《单片机课程设计》水塔水位控制系统报告Word文件下载.docx
《《单片机课程设计》水塔水位控制系统报告Word文件下载.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《《单片机课程设计》水塔水位控制系统报告Word文件下载.docx(12页珍藏版)》请在冰点文库上搜索。
(20%)
1、出勤率:
□全勤□缺勤较少□缺勤较多□全缺
2、进度:
□较快□正常□较慢□没有按时完成
硬件制作(20%)
布局焊接:
□合理□较合理□基本合理
□错误较多□原则性错误
软件编程
1、程序编写框架:
□合理□较合理□基本合理
□错误较多□原则性错误
2、程序编写过程:
□正确□较正确□基本正确
□错漏较多
功能调试
(10%)
系统调试结果:
□实现□基本实现□不能实现
设计报告(15%)
1、硬件设计:
□合理□较合理□基本合理□不合理
2、软件设计:
3、联调结果:
□正确□较正确□基本正确□错漏较多
4、过程体会:
□属实□较属实□基本属实□不属实
答辩
(15%)
□思路清晰,内容正确□思路较清晰,内容较正确
□思路基本清晰,内容基本正确□思路较混乱,内容错漏较多
总评
□优秀□良好□中等
□及格□不及格
指导教师:
吴明友2014年1月3日
一、课程设计的目的………………………………………………
二、课程设计用的仪器和器件……………………………………………
三、课程设计的具体内容…………………………………………………
1、总体报告…………………………………………………………………
2、硬件设计…………………………………………………………………
3、软件流程和程序…………………………………………………………
4、调试结果…………………………………………………………………
四、课程设计的体会和发生的问题……………………………………
五、参考文献…………………………………………………………………
六、附件………………………………………………………………………
一、课程设计的目的
计算机控制系统课程设计是《计算机控制系统》课程与实验结束后的一门综合性实践课。
所选题目《水塔水位控制》紧密结合所学的主要内容,加深巩固所学知识,同时对所学内容进行扩展,有一定的深度和广度,能充分发挥学生的能动性和想象力。
通过电路设计、安装、调试等一系列环节的实施,提高学生的计算机控制应用系统的设计能力。
二、课程设计用仪器和器件
硬件:
1、塑料桶一个(Φ25-30cm)
2、塑料尺30cm一个
3、微型水泵一个
4、塑料管2米
5、光电耦合器4N25一个
6、12V微型继电器(TWTMP-53)一个
7、电路板(6*4cm)一块
8、薄铜片2cm*10cm*o.5mm一块
9、直流稳压电源一台、PC机一台、XL1000/XL2000仿真仪一台。
10、其它:
导线2米、二极管一个、PNP三极管一个、4.7K电阻2个、
300欧电阻2个,12针排针1片。
软件:
keil软件
三、课程设计的具体内容
1、总体报告
图1水塔水位检测原理图
水塔水位控制原理图见图
(1),图中两条虚线表示正常工作情况下水位升降的上下限,在正常供水时,水位应控制在两条虚线代表的水位之间。
B测量水位下限,C测量水位上限,A接+5V,B、C接地。
在水塔无水或水位低于下限水位时,B、C为断开,B、C两点电位为零(低电平“0”),需要水泵供水,单片机输出低电平,控制电机工作供水。
水位上升到B点,B接通,B点电位变为高电平“1”,C开关仍断开,C点仍为低电平,维持现状水泵继续供水。
当水位上升到C点时,C接通。
这时B、C均接通,B、C两点都为高电平,表示水塔水位已满,需水泵停止供水,单片机输出高电平,电机断电停止供水。
水塔水位开始下降,水位在降到B点之前,B点电位为高、C点电位为低,单片机输出控制电平维持不变,仍为高。
当水位降到B点以下,B、C两点电平都为低时,单片机输出控制电平又变低.水泵供水。
2、硬件设计
图2水塔水位控制硬件图
(1)如图:
用80C51设计一个单片机最小控制系统。
其中P1.0接水位下限传感器;
P1.1接水位上限传感器;
P1.2输出经Q0电流放大后接光电耦合器,接通继电器,带动电机控制水泵工作;
