高塔水位控制系統(tǒng)正文

1、摘 要AT 89C2051微控制器系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)冷卻塔水位自動(dòng)化水平，設(shè)計(jì)了一種低成本、實(shí)用價(jià)值高的水塔水位控制器。系統(tǒng)具有水位檢測、低水位高水位報(bào)警和自動(dòng)加水等功能。設(shè)計(jì)過程主要采用傳感器技術(shù)、單片機(jī)技術(shù)、光學(xué)技術(shù)和弱控強(qiáng)警電源技術(shù)。檢測系統(tǒng)采用簡單的銅針檢測系統(tǒng)，導(dǎo)致靈敏度低和高。 AT 89C2051單片機(jī)系統(tǒng)控制利用信號處理電路，利用光耦合和弱控繼電器實(shí)現(xiàn)強(qiáng)電，實(shí)現(xiàn)水系統(tǒng)的自動(dòng)控制。它可以自動(dòng)檢測水位、燈光報(bào)警、上水，所有工作無需水循環(huán)，確保更好的表面高度始終在其結(jié)構(gòu)簡單、成本低、靈敏度高、能源使用量大的范圍內(nèi)。高位液體儲存的理想設(shè)備。關(guān)鍵詞：單片機(jī)自動(dòng)監(jiān)控電路控制目錄TOC o 1-3 h

2、 z u HYPERLINK l _Toc294039239 第1章引言 PAGEREF _Toc294039239 h 1 HYPERLINK l _Toc294039240 1.1研究背景 PAGEREF _Toc294039240 h 1 HYPERLINK l _Toc294039241 1.2研究目的和意義 PAGEREF _Toc294039241 h 3 HYPERLINK l _Toc294039242 1.3國外發(fā)展現(xiàn)狀 PAGEREF _Toc294039242 h 4 HYPERLINK l _Toc294039243 第二章總體方案演示 PAGEREF _Toc2940

3、39243 h 6 HYPERLINK l _Toc294039244 2.1設(shè)計(jì)理念 PAGEREF _Toc294039244 h 6 HYPERLINK l _Toc294039245 2.2系統(tǒng)方案演示 PAGEREF _Toc294039245 h 6 HYPERLINK l _Toc294039246 2.3方案演示 PAGEREF _Toc294039246 h 8 HYPERLINK l _Toc294039247 第三章各單元電路設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc294039247 h 9 HYPERLINK l _Toc294039248 3.1 系統(tǒng)工作原理 PAGEREF

4、_Toc294039248 h 9 HYPERLINK l _Toc294039249 3.2 MCU PAGEREF _Toc294039249 h 9的選擇 HYPERLINK l _Toc294039250 3.2.1單片機(jī)選型 PAGEREF _Toc294039250 h 9 HYPERLINK l _Toc294039251 3.2.2最小系統(tǒng)電路 PAGEREF _Toc294039251 h 14 HYPERLINK l _Toc294039252 3.3傳感器的選擇 PAGEREF _Toc294039252 h 18 HYPERLINK l _Toc294039253 3.

5、4穩(wěn)壓電路設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc294039253 h 20 HYPERLINK l _Toc294039254 3.5光學(xué)報(bào)警顯示電路 PAGEREF _Toc294039254 h 21 HYPERLINK l _Toc294039255 3.6繼電器控制水泵電路 PAGEREF _Toc294039255 h 23 HYPERLINK l _Toc294039256 3.6.1功率驅(qū)動(dòng)電路中的光隔離 PAGEREF _Toc294039256 h 23 HYPERLINK l _Toc294039257 3.6.2光耦簡介 PAGEREF _Toc294039257 h 24 H

6、YPERLINK l _Toc294039258 3.6.3繼電器簡介 PAGEREF _Toc294039258 h 24 HYPERLINK l _Toc294039259 3.6.4水泵介紹 PAGEREF _Toc294039259 h 25 HYPERLINK l _Toc294039260 3.7電源電路 PAGEREF _Toc294039260 h 26 HYPERLINK l _Toc294039261 3.8看門狗電路 PAGEREF _Toc294039261 h 27 HYPERLINK l _Toc294039262 第4章軟件設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc29403

7、9262 h 32 HYPERLINK l _Toc294039263 4.1程序流程圖 PAGEREF _Toc294039263 h 32 HYPERLINK l _Toc294039264 4.2源程序 PAGEREF _Toc294039264 h 33 HYPERLINK l _Toc294039265 總結(jié) PAGEREF _Toc294039265 h 35 HYPERLINK l _Toc294039266 至 PAGEREF _Toc294039266 h 36 HYPERLINK l _Toc294039267 參考文獻(xiàn) PAGEREF _Toc294039267 h 37

8、 HYPERLINK l _Toc294039268 附錄1系統(tǒng)示意圖 PAGEREF _Toc294039268 h 39 HYPERLINK l _Toc294039269 附錄2系統(tǒng)通用程序 PAGEREF _Toc294039269 h 40第一章 簡介1.1研究背景傳統(tǒng)的供水系統(tǒng)大多采用水塔、高位水箱或增壓設(shè)備，利用水泵將水位提升至高于實(shí)際水位的揚(yáng)程，以保證足夠的用水量。但控制精度低，能耗大。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷更新和發(fā)展，我國的自動(dòng)控制技術(shù)日新月異，傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)已經(jīng)跟不上時(shí)代發(fā)展的要求，這就需要一種新的控制方法來代替它。單片機(jī)誕生于1970年代后期。它是一種 HYPERLIN

9、K %20%20%20%20:/baike.baidu%20%20%20%20/view/134362.htm t _blank 集成電路芯片。它采用 HYPERLINK %20%20%20%20:/baike.baidu%20%20%20%20/view/1081357.htm t _blank 超大規(guī)模集成電路技術(shù)，將中央處理器CPU HYPERLINK %20%20%20%20:/baike.baidu%20%20%20%20/view/151093.htm t _blank 隨機(jī)存儲器RAM、 HYPERLINK %20%20%20%20:/baike.baidu%20%20%20%2

10、0/view/188818.htm t _blank 只讀存儲器ROM 、各種具有數(shù)據(jù)處理能力的I/O端口集成在一起。它將中斷系統(tǒng)、定時(shí)器/ HYPERLINK %20%20%20%20:/baike.baidu%20%20%20%20/view/928508.htm t _blank 定時(shí)器（可能還包括顯示驅(qū)動(dòng)電路、 HYPERLINK %20%20%20%20:/baike.baidu%20%20%20%20/view/849406.htm t _blank 脈寬調(diào)制電路、模擬多路復(fù)用器、 HYPERLINK %20%20%20%20:/baike.baidu%20%20%20%20/vi

11、ew/990260.htm t _blank A/D轉(zhuǎn)換器等電路）等功能集成在一個(gè)硅片上。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。 HYPERLINK :/baike.baidu /view/1130583.htm t _blank 單片機(jī)，又稱 HYPERLINK %20%20%20%20:/baike.baidu%20%20%20%20/view/154544.htm t _blank 單片機(jī)，不是完成一定邏輯功能的芯片，而是 HYPERLINK %20%20%20%20:/baike.baidu%20%20%20%20/view/4646187.htm t _blank 將計(jì)算機(jī)系統(tǒng)集成到芯片中。它相當(dāng)于一臺微型計(jì)

