基于单片机的水位控制系统Word格式.docx

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第三章Proteus设计与仿真

3.1基于单片机水位控制原理图………………………..9

3.2水位监测程序……………………………………….10

第四章设计体会…………………………………………13

参考文献…………………………………………………………15

摘要

液位控制系统是以液位为被控参数的控制系统，它在工业生产的各个领域都有广泛的应用。

在工业生产过程中，有很多地方需要对容器内的介质进行液位控制，使之高精度地保持在给定的数值，如在建材行业中，玻璃窑炉液位的稳定对窑炉的使用寿命和产品的质量起着至关重要的作用。

液位控制一般指对某一液位进行控制调节，使其达到所要求的控制精度。

液体的液位的自动控制,是近年来新开发的一项新技术,它是微型计算机软件、硬件、自动控制等几项技术紧密结合的产物,工程作业采用的是微机控制和原有的仪表控制。

前言

单片机是在一块芯片上集成了一片微型计算机所需的CPU、存储器、输入、输出等部件。

单片机自问世以来,性能不断提高和完善,体积小、速度快、功耗低的特点使它的应用领域日益广泛。

一般,工业控制系统的工作环境差，干扰强利用单片机控制就能克服这些缺点，因此单片机在控制领域得到广泛的应用。

使用单片机控制液体液位是很好的选择。

目前我国在单片机测控装置研究、生产、应用中取得了很大的成绩，总结了很多经验，但是各行业仍处于发展期。

经调查，更多科研究所在这方面开展的工作更看重的是理论和算法,数年来这方面的研究的论文较多,着重生产实际的很少。

因此把单片应用于实际生活中具有重大意义。

2.1AT89C51芯片的引脚图

AT89C51芯片引脚图

1、电源引脚VSS和VCC

（1）VSS（20脚）：

接地。

（2）VCC（40脚）：

正常操作及对EPROM编程和验证时接+5V电源。

2、外接晶体引脚XTAL1和XTAL2

（1）XTAL1（19脚）：

接外部晶体的一端。

（2）XTAL2（18脚）：

接外部晶体的另一端。

注：

两脚之间必须接一个3.5-12HZ的晶振。

3、控制或其他电源复用引脚

（1）RESET（9脚）：

复位输入脚。

（2）ALE（30脚）：

地址锁存器输出端。

（3）PSEN（29脚）：

外部程序存储器使能输出端。

当CPU想读取外部ROM的内容时，此脚会自动产生负脉冲。

（4）EA（31脚）：

输入脚。

当它接地时，内部程序数据失败，CPU被迫只读取外部的程序存储器。

当它接VCC时，对ROM的读操作从内部程序存储器开始，并可延续到外部ROM。

4、输入/输出引脚P0口P1口，P2口和P3口

（1）P0口（P0.0-P0.7共八条引脚，即39-32脚）：

双向8为I/O口。

在访问外部存储器时，可分时用做低8位地址线和8位数据线。

P0口做输出用时，每只引脚均可驱动8个LSTTL负载。

若想引脚做

输入，则必须先将1写入该引脚。

（2）P1口（P1.0-P1.7共八个引脚，即1-8脚）：

双向8位I/O口。

若某引脚想做输入脚用，则须先将1写入该引脚。

（3）P2口（P2.0-P2.7共八个口，即21-28脚）：

在访问外部存储器时，它送出高8位地址。

（4）P3口（P3.0-P3.7共八个引脚，即10-17脚）：

做输入引脚用，则须先将1写入该引脚。

P3口引脚具有特殊功能。

2.2系统的硬件设计方案

系统方案设计液位控制是利用把液位的状态转换成模拟信号,再通过模数转换器AT89C51把输出状态直接接到单片机的I/O接口，单片机经过运算控制，输出数字信号，输出接口接LED进行显示,实现液位的报警和键盘的显示与控制；

图2即是液位控制系统：

图2液位控制系统

由上图可观察到传感器通过对液面进行测量，输出模拟信号，再通过模数转换器把输入的模拟信号转换成数字信号，通过AT89C51单片机的运算控制，在6通过LED进行显示,通过报警装置进行报警,报警显示之后再通过对阀门的开启实现对水体的液位进行调节控制,阀门的驱动设备是电动机。

