严文韬单片机水塔设计课程设计Word文件下载.docx
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设计时间：
2011年11月28日—2011年12月16日
《单片机课程设计》考查评分表
姓名
学号
班级
设计题目
考查项目
平时表现
（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：
2011年月日
目录
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…………………………………………………………………
一、课程设计的目的
单片机原理及接口技术课程设计是《单片机原理及接口技术》课程与实验结束后的一门综合性实践课。
课程设计所选题目《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、课程设计用的仪器和器件
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*0.5mm一块
9、其它：
导线2米、二极管一个、PNP三极管一个、4.7K电阻2个、300Ω电阻2个，12针排针1片。
10、电烙铁、焊锡、钳子、剪刀若干（各组共用）。
三、课程设计的具体内容
1、总体报告
水塔水位控制原理图见图，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接单片机P1.0,P1.1并经电阻R接地。
（1）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，单片机输出信号，控制电机工作供水。
（2）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，应维持现状水泵继续供水。
（3）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，单片机输出信号，控制电机断电停止供水。
（4）由于供水使水塔水位开始下降，水位在降到B点之前，B点电位为高、C点电位为低，应维持供水状态不变。
（5）当水位降到下限B点以下，B、C两点电平都为低时，单片机输出控制，回到
（1）状态，使电机启动水泵供水。
（6）供水系统出现故障时，自动报警。
2、硬件设计
（1）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输出经反相器后接光电耦合器，通过继电器控制水泵工作，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电级置于水位10CM处，接5V电源的正极，B级置于水位15CM处，经4.7K下拉电阻接单片机的P1.0口，C电级置于水位的20CM处，经4.7K下拉电阻接单片机的P1.1口。
（3）设计一个单片机至水泵的控制电路。
要求单片机与水泵之间用反相器、光电耦合器和继电器控制，计算出LED限流电阻，接好继电器的续流二极管。
Protel硬件原理图
3、软件流程和程序
（1）根据功能要求画出控制程序流程图。
（2）根据控制程序流程图编写80C51汇编语言或C51程序。
#include<
reg51.h>
//包含头文件
sbitP1_0=P1^0;
//定义各端口位置
sbitP1_1=P1^1;
sbitP1_2=P1^2;
sbitP3_2=P3^2;
sbitP3_3=P3^3;
voiddelay1s（）;
//定义延时1秒函数程序
voiddelay1s（）//编译延时1秒函数程序
{
unsignedchari;
for（i=0;
i<
0x14;
i++）
TH1=0x3c;
TL1=0xb0;
TR1=1;
while（!
TF1）;
TF1=0;
}
voidmain（）//主程序
while
（1）
if（P1_0==0）
{
if（P1_1==0）
P1_2=0;
P3_2=0;
P3_3=0;
delay1s（）;
//调用延时1秒函数
else
P1_2=1;
if（P1_1==1）
else
if（（P1_0==0）&
&
（P1_1==1））//警报情况
P3_2=1;
//警报LED灯亮
P3_3=1;
//蜂鸣器响起
4、调试结果
1、首先在Kerl-uVision上单步调试，观察累加器寄存器存储器的运行之间能够正常运作（能够进行电机的启动，运作，停止等操作）。
2、然后将程序下载到仿真仪上，进行模拟仿真，检查程序工作是正常（P1.0端口和P1.1端口能控制P1.2端口）
3、最后将模拟水塔、传感器、控制电路和水泵联成一个完整的系统，进行整机调试，观察系统工作，电机无法正常工作，电机能运作，但不受控制，组员的的其他电板也没法使系统正常运作，我们拿电表测试，找寻电板是否是焊接的问题，最终我们认为是电路板设计。
四、课程设计的体会和发生的问题
通过这次实习，我初步的了解基本的单片机原理及接口技术课程设计相关知识，首先在焊接时，我学习到基础的焊接技术，虽然是很基本的一门技术，但里面有很大的学问，我们焊接是要注意的事项很多，首先焊接是一定要注意人身安全，在焊接继电器和光耦那一部分尤为注意，一不小心就会出现问题，使整个系统不能正常运作，所以焊接后要用电表测试一下各部件是否焊好，电路是否导通，还有千万要留意电线不能裸露，否则会很危险。
如果电线整体外露，会使系统处在一个很不稳定的状态。
绘制电路图，电路仿真那几方面没多大问题，能够达到预期效果。
按照程序编写框架编写程序也正常，调试的结果也可以，P1.0端口和P1.1端口能控制P1.2端口，但当接入自己的电路板时电机不太能正常工作，后来再用老师的电路板测试，电机能正常运作且受控制，这说明了自己编写程序是没问题的，出错的是自己焊接的电路板，初步推测是电路中电阻过大，然后在三极管后并联一个电阻以减少电路中整体电阻，但情况并没有多大的改善，最后在老师的提示和参考，调整了电路板中器件位置，把三极管接到光耦后面，目的是减少整体电路的电阻，以达到驱动电动机的效果，经这样调整后电动机能够运行起来，但不太稳定。
水塔水位课程设计出来的成品虽然还有待提高改善，但总体运行操作正常，除了电机一点点问题外，其他一切良好。
参考文献
单片机原理及接口技术课程设计大纲和时间安排
单片机原理及接口技术课程设计任务书
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