12、算機(jī)。與計(jì)算機(jī)相比，單片機(jī)只缺少I/O設(shè)備。簡而言之：芯片變成了計(jì)算機(jī)。它體積小、重量輕、價(jià)格便宜，為學(xué)習(xí)、應(yīng)用和開發(fā)提供了便利的條件?，F(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)的工業(yè)革命使世界經(jīng)濟(jì)從資本經(jīng)濟(jì) HYPERLINK %20%20%20%20:/baike.baidu%20%20%20%20/view/451653.htm t _blank 時(shí)代進(jìn)入了知識經(jīng)濟(jì)時(shí)代。在電子世界領(lǐng)域，從20世紀(jì)的無線電時(shí)代，也進(jìn)入了21世紀(jì)以計(jì)算機(jī)技術(shù)為核心的現(xiàn)代智能電子系統(tǒng)時(shí)代 HYPERLINK %20%20%20%20:/baike.baidu%20%20%20%20/view/3958685.htm t _blank 。

13、現(xiàn)代電子系統(tǒng)的基本核心是 HYPERLINK %20%20%20%20:/baike.baidu%20%20%20%20/view/4353330.htm t _blank 嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)（簡稱嵌入式系統(tǒng)），而單片機(jī)是最典型、最廣泛、最普遍的嵌入式系統(tǒng)。目前，單片機(jī)已經(jīng)滲透到我們生活的各個(gè)領(lǐng)域，在任何領(lǐng)域幾乎都很難找到單片機(jī)的蹤跡。導(dǎo)彈導(dǎo)航裝置、 HYPERLINK %20%20%20%20:/baike.baidu%20%20%20%20/view/35448.htm t _blank 飛機(jī)上各種儀表的控制、計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)通信和數(shù)據(jù)傳輸、工業(yè)自動(dòng)化過程的實(shí)時(shí)控制和數(shù)據(jù)處理、廣泛使用的各種智能

14、 HYPERLINK %20%20%20%20:/baike.baidu%20%20%20%20/view/4189.htm t _blank IC卡、民用豪華轎車的安全系統(tǒng)、 HYPERLINK %20%20%20%20:/baike.baidu%20%20%20%20/view/111680.htm t _blank 錄像機(jī)、控制相機(jī)、 HYPERLINK :/baike.baidu /view/45678.htm t _blank 全自動(dòng)洗衣機(jī)、程控玩具、電子寵物等等，這些都離不開單片機(jī)。更不用說自動(dòng)控制領(lǐng)域的機(jī)器人、智能電表、醫(yī)療設(shè)備和各種智能機(jī)器。因此，單片機(jī)的研究、開發(fā)和應(yīng)用將造就

15、一批計(jì)算機(jī)應(yīng)用和智能控制方面的科學(xué)家和工程師。單片機(jī)廣泛應(yīng)用于儀器儀表、家用電器、醫(yī)療器械、航空航天、特種設(shè)備的智能化管理和過程控制。它們大致可以分為以下幾類：1 HYPERLINK %20%20%20%20:/baike.baidu%20%20%20%20/view/1540405.htm t _blank 、在智能儀器儀表中的應(yīng)用具有功耗小、控制功能強(qiáng)、 HYPERLINK %20%20%20%20:/baike.baidu%20%20%20%20/view/44147.htm t _blank 擴(kuò)展靈活、小型化、使用方便等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于儀器儀表 HYPERLINK :/baike.ba

16、idu /view/16431.htm t _blank 。流量、速度、厚度、角度、長度、硬度、元素、壓力等物理量的測量。采用單片機(jī)控制，使儀表數(shù)字化、智能化、小型化，功能比電子更強(qiáng)大或 HYPERLINK %20%20%20%20:/baike.baidu%20%20%20%20/view/635019.htm t _blank 數(shù)字電路。如精密的測量設(shè)備（ HYPERLINK %20%20%20%20:/baike.baidu%20%20%20%20/view/1608633.htm t _blank 功率計(jì)、 HYPERLINK %20%20%20%20:/baike.baidu%20%

17、20%20%20/view/130973.htm t _blank 示波器、各種分析儀）。2.在工業(yè)控制中的應(yīng)用用單片機(jī)可以組成多種控制系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) HYPERLINK :/baike.baidu /view/2102581.htm t _blank 。例如工廠流水線的智能管理、電梯的智能控制、各種報(bào)警系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)組成二級控制系統(tǒng)等。3.在家用電器中的應(yīng)用可以說，現(xiàn)在的家用電器基本上都是單片機(jī)控制的，大到電飯煲、洗衣機(jī)、冰箱、空調(diào)、彩電等 HYPERLINK %20%20%20%20:/baike.baidu%20%20%20%20/view/68529.htm t _blank 影

18、音設(shè)備，大到 HYPERLINK %20%20%20%20:/baike.baidu%20%20%20%20/view/287613.htm t _blank 電子稱重設(shè)備。4、在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)代單片機(jī)普遍具有通信接口，可以方便地與計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，為計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信設(shè)備之間的應(yīng)用提供了極好的物質(zhì)條件。如今，通信設(shè)備基本實(shí)現(xiàn)了單片機(jī)的智能控制。手機(jī)、電腦、小型 HYPERLINK %20%20%20%20:/baike.baidu%20%20%20%20/view/84642.htm t _blank 程控交換機(jī)、樓宇自動(dòng)通信呼叫系統(tǒng)、列車無線通信，以及移動(dòng)、集群移動(dòng)通信、無線

19、電對講機(jī)等，在日常工作中隨處可見。 HYPERLINK %20%20%20%20:/baike.baidu%20%20%20%20/view/19599.htm t _blank 5 、單片機(jī)在醫(yī)療器械領(lǐng)域的應(yīng)用微控制器還廣泛用于醫(yī)療設(shè)備，如醫(yī)用呼吸機(jī)、各種分析儀、監(jiān)視器、超聲波診斷設(shè)備和病床呼叫系統(tǒng)。6、在各種大電器中的模塊化應(yīng)用一些專用的單片機(jī)是為了實(shí)現(xiàn)特定的功能而設(shè)計(jì)的，這樣就可以在各種電路中模塊化，而不需要用戶了解其內(nèi)部結(jié)構(gòu)。比如音樂集成單片機(jī)，看似簡單的功能在純電子芯片中小型化（不同于磁帶機(jī)的原理），這就需要類似于計(jì)算機(jī)的復(fù)雜原理。如：音樂信號以數(shù)字形式存儲在內(nèi)存中（類似于ROM），

20、由單片機(jī)讀出，轉(zhuǎn)換成模擬音樂電信號（類似于聲卡） 。在大型電路中，這種模塊化應(yīng)用大大減小了體積，簡化了電路，降低了損壞和錯(cuò)誤率，并且易于更換。在大型電路中，這種模塊化應(yīng)用大大減小了尺寸，簡化了電路，降低了損壞和錯(cuò)誤率，并且易于更換7、單片機(jī)在汽車裝備領(lǐng)域的應(yīng)用微控制器廣泛應(yīng)用于汽車電子領(lǐng)域，如汽車發(fā)動(dòng)機(jī)控制器、 HYPERLINK %20%20%20%20:/baike.baidu%20%20%20%20/view/2066657.htm t _blank 基于CAN總線的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)智能電子控制器、GPS導(dǎo)航系統(tǒng)、 ABS防抱死制動(dòng)系統(tǒng)、制動(dòng)系統(tǒng)等。此外，單片機(jī)在工商業(yè)、金融、科研、教育、國防

