基于51單片機帶LED燈顯示的水箱液位定點控制系統(tǒng)設計論文DOC畢設論文

1、自動化與電氣工程學院專業(yè)綜合實驗實驗報告書設計題目：帶LED燈顯示的水箱液位定點控制系統(tǒng)設計 摘要本設計闡述了以AT89S51和其他一些外圍元器件組成的具有LED顯示水箱液位定點控制。該電路采用各色LED燈顯示的水箱動態(tài)液位。通過兩個按鍵分別控制單片機的兩種工作模式。單片機通過各色LED來模擬液位信號產生與控制驅動設定。關鍵詞: 水箱液位定點控制，單片機，按鍵，模式切換，LED顯示目錄1 概述31.1 課程設計的意義31.2 設計的任務和要求32系統(tǒng)總體方案與硬件設計42.1水箱液位定點控制系統(tǒng)方案論證42.1.1方案42.2系統(tǒng)總體設計52.3系統(tǒng)模塊52.3.1 主控制器52.3.2 顯示

2、電路62.3.3按鍵72.3.4報警83 實驗仿真94 總結與體會10查考文獻11附1 實物照片12附2 源程序代碼141 概述1.1 課程設計的意義 本次課程設計是在我們學過單片機后的又一次實踐，可增加我們的動手能力。特別是對單片機的系統(tǒng)設計有很大幫助。本課程設計由兩個人共同完成，在鍛煉了自己的同時也增強了自己的團隊意識和團隊合作精神。1.2 設計的任務水箱液位定點控制系統(tǒng)設計1) 顯示：4個綠色LED豎排顯示高、中、低、超低液位；1個雙色LED代表模擬水泵（紅色亮開/綠色亮停）； 1個黃色LED超低液位報警，要求閃亮（1秒亮，1秒暗）2）可選操作：A按鍵（按下啟動）低液位LED滅時，啟動水

3、泵開啟并保持；當高液位LED亮時，停止水泵運轉。B按鍵（按下啟動）超低液位LED滅時發(fā)出報警信號（黃色LED閃亮），同時啟動水泵開啟并保持；當高液位LED亮時，停止水泵運轉。3）模擬液位信號產生：應用單片機定時器編程設定輸出模擬液位信號a. 停泵后5秒，高位LED滅；10秒后，中位LED滅；15秒后，低位LED滅；20秒后，超低LED滅。b. 開泵后5秒，超低LED亮；10秒后低位LED亮；15秒后中位LED亮；20秒后高位LED亮。4）控制驅動設定：用高位信號驅動延時3秒停泵；用低位（常規(guī)）或超低（報警）信號驅動延時3秒開泵。2系統(tǒng)總體方案與硬件設計2.1水箱液位定點控制系統(tǒng)方案論證2.1.

4、1方案系統(tǒng)功能要求，決定控制系統(tǒng)采用AT89S51單片機，該電路采用LED顯示水箱動態(tài)液位。以AT89S51和其他一些外圍元器件組成的具有LED顯示水箱液位定點控制。該電路采用各色LED燈顯示的水箱動態(tài)液位。通過兩個按鍵分別控制單片機的兩種工作模式。單片機通過各色LED來模擬液位信號產生與控制驅動設定。本文采用AT89S51作為核心元件,AT89S51是一個低功耗，高性能CMOS 8位單片機，片含4k Bytes ISP(In-system programmable)的可反復擦寫1000次的Flash只讀程序存儲器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術制造，兼容標準MCS-51指令

5、系統(tǒng)與80C51引腳結構，芯片集成了通用8位中央處理器和ISP Flash存儲單元，功能強大的微型計算機的AT89S51可為許多嵌入式控制應用系統(tǒng)提供高性價比的解決方案。器件采用ATMEL公司的高密度，非易失性存儲技術生產，兼容標準8051指令系統(tǒng)與引腳。它集Flash程序存儲器，既可在線編程（ISP）也可用傳統(tǒng)方法進行編程與通用8位微處理器于單片芯片中，ATMEL公司的功能強大，低價AT89s51單片機可提供許多高性價比的應用場合，可靈活應用于各種控制領域。2.2系統(tǒng)總體設計溫度計電路設計總體設計方框圖如圖1所示，控制器采用單片機AT89S51，溫度傳感器采用DS18B20，用3位LED數碼

6、管以串口傳送數據實現溫度顯示。AT89S51綠色LED顯示黃色LED報警顯示單片機復位時鐘振蕩模式選擇按鍵紅綠雙色模擬水泵圖2.21總體設計方框圖圖2.22系統(tǒng)仿真圖2.3系統(tǒng)模塊系統(tǒng)由單片機最小系統(tǒng)、LED顯示電路、按鍵等組成。2.3.1主控制器單片機AT89S51具有低電壓供電和體積小等特點，四個端口只需要兩個口就能滿足電路系統(tǒng)的設計需要，很適合便攜手持式產品的設計使用系統(tǒng)可用二節(jié)電池供電。晶振采用12MHZ。復位電路采用上電復位。圖2.3.11晶振電路圖2.3.12復位電路2.3.2 顯示電路顯示電路采用4位共陽極LED數碼管，P0作為段碼輸出并作為各色LED的顯示。圖2.3.2 LED

