基于89c51單片機(jī)的水位控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)-實(shí)物

題目：基于單片機(jī)的水位系統(tǒng)控制設(shè)計(jì)摘要液位控制系統(tǒng)是以液位為被控參數(shù)的控制系統(tǒng)，它在工業(yè)生產(chǎn)的各個(gè)領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，有很多地方需要對(duì)容器內(nèi)的介質(zhì)進(jìn)行液位控制，使之高精度地保持在給定的數(shù)值，如在建材行業(yè)中，玻璃窯爐液位的穩(wěn)定對(duì)窯爐的使用壽命和產(chǎn)品的質(zhì)量起著至關(guān)重要的作用。液位控制一般指對(duì)某一液位進(jìn)行控制調(diào)節(jié)，使其達(dá)到所要求的控制精度。目錄TOC\o"1-2"\h\z\u1、設(shè)計(jì)的基本任務(wù)和要求 41.1基本功能 41.2塔水位控制原理 41.3系統(tǒng)硬件總體方案 52控制系統(tǒng)方案設(shè)計(jì) 52.1系統(tǒng)硬件方案 52.2核心芯片AT89C51單片機(jī) 62.3系統(tǒng)軟件總體方案 73.Proteus設(shè)計(jì)與仿真 83.1元器件清單 83.2基于單片機(jī)水位控制原理圖5 93.3基于單片機(jī)的水位控制PCB圖6 93.4水位檢測(cè)程序 104.5實(shí)驗(yàn)仿真 134.6結(jié)語(yǔ) 134設(shè)計(jì)體會(huì) 13參考文獻(xiàn) 141設(shè)計(jì)的基本任務(wù)和要求1.1基本功能1.2塔水位控制原理單片機(jī)水塔水位控制原理如圖l所示，圖中的虛線(xiàn)表示允許水位變化的上、下限位置。在正常情況下．水位應(yīng)控制在虛線(xiàn)范圍之內(nèi)。為此，在水塔內(nèi)的不同高度處，安裝固定不變的3根金屬棒A、B、C。用以反映水位變化的情況。其中，A棒在接地。B棒在上、下限水位之間，C棒在上限水位(底端靠近水池底部．不能過(guò)低，要保證有足夠大的流水量)。水塔由電機(jī)帶動(dòng)水泵供水。單片機(jī)控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，隨著供水，水位不斷上升．當(dāng)水位上升到上限水位時(shí)，由于水的導(dǎo)電作用。使B、C棒均與地連通。因此b、C兩端的電壓都為0即為接地狀態(tài)，此時(shí)應(yīng)停止電機(jī)和水泵工作，蜂鳴器報(bào)警，紅燈亮，不再向水塔注水；當(dāng)水位處于上、下限之間時(shí)，此時(shí)電機(jī)帶動(dòng)水泵給水塔注水，使水位上升，還是電機(jī)不工作，水位不斷下降，都應(yīng)繼續(xù)維持原有工作狀態(tài)；當(dāng)水位處于下限位置以下時(shí)，B、C棒均不能與A棒導(dǎo)通，b、c均為“0”狀態(tài)。此時(shí)應(yīng)啟動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)水泵給水塔注水。1.3系統(tǒng)硬件總體方案系統(tǒng)的原理是采用2個(gè)按鈕模擬水位檢測(cè)，在現(xiàn)場(chǎng)的3個(gè)不同的位置，由下至上測(cè)量水體的液位值,。并把這兩個(gè)液位狀態(tài)通過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換器傳到單片機(jī)中,在發(fā)光二極管顯示出液位的三種狀態(tài)及報(bào)警安全提示。壓低、光電轉(zhuǎn)換效能高、壽根據(jù)當(dāng)前的液位值和用戶(hù)設(shè)定的水位決定是否進(jìn)行開(kāi)、關(guān)水泵,需要是否開(kāi)啟和關(guān)閉驅(qū)動(dòng)閥門(mén)的電動(dòng)機(jī)。2控制系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)2.1系統(tǒng)硬件方案系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)液位控制是利用把液位的狀態(tài)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào),再通過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換器AT89C51把輸出狀態(tài)直接接到單片機(jī)的I/O接口，單片機(jī)經(jīng)過(guò)運(yùn)算控制，輸出數(shù)字信號(hào)，輸出接口接發(fā)光二極管進(jìn)行顯示,實(shí)現(xiàn)液位的報(bào)警和鍵盤(pán)的顯示圖2液位控制系統(tǒng)2.2核心芯片AT89C51單片機(jī)工作原理由于蜂鳴器的工作電流一般比較大，以致于單片機(jī)的I/O口是無(wú)法直接驅(qū)動(dòng)的*（但AVR可以驅(qū)動(dòng)小功率蜂鳴器），所以要利用放大電路來(lái)驅(qū)動(dòng)，一般使用三極管來(lái)放大電流就可以了。蜂鳴器驅(qū)動(dòng)電路一般都包含以下幾個(gè)部分：一個(gè)三極管、一個(gè)蜂鳴器、一個(gè)續(xù)流二極管和一個(gè)電源濾波電容。3.1元器件清單發(fā)光二級(jí)管AT89C1單片機(jī)BUTTON按鈕CAP電容CAP-ELEC陶瓷電容CRYSTAL12兆晶振LED-RED發(fā)光二極管MOTOR-DC電機(jī)3.3水位檢測(cè)的主程序（蜂鳴器可能一直有聲音或聲音太大，調(diào)節(jié)一下延時(shí)時(shí)間就可以了）N#include<reg51.h>#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedintsbitred=P2^3;sbitgreen=P2^0;sbitsw1=P1^0;sbitsw2=P1^1;sbitBUZZER=P0^0;sbitDJ=P0^5;voiddelay(ucharz){ uchari,j; for(i=z;i>0;i--) for(j=100;j>0;j--); }voidbeep() z{ BUZZER=0; delay(5); BUZZER=1; delay(5);}voidmain(void){ while(1) { if(sw1==0&sw2==0) { red=0; DJ=1; green=1; BUZZER=1; } if(sw1==0&sw2!=0) { green=0; DJ=1; red=1; BUZZER=1; } if(sw1!=0&sw2==0) { red=0; beep(); green=1; DJ=1; } if(sw1!=0&sw2!=0) { green=0; DJ=0; BUZZER=1; red=1; } } 3.4實(shí)驗(yàn)仿真結(jié)果根據(jù)所設(shè)計(jì)系統(tǒng)的軟件流程圖，編寫(xiě)相應(yīng)的程序在Pro-teus軟件環(huán)境下實(shí)際仿真。但由于該設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，故用單片機(jī)開(kāi)發(fā)板實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)后結(jié)果圖片如下：P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7電機(jī)110001101010010100001系統(tǒng)故障____11100100圖63.5結(jié)語(yǔ)該系統(tǒng)設(shè)計(jì)是基于在單片機(jī)嵌入式系統(tǒng)而設(shè)計(jì)的，充分利用單片機(jī)強(qiáng)大控制功能和