇編譯之后的目標文件存儲在哪個目錄。2）Name of Executable：設置生成的目標文件的名字。3）Create Executable：生成omf以及hex文件。4）Create Hex Fi

28、le：要生成hex文件一定要選中該選項。5）Create Library：生成lib庫文件。6、Listing標簽：Keil C51在編譯之后除了聲稱目標文件之外，還生成*.lst、*.m51的文件。用戶可以在Listing標簽中設置*.lst、*.m51文件的各種選項。7、C51標簽：用戶通過C51標簽來設置C51編譯器的特別的工具選項。8、A51標簽：A51標簽用來設置匯編器的特別工具選項，如宏處理和條件匯編等。9、BL51 Locate標簽：BL51是具有代碼分段功能的連接器/重定位器，它組合一個或多個目標模塊成一個MCS-51的執(zhí)行程序。此連接器處理外部和全局數(shù)據(jù)，并將可重定位的段分配

29、到固定的地址上。連接器自動選擇適當?shù)倪\行庫并連接那些用到的模塊。也可以在命令行上輸入相應的目標模塊的名字的組合來運行本連接器。10、BL51 Misc標簽：Misc標簽是對BL51 Locate標簽的補充設置。11、Debug 標簽：該標簽對Vision 3的調(diào)試器進行設置。12、項目編譯：項目一旦設置完成，就可以開始編譯。單擊調(diào)試工具條上的圖標，編譯項目中所有的源文件并生成應用。當應用中有語法錯誤時，Vision 3將在Output Window的Build標簽頁顯示這些錯誤和告警信息。雙擊一個信息將打開此信息對應的文件并定位到語法錯誤處。在編譯項目時，會在輸出窗口中出現(xiàn)錯誤信息，單擊其中一

30、條錯誤信息，將在源代碼窗口中出現(xiàn)錯誤的地方出現(xiàn)一個小箭頭。13、列表文件（C語言）：如果在對話框中選中了C Compiler Listing選項下的各種復選框和Assembler Listing 選項下的各種復選框，Vision 3在編譯時將產(chǎn)生C語言和匯編語言的列表文件，該文件中包含了源代碼文件中的各種指示信息，這些信息對分析源代碼非常重要。14、列表文件（匯編語言）：在Vision 3中，集成的A51宏匯編譯器是一個8051 MCU系列的宏匯編器。它把匯編語言翻譯成機器代碼。A51匯編器允許用戶定義程序中的每一個指令，在需要極快的運行速度、很小的代碼空間、精確的硬件控制時使用。因此用戶可以

31、利用Vision 3的集成開發(fā)環(huán)境進行匯編語言代碼的編譯和調(diào)試。在匯編語言列表文件中，宏匯編編譯器報告所有必要的信息，如變量名、函數(shù)名、行數(shù)以及Vision 3調(diào)試器或其他仿真器用來詳細調(diào)試和分析程序所需要的信息。52系統(tǒng)程序設計流程圖通過軟件控制單片機的功能是單片機的主要特點和優(yōu)點，程序的設計要考慮合理性和可讀性，遵循模塊化設計的原則，采用自頂向下的設計方法。模塊化設計使程序的可讀性好、修改及完善方便。軟件設計包括主程序、水位采集、按鍵掃描子程序、延時子程序、中斷服務子程序、顯示子程序、報警程序等等。水位采集子程序是將傳感器產(chǎn)生的信號經(jīng)單片機處理之后，經(jīng)顯示子程序可以顯示出來。延子程序時MC

32、S-51的工作頻率為2-12MHZ，我們選用的89S52單片機的工作頻率為12MHZ。機器周期與主頻有關，機器周期是主頻的12倍，所以一個機器周期的時間為12*（1/12M）=1us。我們可以知道具體每條指令的周期數(shù)，這樣我們就可以通過指令的執(zhí)行條數(shù)來確定1秒的時間。中斷服務子程序用來實現(xiàn)數(shù)碼管的動態(tài)掃描。顯示子程序是將數(shù)據(jù)處理的結果送顯示器顯示。系統(tǒng)軟件總體流程圖如圖5.1所示。開始初始化液位檢測報警電路顯示程序處理53總體程序設計本軟件流程圖設計簡易合理，方便易于操控，能夠針對水位的不同狀態(tài)和不同外界條件進行控制，水位運行穩(wěn)定、控制品質(zhì)良好、控制效果明顯改善，同時大大提高了控制的抗干擾能力

33、，保證了工業(yè)水體液位方面作業(yè)的穩(wěn)定運行。下圖即為水位檢測主程序流程圖。 圖5.2總程序流程圖5.5液位采集程序設計 當液位在A點以下時紅燈連續(xù)亮并且發(fā)出頻率較高的報警聲顯示00，電機正轉；當A液位B時，顯示A0，繼電器1吸合，電機正轉；當B液位C時，顯示OB，電機不轉；液位在C點及以上時，綠燈連續(xù)亮并且發(fā)出報警聲，顯示C0，電機反轉。圖5.4液位采集子程序流程圖第6章 系統(tǒng)調(diào)試6.1系統(tǒng)原理圖設計 利用Altium designer6.9軟件來進行原理圖的繪制，先將原理圖做出，然后將其轉化成相應的PCB圖，布繪制過程中要注意布置線要求：銅箔厚度為00 5mm、寬度為11. 5mm時，通過2A的