7、顯示電路2.3.3按鍵P3.2口和P3.3口。作為兩個按鍵的輸入端口。與P3.2連接的是A按鍵，A按鍵（按下啟動）：低液位LED滅時，啟動水泵開啟并保持；當高液位LED亮時，停止水泵運轉。與P3.2連接的是B按鍵，B按鍵（按下啟動）：超低液位LED滅時發(fā)出報警信號（黃色LED閃亮），同時啟動水泵開啟并保持；當高液位LED亮時，停止水泵運轉。圖2.3.3 按鍵與單片機的連接2.3.4報警 本設計采用黃色LED閃爍報警。若超低液位LED滅時發(fā)出報警信號。圖2.3.4 報警電路3 實驗仿真進入protuse后，連接好電路，并將程序下載進去，并運行。圖41 LED顯示仿真4 總結與體會通過這次對帶LE

8、D燈顯示的水箱液位定點控制系統(tǒng)的設計與制作，讓我了解了設計電路的程序，也讓我了解了關于水箱液位定點控制系統(tǒng)的原理與設計理念，要設計一個電路要先用仿真程序仿真嘗試驗證可行性之后才實際接線的。但是最后的成品卻不一定與仿真時完全一樣，因為，再實際接線中有著各種各樣的條件制約著。而且，在仿真中無法成功的電路接法，在實際中因為芯片本身的特性而能夠成功。所以，在設計時應考慮兩者的差異，從中找出最適合的設計方法。通過這次學習，讓我對各種電路都有了大概的了解，所以說，坐而言不如立而行，對于這些電路還是應該自己動手實際操作才會有深刻理解。從這次的課程設計中，我真真正正的意識到，在以后的學習中，要理論聯(lián)系實際，把

9、我們所學的理論知識用到實際當中，學習單機片機更是如此，程序只有在經常的寫與讀的過程中才能提高，這就是我在這次課程設計中的最大收獲。查考文獻1海宴. 51單片機原理原理與應用基于Keil與Proteus 航天航空大學2馬忠梅，凱，等. 單片機的C語言應用程序設計(第四版) 航空航天大學3俊謨. 單片機中級教程原理與應用（第二版） 航空航天大學4毅，寶芳，麗等. 自動檢測技術與儀表控制系統(tǒng)（第二版） 化學工業(yè)附1 實物照片圖1 實物全照圖2 工作狀態(tài)圖3 電路板背面附2 源程序代碼#include<regx51.h>#define uchar unsigned char#define

10、OFF 1/燈滅#define ON 0/燈亮sbit High_level=P00;/高液位sbit Middle_level=P01;/中液位sbit Low_level=P02;/低液位sbit Ultra_Low_level=P03;/超低液位sbit RED=P05;/水泵運行指示燈sbit GREEN=P06;/水泵停止指示燈sbit Alert=P04;/報警指示uchar time=0;uchar count=0;uchar sign;/按鍵標志位uchar flag=0;/閃爍標志位/*計時*/void Time_count()interrupt 1 using 1TH0=(

11、65536-50000)/256;/50msTL0=(65536-50000)%256;time+;if(time=20) /1s定時time=0;flag=1;count+;/每1s計時void Style(void)/這個模擬環(huán)境 if(count<23) RED=ON;/開啟水泵 GREEN=OFF; if(count>=5&&count<10)Ultra_Low_level=ON;/超低液位LED亮if(count>=10&&count<15)Low_level=ON;/低液位LED亮if(count>=15&

12、&count<20)Middle_level=ON;/中液位LED亮if(count>=20&&count<23)High_level=ON;/高位LED亮if(count>=23)GREEN=ON;/水泵停止LED亮RED=OFF;if(count>=28&&count<33)High_level=OFF;/高液位LED滅if(count>=33&&count<38)Middle_level=OFF;/中液位LED滅if(count>=38&&count<43)

13、Low_level=OFF;/低位LED滅if(count>=43&&count<46)Ultra_Low_level=OFF;/超低液位LED滅if(count>=46)RED=ON;/水泵打開LED亮GREEN=OFF; count=0;/一個循環(huán)void Alert_LED(void) /發(fā)出警報信號，黃色LED燈亮if(flag=1)Alert=!Alert;flag=0;/*A按鍵信號控制*/void A_key()interrupt 0 using 0TR0=!TR0;sign='A' /*B按鍵信號控制*/void B_key()

14、interrupt 2 using 2TR0=!TR0;sign='B'/*初始化*/void Initial(void)EA=1; /總允許 打開ET0=1; /定時器0 源允許 打開EX0=1; /外部中斷0 源允許 打開EX1=1; /外部中斷1 源允許 打開IT0=1; /打開外部中斷0IT1=1;/打開外部中斷1TR0=0;TMOD=0X01;/設置定時器方式1TH0=(65536-50000)/256;/50msTL0=(65536-50000)%256;High_level=OFF;/高液位Middle_level=OFF;/中液位Low_level=OFF;/低液位Ultra_Low_level=OFF;/超低液位Alert=