21、、航天等領(lǐng)域有著非常廣泛的用途。1.2研究目的和意義目前，我國住宅樓的自來水供水系統(tǒng)主要采用高塔供水，并在屋頂或其他塔上建有蓄水池，以保證用戶的水壓恒定。受我們導(dǎo)師的啟發(fā)，我們對住宅供水進(jìn)行了調(diào)查。據(jù)調(diào)查，現(xiàn)在城里建的很多房子都有自來水供應(yīng)，所以很多家庭的屋頂上都建了一座高塔。儲存水，然后為整個(gè)房子供水。在調(diào)查中我們發(fā)現(xiàn)，目前大部分小區(qū)都采用人工加水的方式，即水用完后，手動(dòng)打開水泵加水，非常不方便。這引起了老百姓的抱怨水用完之前，我不知道水很少，直到水用完之后我才知道。如果急需，等到加水后才可以用水，是很麻煩的；在加水的過程中，還要時(shí)刻檢查水位，防止水超過最高水位線；所以所有這些問題的存在都需

22、要一個(gè)簡單而經(jīng)濟(jì)的高塔水位檢測報(bào)警控制系統(tǒng)的誕生。此外，許多鍋爐系統(tǒng)和防洪系統(tǒng)也需要控制水位，以便能夠輕松控制水位，并對不同水位進(jìn)行報(bào)警。因此，如果研制出好的水位控制裝置，就能造福于人民。 .傳統(tǒng)控制方式存在控制精度低、能耗高等缺點(diǎn)，但利用單片機(jī)的自動(dòng)控制原理，利用水的電導(dǎo)率，全天候連續(xù)測量水位變化，根據(jù)水位變化自動(dòng)調(diào)整系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)。水壓恒定以滿足用水要求，從而提高供水系統(tǒng)的質(zhì)量。此外，成本低，安裝方便，經(jīng)多次實(shí)驗(yàn)證明，靈敏度好，是節(jié)約水源，方便家庭、單位控制水塔水位的理想自動(dòng)化裝置。 .在古代，人們以水為生。水在人們的正常生活和生產(chǎn)中發(fā)揮著至關(guān)重要的、不可替代的作用。如果沒有水，將會(huì)給人們的

23、生活帶來巨大的變化，并可能造成重大的生產(chǎn)事故和損失。因此，滿足及時(shí)、準(zhǔn)確、安全、充足的供水已成為對供水系統(tǒng)的新要求。如果仍采用傳統(tǒng)方式，不僅勞動(dòng)強(qiáng)度大，而且效率低，安全難保障。因此，利用單片機(jī)改造控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)安全、足量、自動(dòng)化供水，具有很高的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值，對人們的日常生產(chǎn)生活具有重要意義。1.3國外發(fā)展現(xiàn)狀從半導(dǎo)體集成技術(shù)和微電子設(shè)計(jì)技術(shù)的發(fā)展，可以預(yù)見未來單芯片技術(shù)的發(fā)展趨勢。、主流機(jī)型發(fā)展趨勢在未來很長一段時(shí)間內(nèi)，8位單片機(jī)仍將是主流機(jī)型，很多廠商會(huì)不斷改進(jìn)和完善8位計(jì)算機(jī)，讓8位計(jì)算機(jī)保持活力； 32 位機(jī)會(huì)在滿足高速數(shù)字處理方面發(fā)揮著重要作用。 ; 16 位機(jī)器空間可能被 8 位機(jī)器

24、和 32 位機(jī)器占用。2.整體CMOS趨勢。、 RISC架構(gòu)的大發(fā)展。4.大力發(fā)展專用單片機(jī)。5.OTPROM和Flash ROM成為主流供應(yīng)狀態(tài)。6. ISP和基于ISP的開發(fā)環(huán)境。7 、單片機(jī)內(nèi)嵌軟件。8 、實(shí)現(xiàn)全面的電源管理。9.實(shí)現(xiàn)串行擴(kuò)展總線。10. ASMIC技術(shù)的推出和開發(fā)。單片機(jī)以其優(yōu)異的性能得到了廣泛的應(yīng)用，并已滲透到各個(gè)領(lǐng)域。單片機(jī)用于檢測和控制領(lǐng)域，具有以下特點(diǎn)。1.小巧靈活，成本低，易于產(chǎn)品化?？煞奖憬M裝成各種智能測控設(shè)備和各種智能儀表。2 、可靠性好，適用溫度范圍廣。單片機(jī)芯片本身是根據(jù)工業(yè)測控環(huán)境要求設(shè)計(jì)的，能適應(yīng)各種惡劣環(huán)境，是其他機(jī)型無法比擬的。3、易于擴(kuò)展，易

25、于形成各種規(guī)模的應(yīng)用系統(tǒng)，控制功能強(qiáng)。單片機(jī)的邏輯控制功能非常強(qiáng)大，指令系統(tǒng)具有各種控制功能的指令。4 、可輕松實(shí)現(xiàn)多機(jī)分布式控制。我國于1982年開始使用單片機(jī)。目前國外使用的主要單片機(jī)主要有8051核單片機(jī)，如Inter的8051系列、 Atmel的89系列、 PHILIPS公司、 TI公司、 ST公司還有華邦公司的MCU系列等等。還有一些其他的核心微控制器。近年來，單片機(jī)在我國得到廣泛應(yīng)用，在各行各業(yè)生產(chǎn)過程的自動(dòng)化過程中發(fā)揮著重要作用。通過單片機(jī)程序設(shè)計(jì)提高液位系統(tǒng)的控制液位，具有很高的應(yīng)用價(jià)值，已廣泛應(yīng)用于國外企業(yè)和居民生活中。第二章 總體方案論證2.1 設(shè)計(jì)思路隨著時(shí)代的發(fā)展，社會(huì)

26、的進(jìn)步，以及人類物質(zhì)生活水平的不斷提高，現(xiàn)在很多家庭都需要生活用水自動(dòng)供水。根據(jù)調(diào)研，我們決定設(shè)計(jì)一個(gè)簡單、實(shí)用、經(jīng)濟(jì)的高塔水位控制系統(tǒng)。在高塔部分，我們設(shè)計(jì)了一個(gè)簡單的水位檢測傳感器，可以檢測三個(gè)水位，分別是低水位、正常水位和高水位。水位低時(shí)，向單片機(jī)送高電平，驅(qū)動(dòng)水泵加水，紅燈亮；水位正常時(shí)，水泵加水，綠燈亮；水位高時(shí)，水泵不加水，黃燈亮。在這個(gè)設(shè)計(jì)過程中，主要采用了傳感器技術(shù)、單片機(jī)技術(shù)、光報(bào)警技術(shù)和弱電控制技術(shù)。2.2系統(tǒng)方案演示方案一：本方案采用555電路進(jìn)行控制，即水位檢測傳感器檢測到低水位時(shí)，向NE555芯片送出低于1/3VCC的低電平，555輸出為高電平驅(qū)動(dòng)水泵加水；水位正常時(shí)