34、電流，溫度不會高于3，因此導線寬度為1. 5mm (60mil)可滿址要求。對于集成電路，尤其是數(shù)字電路，通常選0. 020.3mm(0.812mil)導線寬度。當然，只要允許，還是盡可能用寬線尤其是電源線和地線。導線的最小間距主要由最壞情況下的線間絕緣電阻利擊穿電壓決定。對于集成電路，尤其是數(shù)字電路，只要工藝允許，可使問距至58mm。62系統(tǒng)測試方法在水塔中經(jīng)常要根據(jù)水面的高低進行水位的自動控制，同時進行水位壓力的檢測和控制。本液位器具有水位檢測、報警、自動上水和排水（上水用電機正轉模擬，下水用電機反轉模擬）。該控制器主要由89S52單片機，A、B、C三點水位檢測電路、數(shù)碼顯示電路、報警電路

35、和電源電路組成。由三路“傳感器”（三根插入水中的導線）檢測液位的變化，由89S52控制液位的顯示及電泵的抽放水。 三路液位檢測都采用簡單的三極管檢測電路檢測液位變化，將電平信號分別送入單片機。實際檢測時，從P3焊接出四根導線，分別將接A、B、C和VCC的導線放入水杯（模擬水塔）中，位置如圖6.2所示。當液位在A點以下時紅燈連續(xù)亮并且發(fā)出頻率較高的報警聲顯示00，電機正轉；當A液位B時，顯示OA，繼電器1吸合，電機正轉；當B液位C時，顯示OB，電機不轉；液位在C點及以上時，綠燈連續(xù)亮并且發(fā)出報警聲，顯示OC，電機反轉。6.3開始測試1整個電路安裝焊接之后，開始調(diào)試。硬件電路的檢查。先斷電觀察有無

36、斷路和短路現(xiàn)象；檢查元件足否安裝正確，有無損壞；檢查電路部分是否有虛焊、脫焊現(xiàn)象；榆查電源系統(tǒng)等，然后接通電源，用萬用表等測試工具測試電路的通斷情況；檢查芯片、按鍵、數(shù)碼管等元器件能否正常工作等。2軟件的調(diào)試檢查。首先對程序進行調(diào)試，沒有芯片的支持，系統(tǒng)將無法正常運行，而一個程序是否能正常運行，首先要檢查它的語法上有沒有錯誤，檢查程序語法的錯誤。利用Keil uVision4軟件對程序進行調(diào)試。首先將程序在程序編輯器中編輯，因為在調(diào)試時沒有實驗箱，所以在調(diào)試時只能看有沒有錯誤，即只能對程序進行編譯連接，如果有編譯連接錯誤，將鼠標指向窗口內(nèi)的錯誤提示信息，雙擊左鍵，光標將自動跳到編輯窗口源程序文

37、件發(fā)生錯誤的地方，對程序進行修改。在修改正確之后就可以產(chǎn)生一個HEX文件，該文件就是程序的代碼文件。將程序燒入電路，按功能要求對電路進行調(diào)試，并反復對程序進行修改調(diào)試，以達到基本功能要求。然后把程序燒制程序成功之后，開始進行硬件調(diào)試。導通電源之后，數(shù)碼管不顯示，6個燈全亮現(xiàn)象，在老師的指導下找到了問題，復位電路有虛焊點，造成一直復位狀態(tài)，單片機不工作。在調(diào)試監(jiān)測水壓功能時發(fā)現(xiàn)根本無法實現(xiàn)，接著對水壓傳感器接口進行電平測試，測得該口的VCC總處于低電平電平，最后檢查檢查主電路，發(fā)現(xiàn)電路板上有斷線。把所有問題都處理好，系統(tǒng)運行正常，很好地實現(xiàn)了設計的各個功能。6.4系統(tǒng)功能測試 (1)測試在lOc

38、m-40cm范圍內(nèi)任務設定水箱的上、下水位，當水箱的水位下降到設定水位時，繼電器1吸合水泵電機可自動起動運轉工作，給水箱補水；當水箱的水位上升到設定水位高度時，繼電器2吸合水泵電機倒轉可自動放水。 (2)測試在設定報警的液位上下限值，當水管水位降到或升到設定的報警水位時，能發(fā)山報警聲，同時能起動水泵和排水閥進行自動調(diào)節(jié)。 (3)測試用數(shù)碼管顯示器件顯示水位高度，分辨率1ccm。(4)測試當水泵電機工作時如果無水泵出或水管液位不變化報警。總 結本設計是采用一個單片機系統(tǒng)來進行根據(jù)水位大小自動抽水放水的液位控制器設計與制作，它具有全集成化，智能化，高精度，高性能，高可靠性和低價格等優(yōu)點，是一個值得