P1.3输出经反相器后接LED,当出现故障时LED闪烁;
P1.4输出经反相器后接蜂鸣器,当出现故障时报警。
(2)用塑料尺、导线等设计一个水塔水位传感器。
其中A电极置于水位10cm处,接5V电源的正极;
B电极置于水位15cm处,经5.1K的下拉电阻接单片机的P1.0口;
C电极置于水位20cm处,经5.1K的下拉电阻接单片机的P1.1口。
(3)两个水位信号由P1.0和P1.1输入,这两个信号共有四种组合状态。
如表1所示。
其中第三种组合(b=1、c=0)正常情况下是不能发生的,但在设计中还是应该考虑到,并作为一种故障状态。
C(P1.1)
B(P1.0)
操作
电机运转
1
维持原状
故障报警
电机停转
表1水塔水位信号状态表
(4)光电耦合器4N25
光电耦合器是以光为媒介传输电信号的一种电一光一电转换器件。
它由发光源和受光器两部分组成。
把发光源和受光器组装在同一密闭的壳体内,彼此间用透明绝缘体隔离。
发光源的引脚为输入端,受光器的引脚为输出端,常见的发光源为发光二极管,受光器为光敏二极管、光敏三极管等等。
在光电耦合器输入端加电信号使发光源发光,光的强度取决于激励电流的大小,此光照射到封装在一起的受光器上后,因光电效应而产生了光电流,由受光器输出端引出,这样就实现了电一光一电的转换。
图2光电耦合器4N25引脚图
(5)继电器
继电器是一种电控制器件。
它具有控制系统(又称输入回路)和被控制系统(又称输出回路)之间的互动关系。
通常应用于自动化的控制电路中,它实际上是用小电流去控制大电流运作的一种“自动开关”。
故在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用。
3、软件流程和程序
3.1软件流程
图3软件流程图
3.2程序:
#include<
reg52.h>
#defineucharunsignedchar
sbitp10=P1^0;
sbitp11=P1^1;
sbitp12=P1^2;
sbitp13=P1^3;
sbitp14=P1^4;
delay(uchari);
voidled();
voidmain()
{P1=0;
//初始化
while
(1)
{/*在每次循环时都要关掉报警灯和蜂鸣器,以防出现P10=1,P11=0时仍出现报警*/
p13=1;
p14=0;
/*水位在下限以下时,启动电机,直到水位到达了上限为止*/
if(p10==0&
&
p11==0)
{
while(p11==0)
p12=0;
delay(1000);
}
}
/*出现故障报警*/
elseif(p10==0&
p11==1)
{
p12=1;
led();
/*水位过了下限,并且没有到达上限时,保持原来的状态*/
elseif(p10==1&
p11==0)
/*水位到达了上限,电机停止运转*/
}
/*******延时程序*******/
delay(uchari)
{
ucharj,k;
for(k=0;
k<
i;
k++)
for(j=0;
j<
110;
j++);
/***LED灯闪烁和蜂鸣器响***/
voidled()
{uchari;
i=0;
while(p10==0&
{p14=~p14;
delay
(1);
i++;
if(i==100)
p13=~p13;
4调试结果
四、课程设计的体会和发生的问题
这次的课程设计,使我得到了一次用专业知识、专业技能分析和解决问题全面、系统的锻炼。
使我在单片机的基本原理、计算机控制系统开发过程,以及在常用编程设计思路技巧的掌握方面都能向前迈了一大步。
在这个课程的过程中,给我留下最深印象的是,一个系统的设计和焊接或许很容易,但是在不能实现其功能时如何检查出错误才是一门真正的艺术,这里凝聚了我们所学的所有技能。
与此同时我还学会了如何去培养我们的创新精神,从而不断地战胜自己,超越自己,为日后成为合格的应用型人才打下良好的基础,这将是我求职道路上一笔重要的财富。
五、参考文献
[1]李全利.单片机原理及接口技术.北京:
高等教育出版社,2009.
[2]盛珣华,李润梅.计算机控制系统.北京:
清华大学出版社,北京交通大学出版社,2007.
六、附件