2.3系统的软件设计方案

水位检测是通过8个按钮进行水位检测的，当水位到检测位置其输出端口就向单片机输出低电平。

由上至下的第一个位置为水位上限报警线，即当水位高于此位置时，开水阀控制系统就会自动报警，提醒工作人员注意，加水电磁阀有可能出故障；

第二个位置是自动停止加水线，即当水位高于此位置时，控制系统会自动关闭加水电磁阀，停止加水；

第三个位置是自动加水线，即当水位低于此位置时，控制系统会自动接通加水电磁阀，开始加水；

第四个位置是水位下限报警线，即当水位低于此位置时，控制系统就会自动报警，提醒工作人员注意，加水电磁阀可能出故障如图4。

图4水位控制流程图

3.1基于单片机水位控制原理图

3.2水位监测程序

#include<

reg51.h>

#defineucharunsignedchar

#defineunitunsignedint

sbitMOR=P2^7;

sbitMOT=P2^6;

sbitLED=P2^6;

uchardatadis_buf[8];

codeuchartab[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,

0x7d,0x07};

voiddelay（unitn）

{

while（n--）;

}

voidLED_SHOW（）

if（P1==0xfe）

P0=tab[dis_buf[7]];

LED=0;

MOR=0;

MOT=1;

if（P1==0xfd）

P0=tab[dis_buf[6]];

if（P1==0xfb）

P0=tab[dis_buf[5]];

LED=1;

MOR=1;

if（P1==0xf7）

P0=tab[dis_buf[4]];

if（P1==0xdf）

P0=tab[dis_buf[3]];

if（P1==0xef）

P0=tab[dis_buf[2]];

if（P1==0xbf）

P0=tab[dis_buf[1]];

MOT=0;

if（P1==0x7f）

P0=tab[dis_buf[0]];

voidmain（）

while

（1）

LED_SHOW（）;

第四章设计体会

设计过程中我遇到了很多的困难，因为知识是不连贯的，所以需要准备很多方面的知识去融合，去联系。

由于在学习的时候更注重的是书面上的东西，而本次课程设计更多的是锻炼了我的动手动脑能力，让我有机会把课上学习的知识转化为可以在实际生产生的技术。

我设计的硬件系统的结构简化,系统精度高，具有良好的人机交互功能,并设有液位报警，有问题立即就能发现。

通过自动调节控制液位并实现水体的液位报警。

液位控制在设定值上正常运行不需要人工干预，操作人员劳动强度小。

通过本次课程设计，我了解到自己的知识应该充分利用在实践上，在实践中把书本上的知识固化成自己的能力。

在设计系统的时候也有很多的想法，但是有一些想法被否定了，最终完成设计的时候优先考虑了在课程上学习到的知识，并且和单片机、电子电路的知识结合起来。

这次设计之后，我感觉到自己在自动化专业上的学习应该还有很长的路走，自动化是一个很有前途的行业，它涉及了生产生活的多个方面，对人们的影响可想而知，所以，学好自动化专业的知识不仅仅是对自己能力提升和自我价值的实现，更是一件很有意义，可以让自己有所感触，有所收获的事业。

在最后，我很感谢所有传授我知识的老师，和关心帮助我的同学，也很荣幸自己可以和自动化结下不解之缘

参考文献

参考文献[1]王文琦.《工业锅炉的检测与控制技术》成都:

四川科学技术出版社,1986.[2]王骥程.《化工过程控制工程》北京:

化学工业出版社,1981.[3]谢自美.《电子线路设计、实验与测试》.华中科技大学出版社，2003.[4]杨国志,王立峰,杨东光,《.实用电子制作实例》.福建科学技术出版社，2000.[5]金伟正.《单线数字温度传感器的原理及用》电子工业出版社，2000.[6]王永平，《陈建华.基于S7—200PLC的高性能电热锅炉控制系统》仪表技14术与传感器,2002.[7]潘新民,《王艳芳微.型计算机控制技术》.高等教育出版社，2002.[8]侯玉宝、陈忠平、李成群、《基于proteus的51系列单片机设计与仿真》，2010.[9]李朝青，《单片机原理及接口技术北航空航天出版社，2011.[10]李光飞,楼然苗.《单片机课程设计实例指导》.北京航空航天大学出版社，2004.[11]李明,徐向东.《用容错技术提高锅炉控制系统的可靠性》.清华大学学报,1999.[12]吴春旺《锅炉汽包水位调节控制系统设计》.北京:

机械工业出版社,2006.