27、，將1/3VCC2/3VCC的水位送入NE555，即保持上一個(gè)水泵的狀態(tài)；當(dāng)水位處于高水位時(shí)，給NE555電路一個(gè)高電平。 NE555輸出電平翻轉(zhuǎn)為低電平，不能驅(qū)動(dòng)水泵，水泵停止加水。如圖2-1所示：圖2-1 解決方案框圖方案二：本方案采用單片機(jī)AT89C2051作為我們的控制芯片。主要工作過程是當(dāng)塔內(nèi)水處于低水位時(shí)，水位檢測傳感器向單片機(jī)致高電平，然后單片機(jī)驅(qū)動(dòng)水泵加水，顯示系統(tǒng)變?yōu)榧t色。燈亮了；當(dāng)水位在正常范圍內(nèi)時(shí)，水泵正在加水，綠燈亮；水位高水位時(shí)，單片機(jī)不能驅(qū)動(dòng)水泵加水，黃燈亮。如圖2-2所示：圖2-2 方案二框圖2.3 方案論證第一種方案被設(shè)計(jì)為更方便和簡單的使用。沒有編程等軟件設(shè)計(jì)

28、，但是沒有穩(wěn)壓電路，導(dǎo)致輸入NE555芯片的電平很不穩(wěn)定，容易誤判水位造成混亂，而NE555電路只有一個(gè)輸出端，無法連接顯示系統(tǒng)，無法完成顯示功能。第二種方案采用單片機(jī)處理，單片機(jī)技術(shù)是信息時(shí)代精密測量的新技術(shù)。在使用本系統(tǒng)的過程中，穩(wěn)壓電路可以準(zhǔn)確無誤地將輸入電平傳送給單片機(jī)，而且單片機(jī)的管腳更多，可以非常方便地設(shè)計(jì)顯示系統(tǒng)。綜上所述，我們已經(jīng)清楚地看到了兩種方案的優(yōu)缺點(diǎn)。為了能夠完成本次設(shè)計(jì)的各項(xiàng)指標(biāo)，達(dá)到設(shè)計(jì)的目的，我們選擇第二種方案作為我們的設(shè)計(jì)方案。第三章各單元電路設(shè)計(jì)3.1 系統(tǒng)工作原理該系統(tǒng)由單片機(jī)系統(tǒng)、水位檢測傳感器電路、電源電路、穩(wěn)壓電路、燈光報(bào)警顯示電路、繼電器控制水泵電路

29、、塔模型組成。系統(tǒng)框圖如圖 2-2 所示。當(dāng)水位處于低水位時(shí)，傳感器的低水位檢測線不被+5V電源接通，進(jìn)入穩(wěn)壓電路。處理后穩(wěn)壓電路輸出端有一個(gè)高電平，送至P1。另一個(gè)穩(wěn)壓電路輸出的高電平進(jìn)入單片機(jī)的P1.1端口。經(jīng)分析，單片機(jī)在P1.2端口輸出低電平，驅(qū)動(dòng)紅燈點(diǎn)亮，P1.5發(fā)出信號開啟光電耦合器GDOUHE。 ，使繼電器閉合，使水泵加水；當(dāng)水位在正常范圍內(nèi)時(shí)，水泵加水，P1.3引腳出現(xiàn)低電平，綠燈亮；當(dāng)水位處于高水位區(qū)時(shí)，傳感器的兩條檢測線均在開啟后，均由+5V電源開啟并送至單片機(jī)。經(jīng)單片機(jī)分析，P1.4腳低電平使黃燈亮，P1.5端低電平不能使光電耦合器導(dǎo)通，所以繼電器不能閉合，水泵不能加水；

30、當(dāng)三個(gè)燈閃爍時(shí)，表示系統(tǒng)有故障。3.2單片機(jī)的選擇3.2.1單片機(jī)選擇方案一：我們選擇AT89C2051作為我們的控制芯片。AT 89C2051（以下簡稱2051）是一款低功耗、高性能的8位CMOS微控制器芯片，具有2KB閃存可編程和可擦除只讀存儲器（FPEROM）。它兼容MCS-51指令系統(tǒng)，芯片F(xiàn)PEROM允許對程序存儲器進(jìn)行在線重新編程，也可以用常規(guī)的EPROM編程器進(jìn)行編程。 ATMEL的205l多功能8位CPU與FPEROM結(jié)合在同一芯片上，適用于很多嵌入式控制應(yīng)用。它提供了一種高度靈活且價(jià)格合理的解決方案。2051 還增加了在零頻率下工作的靜態(tài)邏輯模式和兩個(gè)軟件可選的省電模式模型。

31、其中，在空閑模式下，CPU停止工作，但RAM、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、串口和中斷系統(tǒng)仍在工作。在掉電模式下，只保存 RAM 容量，停止振蕩器，關(guān)閉芯片的所有其他功能，直到下一次硬件復(fù)位。 AT 89C205的管腳圖和封裝圖分別如圖3-1和3-2所示：圖 3-1 AT 89C2051 引腳圖圖 3-2 AT 89C2051 封裝圖AT 89C2051 主要性能與 MCS 產(chǎn)品兼容。5l2KB 在線可重新編程閃存，使用壽命為 1000 次寫入/擦除周期。寬工作電壓范圍：2.7V6V。全靜態(tài)工作模式：0Hz24MHz。兩級程序存儲器加密。1288 位 SRAM。15 條可編程 I/O 線。兩個(gè) 16 位定時(shí)

32、器/計(jì)數(shù)器。5個(gè)中斷源。可編程串行通道。可以直接驅(qū)動(dòng)LED。具有低功耗空閑和斷電模式的片上精密模擬比較器。零件結(jié)構(gòu)和引腳2051的引腳如圖3-3所示，引腳分布如圖3-1所示。引腳功能說明如下：Vcc電源。GND - 電路接地。端口 P1 - 是一個(gè)雙向 8 位 I/O 端口。 P1.2P1.7 引腳有上拉電阻，P1.0 和P1.1 需要外接上拉電阻。 P1.0和P1.1也作為模擬比較的正負(fù)輸入端，與片內(nèi)精密模擬比較器相連。 P1口輸出緩沖器可灌20mA，可直接驅(qū)動(dòng)LED顯示屏。向P1端口寫“電平”時(shí)1”，可作為輸入引腳使用。由于P1.2P1.7具有上拉功能，此時(shí)如果有外部電路作為輸入，該引腳會(huì)

33、灌電流（ I IL ). P1口還承擔(dān)flash燒寫和校驗(yàn)功能中接收數(shù)據(jù)碼的任務(wù)。P3 端口P3 端口只有 7 位 P3.0P3.5 和 P3.7（P3.7 引腳有部分上拉電路）。 P3.6 是外部比較器的輸出，沒有外部引腳。 2051沒有RD和WR控制信號，P3.7是通用I/O線。 P3 端口的輸出緩沖器可吸收20mA 的灌電流，可在向P3 端口寫電平時(shí)用作輸入端口1”。由于具有上拉功能，當(dāng) P3 端口有外部低電平輸入時(shí)，引腳向外產(chǎn)生灌電流（ I IL ）。端口3還提供了2051的第二個(gè)功能，如表2-2所示。 P3還可以在flash編程和驗(yàn)證功能中接收一些控制信號。表3-1 P3端口提供的次

34、要功能P3口線次要功能P3.0RXD（串行輸入）P3.1TXD（串行輸出）P3.2INT0（外部中斷 0）P3.3INT1（外部中斷 1）P3.4T0（外部定時(shí)輸入0）P3.5T1（外部定時(shí)輸入1）RST - 復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器運(yùn)行時(shí)，該引腳上的兩個(gè)機(jī)器周期的高電平將重置 2051。每個(gè)機(jī)器周期為 12 個(gè)振蕩器周期（或時(shí)鐘周期）。XTAL1振蕩器反相放大部分工作時(shí)鐘電路的輸入端。XTAL2 - 振蕩器反相放大器的輸出。AT 89C2051如圖 3-3 所示：圖 3-3 AT89C2051 部分結(jié)構(gòu)方案二：選擇8031作為我們的控制芯片。8031是INTER的MCS-51系列單片機(jī)中最基本的產(chǎn)