39、推廣的一種方法。在設計本作品時，我通過查閱網(wǎng)絡與圖書館搜集到的資料，再加上指導老師的耐心指導與資料提供，設計出了這一套根據(jù)水壓大小自動抽水放水的液壓控制系統(tǒng)的主要硬件結構和軟件結構，基本完成了任務書的要求，但是由于設計的理論基礎尚淺，對課題的研究經(jīng)驗還不成熟，使得在技術的解決與運用上顯得粗糙了一些，在某些技術關鍵上的敘述不能達到詳細、精辟。但是這個系統(tǒng)的設計卻不缺乏自己的特點和創(chuàng)新點，特歸納為以下幾點： 該產(chǎn)品的互換性好，響應速度快，抗干擾能力強，外圍電路簡單易懂，體積小。 該系統(tǒng)能用軟件的方式設計硬件，所以用軟件方式設計的系統(tǒng)向硬件系統(tǒng)的轉換是由有關開發(fā)軟件自動完成的。 設計過程中可以對有關

40、軟件進行各種仿真，且系統(tǒng)可現(xiàn)場編程，在線升級，所以有不同的功能可以實現(xiàn)。 可以從以前的組合設計轉向真正的自由設計，所以設計的移植性好，效率高?？蛇m合大規(guī)模的現(xiàn)場操作。 因為整個系統(tǒng)可集成在一個芯片上，因此體積小，外圍電路簡單、功耗低，可靠邊性更高。在軟件上，充分利用了AT89C52的強大功能，實現(xiàn)了信息的快速處理和控制、顯示功能，能精確監(jiān)測。更進一步實現(xiàn)了自動化，高效率。 由于本人的水平有限，設計當中，難免會有不少的缺點和不足之處，懇請教導老師批評并改正。致 謝通過這次的畢業(yè)設計，使自己大學四年以來所學的理論知識和實踐做到了有機結合，進一步深化鞏固了自己的專業(yè)知識，同時也讓我深深體會到要想有更

41、好的發(fā)展，必須要通過自身不斷的學習，才能為將來打下更加堅定的基礎。 在完成本畢業(yè)設計之際，首先感謝我的導師 插入老師的名字老師對我在學業(yè)上的悉心指導，某某老師淵博的理論知識、 熱心負責、無私的奉獻精神深深地感動了我，某某老師幫助解決了畢業(yè)設計中遇到的許多問題，使我能順利完成此次設計，在這里，再一次對于某某老師的指導和幫助致以誠摯的謝意！ 同時，學院各級領導、老師以及身邊的同學也給予了熱情關心和幫助。在此感謝學校四年的培養(yǎng)，同時對關心和幫助過自己的領導、老師以及同學表示衷心的感謝！最后，感謝評審老師在百忙中抽出時間對我的論文進行評審指正，謝謝！參考文獻1 蔡美琴,張為民,何金兒.MCS-51系列

42、單片機系統(tǒng)及其應用M高等教育出版社,20092 毛謙敏，洪潭元,肖艷萍.單片機原理及應用設計M國防工業(yè)出版社，社,20053 雷思孝,馮育長.單片機系統(tǒng)設計及工程應用M.西安電子科技大學出版社,20054 何宏,龔威,志宏.單片機原理與接口技術M.國防工業(yè)出版社,20065 張樹江,王成安.模擬電子技術M.大連理工大學出版社,20096 劉峰,孫艷萍.電力電子技術M.大連理工大學出版社,20077 陳小忠，黃寧.單片機接口技術實用子程序M.人民郵電出版社，2005：2-88 Charles K.Alexander,Matthew N.O.Sandiku.Fundamentals of elec

43、tric circuitM.清華大學出版社,2009:78-82 9 Janice Mazidi.8051 Microcontroller and Embedded SystemsM.Prentice Hall,2009:82-8410 Brian W.Kernighan.The C Programming LanguageM.Prentice Hall PTR,2009：69-71附錄程序清單/*=液位控制程序=*/#include /頭文件#define uchar unsigned char /宏定義#define uint unsigned intuchar discount;uint

44、 getdate;uchar disbuf4=0xc0,0xc0,0xc0,0xc0;uchar code FFW4=0x01,0x02,0x04,0x08;/ 正轉數(shù)組uchar code REV4=0x08,0x04,0x02,0x01; / 反轉數(shù)組uchar code dispcode=0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90,0xff,0x88,0x83,0xc6;/共陽數(shù)碼管段碼表 /*端口定義*/sbit W0=P27; /數(shù)碼管位選端口定義sbit W1=P26;sbit W2=P25;sbit W3=P24; /繼電器端口定義/sbit M1=P10; /抽水電機控制口/sbit M2=P11; /排水電機控制口sbit BEEP=P17;sbit A1=P20; /水位測量端口定義sbit B1=P21;sbit C1=P22;bit MOTOR_Z=0;/電機正轉控制標示位bit MOTOR_F=0;/電機反轉控制標示位uchar num;uchar num1=0;/* 延時子程序*/void delayms(u