35、品。采用INTER可靠的CHMOS工藝技術(shù)制造的高性能8位單片機(jī)。它屬于標(biāo)準(zhǔn) MCS-51。HCMOS 產(chǎn)品。它結(jié)合了HMOS的高速高密度技術(shù)和CHMOS的低功耗特性雷，標(biāo)準(zhǔn)MCS-51微控制器的架構(gòu)和指令系統(tǒng)。8031中央處理器，128字節(jié)數(shù)據(jù)存儲RAM，32個(gè)雙向輸入/輸出（I/O）端口，2個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器和5個(gè)二級中斷機(jī)制，一個(gè)全雙工串行線通信端口，芯片時(shí)鐘振蕩電路，是一種高集成度的微機(jī)芯片，但8031芯片沒有程序存儲器，需要外接ROM。 8031單片機(jī)的管腳圖如圖3-4所示：圖 3-4 8031 管腳示意圖對比以上兩種方案，均能滿足設(shè)計(jì)要求，都是基于單片機(jī)的系統(tǒng)。方案一采用AT8

36、9C2051，是一款高性能、低成本的單片機(jī)。引腳 (20) 和指令系統(tǒng)與 8031 微控制器完全兼容。芯片有2Kbytes的flash程序存儲器（電擦寫，可重復(fù)燒寫1000次，數(shù)據(jù)可保10年），除了沒有P0口和P2口外，具有以下所有功能結(jié)構(gòu)8031，即一塊AT89C2051相當(dāng)于由8031、373、2716組成的最小系統(tǒng)。用它構(gòu)成的測控系統(tǒng)具有電路簡單、可靠性好、體積小、成本低等優(yōu)點(diǎn)。 AT89C2051的Port 1為8位雙向I/O口，P1.2P1.7有上拉電阻，P1.0和P1.1無上拉電阻。 P1.0 和 P1.1 有第二個(gè)功能它們分別用作芯片精密比較器的同相和反相輸入端。 P1端口輸出驅(qū)

37、動(dòng)器可以提供20mA灌電流驅(qū)動(dòng)能力，寫1時(shí)其鎖存器可作為輸入端口。 AT2051的P3端口89C是一個(gè)帶上拉電阻的七位雙向I/O端口。 P3口輸出驅(qū)動(dòng)器可提供20mA灌電流驅(qū)動(dòng)能力，其鎖存器在寫1時(shí)可作為輸入口。P3.6作為輸入線，接片內(nèi)精密比較器的輸出端片內(nèi)，因此沒有引線，但可以讀取該位的值。 P3.0P3.5的第二個(gè)功能與8031 P3端口對應(yīng)端口線的第二個(gè)功能完全相同。綜上所述，P1和P3中的每條端口線都可以直接驅(qū)動(dòng)LED，無需配置LED驅(qū)動(dòng)電路。 P1.0和P1.1具有第二個(gè)功能，因此無需配置比較器，簡化了控制電路結(jié)構(gòu)。因此，本次設(shè)計(jì)制作采用方案一的設(shè)計(jì)思路。3.2.2最小系統(tǒng)電路單片

38、機(jī)時(shí)鐘電路通常有兩種形式：外部振蕩方式和外部振蕩方式。外部振蕩方式：MCS-51單片機(jī)有一個(gè)高增益反相放大器用來組成振蕩器，引腳XTAL1和XTAL2分別是放大器的輸入和輸出端。放大器連接晶體振蕩器或陶瓷諧振器作為反饋元件，形成自激振蕩器，產(chǎn)生振蕩時(shí)鐘脈沖。外部振蕩方式：外部振蕩方式是將外部時(shí)鐘信號引入單片機(jī)。本設(shè)計(jì)采用部分振蕩方式，晶振選用12MHz，電容C1、C2選用33PF。接線圖如圖 3-4 所示：圖 3-4 時(shí)鐘電路基本復(fù)位電路復(fù)位電路的基本功能是在系統(tǒng)上電時(shí)提供復(fù)位信號，并在系統(tǒng)供電穩(wěn)定后取消復(fù)位信號。為可靠起見，復(fù)位信號必須在電源穩(wěn)定后經(jīng)過一定延時(shí)后才能取消，以防止因電源開關(guān)或電

39、源插頭開合過程產(chǎn)生的抖動(dòng)而導(dǎo)致復(fù)位。復(fù)位電路有三種連接方式： 1、上電復(fù)位單片機(jī)上電時(shí)，產(chǎn)生復(fù)位信號，完成單片機(jī)的啟動(dòng)，確定單片機(jī)的初始工作狀態(tài)。單片機(jī)。如圖 3-5 所示。 2、手動(dòng)復(fù)位手動(dòng)按鈕產(chǎn)生復(fù)位信號，完成單片機(jī)的啟動(dòng)，確定單片機(jī)的初始狀態(tài)。通常，當(dāng)單片機(jī)出現(xiàn)混亂或“死機(jī)”時(shí)，可以通過手動(dòng)復(fù)位來實(shí)現(xiàn)單片機(jī)的“重啟”。如圖 3-6 所示。 3、復(fù)合復(fù)位電路上電復(fù)位電路和手動(dòng)復(fù)位電路組合在一起構(gòu)成，通常采用這種混合復(fù)位電路。如圖 3-7 所示。本設(shè)計(jì)采用混合復(fù)位電路。圖 3-5 上電復(fù)位電路圖 3-6 手動(dòng)復(fù)位圖 3-7 復(fù)合復(fù)位最小系統(tǒng)電路使單片機(jī)工作的最基本的電路組成如下電源電路：給單

40、片機(jī)供電；時(shí)鐘電路：單片機(jī)的時(shí)基，決定了單片機(jī)的工作速度；復(fù)位電路：確定單片機(jī)的初始狀態(tài)，完成單片機(jī)的啟動(dòng)過程。最小系統(tǒng)電路如圖 3-8 所示：圖 3-8 最小系統(tǒng)電路圖3.3 傳感器的選擇傳感器是能夠感知被測物體的物理量并將其轉(zhuǎn)換為便于傳輸或處理的電信號的裝置。在現(xiàn)代科技領(lǐng)域，傳感器得到了廣泛的應(yīng)用，各種信息的采集離不開各種傳感器。基本功能是感受外界的各種“刺激”并迅速做出反應(yīng)。方案一：我們在本設(shè)計(jì)中使用的水位檢測傳感器簡單、易制作、經(jīng)濟(jì)。其外形如圖 3-9 所示：圖 3-9 水位檢測傳感器外觀A為接+5V電源的線，一直接水，B線為低水位控制線。水位達(dá)到低水位時(shí)不導(dǎo)通，水位正常時(shí)導(dǎo)通。 C線

41、為高水位控制線。開機(jī)時(shí)，表示水位已達(dá)到高水位。經(jīng)過反復(fù)思考和實(shí)驗(yàn)，我們使用細(xì)銅線作為傳感器的材料。主要考慮是（1）細(xì)銅線的電阻率比較低，這樣可以防止因電阻過大而導(dǎo)致輸出電平過低，從而不能很好地驅(qū)動(dòng)單片機(jī)（2）電力傳輸性能比較好，傳輸電速率比較快，也就是說靈敏度非常好。 （3）細(xì)銅線既經(jīng)濟(jì)又好找，很方便我們在實(shí)驗(yàn)室做模型。在生產(chǎn)過程中，我們用PVC塑料管包裹它，不要將銅線暴露在外面，而是通過引腳將其連接到PCB板上。這樣做有幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)，主要是（1）它非常漂亮并且可以隱藏布線。 （2）可使線路緊湊，互不干擾，接觸處用絕緣膠帶包扎。這個(gè)傳感器的尺寸是A線100CM，B線80CM，C線20CM，銅線直徑

42、15MM。選項(xiàng) 2：傳感器使用 SY-9411L-D 變送器。SY- -9411LD型變送器，其部分包含壓力傳感器和相應(yīng)的放大電路。壓力傳感器為美國SM公司生產(chǎn)的555-2 OEM壓阻式壓力傳感器。補(bǔ)償和校準(zhǔn)（0 70），傳感器經(jīng)過特殊加工，由堅(jiān)固的耐高溫塑料制成外殼包。其引腳分布如圖 3-10 所示。 1腳為信號輸出（-）； 2腳為信號輸出（-）；3腳為勵(lì)磁電壓；引腳 4 為地； 5腳為信號輸出（+）；引腳 6 是信號輸出 (+)。底部安裝一根直徑為1的軟管5mm，一端安裝在水箱底部；另一端連接到傳感器。當(dāng)水箱水位變化時(shí)，軟管的氣壓發(fā)生變化，然后將氣壓轉(zhuǎn)換成電壓信號送入A/D轉(zhuǎn)換器。圖 3-

43、10 SY -9411L-D 型致器引腳結(jié)構(gòu)圖對上述兩種方案進(jìn)行了比較和論證。方案一結(jié)構(gòu)簡單，成本低，響應(yīng)靈敏，簡單易實(shí)現(xiàn)，易于推廣，適合本次設(shè)計(jì)的要求。方案2精度更高，但成本更高，并且需要A/D轉(zhuǎn)換器，使系統(tǒng)更加復(fù)雜。綜合比較選項(xiàng)后，選擇選項(xiàng)一。3.4 穩(wěn)壓電路設(shè)計(jì)我設(shè)計(jì)的穩(wěn)壓電路如圖3-11所示：圖 3-11 穩(wěn)壓電路示意圖該電路的主要作用是使傳感器輸出的電平穩(wěn)定地輸入單片機(jī)。它主要由一個(gè)三極管的雙極放大穩(wěn)壓電路組成。工作過程是水位檢測傳感器將檢測到的電信號致給R12。若為高電平，則R11、Q5、D3、Q4導(dǎo)通，將低于1.4V的低電平穩(wěn)定送至單片機(jī)。如果向R12送低電平，則R11、Q5、D

44、3、Q4不能導(dǎo)通，所以R13的導(dǎo)通會(huì)將高于1.4V的高電平穩(wěn)定送至單片機(jī)。我們和自己在設(shè)計(jì)過程中搜索了相關(guān)資料避免這個(gè)穩(wěn)壓電路，發(fā)現(xiàn)有時(shí)候可以達(dá)到我們的設(shè)計(jì)目的，但是也有很多誤判水位，導(dǎo)致不穩(wěn)定的情況，所以我們認(rèn)為這個(gè)電路是不可或缺。既然是控制系統(tǒng)，當(dāng)然要精確控制。3.5 光學(xué)報(bào)警顯示電路發(fā)光二極管 (LED) 是由半導(dǎo)體材料制成的正向偏置 PN 結(jié)二極管。它的照明器原因是在PN結(jié)兩端注入正向電流時(shí)，注入的非平衡載流子（電子-空穴對）在擴(kuò)散過程中復(fù)合發(fā)光，而這個(gè)發(fā)射過程主要對應(yīng)于自發(fā)發(fā)射過程的光。根據(jù)光輸出的位置，發(fā)光二極管可分為面發(fā)射型和邊緣發(fā)射型。發(fā)光二極管的發(fā)光原理也可以用PN結(jié)的能帶結(jié)

45、構(gòu)來解釋。制造半導(dǎo)體發(fā)光二極管的材料是重?fù)诫s的。在熱平衡下，N區(qū)有很多電子，遷移率高，P區(qū)有更多的空穴，遷移率低。由于PN結(jié)勢壘層的限制，兩者在正常情況下不能自然復(fù)合。 ，當(dāng)對PN結(jié)施加正向電壓時(shí)，溝道區(qū)導(dǎo)帶中的電子可以逃出PN結(jié)的勢壘，進(jìn)入P區(qū)一側(cè)。因此，在靠近P區(qū)一側(cè)的PN結(jié)附近，當(dāng)處于高能態(tài)的電子與空穴相遇時(shí)，會(huì)發(fā)生發(fā)光復(fù)合。這種發(fā)光復(fù)合發(fā)射的光屬于自發(fā)發(fā)射，發(fā)射光的波長由材料的禁帶寬度Eg決定。本設(shè)計(jì)使用的光電報(bào)警電路如圖 3-12 所示：圖3-12 光報(bào)警電路示意圖該電路使用不同顏色的發(fā)光二極管來指示不同的水位。即紅燈亮，另外兩個(gè)燈滅，表示水位低。這時(shí)需要啟動(dòng)水泵加水；綠燈亮，另外兩

46、個(gè)燈滅，表示水位正常；黃燈亮，另外兩個(gè)燈滅。高水位狀態(tài)，水泵停止加水，三個(gè)閃爍的燈表示系統(tǒng)故障。該電路采用共陽極，所以只有當(dāng)單片機(jī)給發(fā)光二極管一個(gè)低電平時(shí)，才能推動(dòng)發(fā)光二極管點(diǎn)亮。其中，R14、R15、R16為上拉電阻，用于限制電壓和電流控制。3.6 繼電器控制水泵電路3.6.1功率驅(qū)動(dòng)電路中的光隔離在微機(jī)控制系統(tǒng)中，開關(guān)量的控制被廣泛使用。這些開關(guān)量一般通過微機(jī)的I/O輸出，而I/O的驅(qū)動(dòng)能力有限，一般不足以驅(qū)動(dòng)一些點(diǎn)磁致動(dòng)器。對于接口電路，必須采取隔離措施，以防止計(jì)算機(jī)受到干擾。例如晶閘管的主電路一般為交流強(qiáng)電流電路，電壓高，電流大，不易與微機(jī)直接連接。可以使用光耦將微機(jī)控制信號與晶閘管觸

47、發(fā)電路隔離開來。在電機(jī)控制電路中，可以使用光耦將控制電路與電機(jī)高壓電路隔離。電路如圖 3-13 所示：繼電器控制水泵加電電路示意圖該電路由繼電器RL1和閉合開關(guān)、光電耦合器、水泵R7 、 R8 、 R9 、 R10和D7 、 Q3等組成。當(dāng)水位處于低水位時(shí)，單片機(jī)向P1.1送一個(gè)高電平使光電耦合器導(dǎo)通，然后光電耦合器驅(qū)動(dòng)Q3使繼電器閉合，使220V交流電源接通，使水泵加水。3.6.2光耦合器簡介在電子電路系統(tǒng)中，不可避免地存在各種干擾信號。如果電路抗干擾能力差，會(huì)導(dǎo)致測控精度降低，甚至誤動(dòng)作，帶來破壞性后果。因此，如果在硬件上采用一些設(shè)計(jì)技術(shù)，破壞干擾信號進(jìn)入測控系統(tǒng)的途徑，可以有效提高系統(tǒng)的

48、抗干擾能力。采用隔離技術(shù)已被證明是一種簡單有效的方法。隔離技術(shù)是一種破壞“地”干擾路徑的抗干擾方法。光電耦合器件常用于硬件實(shí)現(xiàn)電光電隔離。能有效破壞干擾信號的進(jìn)入，可靠地實(shí)現(xiàn)信號隔離，輕松組成各種元件。功能狀態(tài)。光耦是一種以光為介質(zhì)傳輸電信號的電-光-電轉(zhuǎn)換器件。它由兩部分組成：光源和光接收器。發(fā)光源和受光器組裝在同一個(gè)封閉外殼內(nèi)，并通過透明絕緣體相互隔離。發(fā)光源管腳為輸入端，受光器管腳為輸出端。在本設(shè)計(jì)中，發(fā)光源為發(fā)光二極管，受光器件為光電晶體管。其外觀如圖 3-14 所示：圖3-14 光耦外觀在本設(shè)計(jì)中，我們使用光電耦合器組成開關(guān)電路，可以將單片機(jī)信號穩(wěn)定地致給繼電器，驅(qū)動(dòng)繼電器閉合。3.

49、6.3繼電器簡介繼電器是一種具有隔離功能的自動(dòng)開關(guān)元件，在我們的設(shè)計(jì)中主要用于自動(dòng)控制。功能，我們用+5V直流電控制220V交流電來實(shí)現(xiàn)控制水泵的功能，因?yàn)榭刂茝?qiáng)電是弱電，所以在安裝和安裝過程中一定要注意安全注意事項(xiàng)利用 。電磁繼電器一般由鐵芯、線圈、銜鐵、觸點(diǎn)簧片等組成，只要在線圈兩端施加一定的電壓，就會(huì)有一定的電流在線圈中流動(dòng)，產(chǎn)生電磁效應(yīng)。銜鐵在電磁吸力的作用下克服復(fù)位彈簧的拉力，吸引到鐵芯上，從而驅(qū)動(dòng)銜鐵。動(dòng)觸點(diǎn)和靜觸點(diǎn)（常開觸點(diǎn)）被拉到一起。當(dāng)線圈斷電時(shí)，電磁吸力也消失，銜鐵在彈簧的反作用力作用下回到原來的位置，使動(dòng)觸點(diǎn)和原來的靜觸點(diǎn)（常閉觸點(diǎn)）吸合。這樣就實(shí)現(xiàn)了吸放，從而達(dá)到在電路

50、中導(dǎo)通和切斷的目的。對于繼電器的“常開常閉”觸點(diǎn)，可以區(qū)分如下：繼電器線圈未通電時(shí)處于斷開狀態(tài)的靜觸點(diǎn)稱為“常開觸點(diǎn)”；處于接通狀態(tài)的靜觸點(diǎn)稱為“常開觸點(diǎn)”。對于“常閉觸點(diǎn)” 。圖 3-15 是一個(gè)普通繼電器的物理圖。圖 3-15 常用繼電器3.6.4水泵簡介水泵是每個(gè)家庭必不可少的生活工具，雖然大多數(shù)人沒有意識到這一點(diǎn)，但確實(shí)如此。許多人對泵一無所知。泵的分類泵一般根據(jù)泵的結(jié)構(gòu)和工作原理進(jìn)行分類，有時(shí)也根據(jù)用戶的需要進(jìn)行分類。對泵的門、用途、功率類型和水力性能進(jìn)行分類。按使用部門分有農(nóng)用泵（農(nóng)用泵）、工作泵（工業(yè)泵）和特種泵。按用途可分為水泵、沙泵、泥漿泵、 HYPERLINK %20%20

51、%20%20:/%20%20%20%20sn-pumps%20%20%20%20 排污泵、排污泵、井泵、潛水泵、灑水泵、家用泵、消防泵等。按動(dòng)力類型分為手動(dòng)泵、畜力泵、腳踏泵、風(fēng)力泵、太陽能水泵、電動(dòng)泵、電動(dòng)泵、液壓泵、燃油泵、水錘泵等。按工作原理可分為離心泵、混流泵、軸流泵、渦流泵、噴射泵、容積泵（螺桿泵、柱塞泵、隔膜泵）、鏈條泵、電磁泵、液環(huán)泵、脈沖泵等選擇泵的主要參數(shù)泵參數(shù)是指泵工作性能的主要技術(shù)數(shù)據(jù)，包括流量、揚(yáng)程、轉(zhuǎn)速、效率等。速率和比轉(zhuǎn)數(shù)等。常見故障排除方法如果不吸水或不進(jìn)水，多為底閥卡死，濾水器局部堵塞；吸水高度過高或吸水管漏水；由葉輪流道堵塞等引起，應(yīng)單獨(dú)采取相應(yīng)措施。管道漏氣

52、或漏氣，可能是安裝時(shí)螺栓沒有擰緊。如滲漏不嚴(yán)重，可在漏水或漏氣處涂抹灌漿，并用扳手?jǐn)Q緊螺母；如果泄漏嚴(yán)重，重新安裝。泵振動(dòng)劇烈，可能是電動(dòng)轉(zhuǎn)子不平衡，或聯(lián)軸器聯(lián)軸器不良，軸承磨損彎曲；也可能是旋轉(zhuǎn)部件松動(dòng)、開裂，管道支撐不牢等原因造成的。應(yīng)視情況進(jìn)行調(diào)整、加固、拉直或更換。3.7 電源電路電源電路雖然簡單，但需要功能可靠。使用了兩個(gè)三端集成穩(wěn)壓器7812和7805，可以很容易地實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能。電路如圖 3-14 所示：圖 3-14 電源電路3.8 看門狗電路在單片機(jī)組成的微機(jī)系統(tǒng)中，由于單片機(jī)的工作經(jīng)常受到外界電磁場的干擾，程序會(huì)跑掉，陷入死循環(huán)，中斷程序的正常運(yùn)行，單片機(jī)控制的系統(tǒng)無法繼續(xù)工作

53、。 ，會(huì)導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)陷入停滯狀態(tài)，后果不堪設(shè)想。因此，出于實(shí)時(shí)監(jiān)控單片機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的考慮，生產(chǎn)了一種專門用于監(jiān)控單片機(jī)程序運(yùn)行狀態(tài)的芯片，俗稱“看門狗”。 ” （看門狗） ?？撮T狗電路的應(yīng)用使單片機(jī)可以在無人狀態(tài)下連續(xù)工作。它的工作原理是：看門狗芯片與單片機(jī)的一個(gè)I/O管腳相連，I/O管腳通過程序控制它的時(shí)序。向看門狗的該引腳致高電平（或低電平）。該程序語句分散在微控制器的其他控制語句中。一旦單片機(jī)因干擾而跑掉，程序就會(huì)陷入某種狀態(tài)。當(dāng)程序段進(jìn)入死循環(huán)狀態(tài)時(shí)，寫入看門狗引腳的程序?qū)o法執(zhí)行。此時(shí)看門狗電路因?yàn)闊o法獲取到單片機(jī)致的信號，會(huì)將其連接到單片機(jī)的復(fù)位引腳。在 pin 上致一個(gè)復(fù)雜的該位信

54、號使單片機(jī)復(fù)位，即程序從程序存儲器的起始位置開始執(zhí)行，從而實(shí)現(xiàn)單片機(jī)的自動(dòng)復(fù)位。看門狗又稱看門狗定時(shí)器，是一種定時(shí)器電路。它通常有一個(gè)輸入，稱為踢狗或服務(wù)狗，以及一個(gè)輸出到 MCU 的 RST 端。 MCU正常工作時(shí)，每隔一段時(shí)間向喂狗端輸出一個(gè)信號，清除WDT，如果超過規(guī)定時(shí)間沒有喂狗，（通常是程序跑跑時(shí)），WDT定時(shí)超過，就會(huì)給MCU一個(gè)復(fù)位信號，就是MCU復(fù)位。防止MCU崩潰?？撮T狗的作用是防止程序死循環(huán)，或者程序跑掉。工作原理：系統(tǒng)運(yùn)行后，啟動(dòng)看門狗計(jì)數(shù)器，看門狗開始自動(dòng)計(jì)數(shù)。如果一定時(shí)間后看門狗沒有清零，看門狗計(jì)數(shù)器就會(huì)溢出，導(dǎo)致看門狗中斷，導(dǎo)致系統(tǒng)復(fù)位。因此，在使用帶有看門狗的芯片

55、時(shí)要注意清除看門狗。系統(tǒng)軟件“看門狗”設(shè)計(jì)思路：( 1 )看門狗定時(shí)器T0的設(shè)置。在初始化程序塊中設(shè)置 T0 的工作模式，并啟用中斷和計(jì)數(shù)功能。系統(tǒng)Fosc=12MHz，T0為16位計(jì)數(shù)器，最大計(jì)數(shù)值為（2的16次方）-1=65535，T0輸入計(jì)數(shù)頻率為。 Fosc/12，溢出周期為(65 535+1)/1=65 536(s)。( 2 )計(jì)算主控程序一個(gè)周期的耗時(shí)?？紤]到系統(tǒng)的功能模塊和循環(huán)時(shí)間，本系統(tǒng)主控制程序的運(yùn)行時(shí)間約為16.6 ms。系統(tǒng)設(shè)置“看門狗”定時(shí)器 T0 為 30 ms（T0 的初始值為 65 536-30 000=35 536）。主控程序的每個(gè)周期都會(huì)刷新 T0 的初始值。

56、如果程序進(jìn)入“無限循環(huán)”，且在 30 ms 內(nèi)沒有刷新 T0 的初始值，則“看門狗”定時(shí)器 T0 將溢出并申請中斷。( 3 )設(shè)計(jì)T0溢出對應(yīng)的中斷服務(wù)程序。該子程序只需要一條指令，即在T0對應(yīng)的中斷向量地址（000BH）中寫入“無條件傳送”指令，將電腦拖回整個(gè)程序的第一行，重新初始化單片機(jī)，得到正確的執(zhí)行順序?？撮T狗電路如圖 3-15 所示：圖 3-15 看門狗電路本設(shè)計(jì)的看門狗電路主要采用NE556芯片和7490芯片：NE556芯片介紹：NE556芯片是雙時(shí)基集成電路。 NE556有兩個(gè)555時(shí)基電路。由于它們封裝在一個(gè)芯片中，因此可以實(shí)現(xiàn)更好的一致性。另一種NE556是雙極電路，其輸出驅(qū)

57、動(dòng)能力大，輸出電流可達(dá)200MA，工作頻率范圍可達(dá)01001Hz500kHz 。如圖3-16所示，NE556的兩個(gè)555電路以間接反饋非穩(wěn)態(tài)自激多諧振蕩器的形式連接起來。圖3-16 NE556結(jié)構(gòu)圖7490芯片介紹：7490是一個(gè)二五位十進(jìn)制異步計(jì)數(shù)器，具有計(jì)數(shù)、保持和清零功能。 7490芯片的管腳圖如圖3-17所示：圖 3-17 7490 管腳示意圖7490 引腳功能如表 3-2 所示：表 3-2 7490 引腳功能別針功能別針功能1計(jì)數(shù)脈沖 B8計(jì)數(shù)輸出2清除9計(jì)數(shù)輸出3清除10土地4無效的11計(jì)數(shù)輸出5電源12計(jì)數(shù)輸出6設(shè)置 913無效的7設(shè)置 914計(jì)數(shù)脈沖 A第四章軟件設(shè)計(jì)4.1 程

58、序流程圖根據(jù)設(shè)計(jì)方案和電路特點(diǎn)，我用匯編語言編寫了一個(gè)單片機(jī)程序，繪制程序流程圖如圖4-1所示：繼續(xù)下一頁接上一頁圖 4-1 流程圖4.2 源程序系統(tǒng)總體方案如下：組織機(jī)構(gòu) 0000HLJMP 開始開始：SETB P1.0SETB P1.1重啟：MOV A,P1ANL A,#00000011BCJNE A,#00H,LOOP1 ;低水位下，啟動(dòng)電機(jī)，紅燈亮SETB P1.4SETB P1.3CLR P1.2LJMP 重啟LOOP1：CJNE A，#01H，LOOP2；當(dāng)超過低水位且未達(dá)到高水位時(shí)，保持電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，綠燈亮SETB P1.4SETB P1.2CLR P1.3LJMP 重啟LOOP2:

59、 CJNE A,#02H,LOOP3 ;系統(tǒng)故障（達(dá)到高水位但未達(dá)到低水位）紅、黃、綠燈閃爍CLR P1.4CLR P1.3CLR P1.2本地呼叫延遲SETB P1.4SETB P1.3SETB P1.2LJMP 重啟LOOP3: CJNE A,#03H,RESTART ;當(dāng)達(dá)到高水位時(shí)，停止電機(jī)并打開黃燈SETB P1.3SETB P1.2CLR P1.4LJMP 重啟RET結(jié)尾總結(jié)過去，人們因屋頂水塔的水位不清晰，加水不便而苦惱?，F(xiàn)在我們開發(fā)了這種簡單、經(jīng)濟(jì)、實(shí)用的高塔水位控制系統(tǒng)，以滿足大家的需求。它帶來方便和快樂。以后大家再也不用去樓頂加水了！本系統(tǒng)主要由水位檢測傳感器、單片機(jī)控制系

60、統(tǒng)、水位顯示系統(tǒng)、繼電器驅(qū)動(dòng)電路、水泵加水系統(tǒng)等組成。本系統(tǒng)的工作過程是當(dāng)水位處于低水位時(shí)，傳感器的低水位檢測線不被+5V電源接通，進(jìn)入穩(wěn)壓電路。經(jīng)處理后，穩(wěn)壓電路輸出端為高電平，送至單片機(jī)。單片機(jī)分析P1.0端口后，在P1.2端口輸出低電平，紅燈被驅(qū)動(dòng)，P1.5的一個(gè)信號使光電耦合器GDOUHE導(dǎo)通，使繼電器閉合，這樣就增加了水泵；當(dāng)水位水位在正常范圍內(nèi)時(shí)，水泵會(huì)加水，P1.3引腳上會(huì)出現(xiàn)低電平，使綠燈亮；當(dāng)水位在高水位區(qū)時(shí)，傳感器的兩條檢測線均導(dǎo)通，均由+5V電源導(dǎo)通。單片機(jī)分析后，P1.4腳低電平使黃燈亮，P1.5端低電平不能使光耦導(dǎo)通，使繼電器不能閉合，水泵可以不加水，系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，