《单片机课程设计》水塔水位控制系统 报告

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1、单片机课程设计设计报告设计题目：水塔水位控制系统姓 名：学 号：班 级:职称:指导老师:设计时间:单片机课程设计考查评分表姓名学号班级11机械电子工程4班设计题目水塔水位控制考 查 项 目平时表现(20%)1、出勤率：口全勤口缺勤较少 口缺勤较多 全缺2、进度：口较快正常较慢没有按时完成硬件制作(20%)布局焊接： 口合理较合理基本合理口错误较多原则性错误软件编程(20%)1、程序编写框架：口合理 较合理基本合理口错误较多原则性错误2、程序编写过程：口正确 较正确基本正确口错漏较多功能调试(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：口合理 较合理基本合理 不合理

2、2、软件设计：口合理 较合理基本合理 不合理3、联调结果：口正确 较正确基本正确 错漏较多4、过程体会：口属实 较属实 基本属实 不属实答辩(15%)口思路清晰，内容正确思路较清晰，内容较正确口思路基本清晰，内容基本正确思路较混乱，内容错漏较多总评口优秀 良好口中等口及格不及格指导教师：吴明友 2014年1月3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

3、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（中2530cm）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、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，

5、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；P11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；P14输出经反相器后接蜂鸣器，当出现故障

6、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00电机运转01维持原状10故障报警11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

7、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。极极 槌Q射电极 正负N发集基 r r * 12 3 4 5 6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

8、间的互动关系。通常应用于自动化的控制电蹬中，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：#includereg52.h# define uchar unsigned charsbit p10 = P10；sbit p11 = P11;sbit p12 = P2;sbit p13 = P13;sbit p14 = P14； delay (uchar i);void led ()；void main() P1=0;/初始化while(1) /*在每次循环时都要关掉报警灯和蜂鸣器

9、，以防出现P10=1, P11=0时 仍出现报警*/p13=1；p14=0;/大水位在下限以下时，启动电机,直到水位到达了上限为止大/if(p10=0&p11=0)(while (p11=0)p12=0;delay (1000)；/*出现故障报警大/else if(p10=0&p11=1)(p12=1；led();/大水位过了下限，并且没有到达上限时，保持原来的状态*/else if (p10=1&p11=0)(/*水位到达了上限，电机停止运转*/else if(p10=1&p11=1)(p12=1；/* 延时程序 */delay(uchar i)(uchar j,k;for (k=0； k

10、i;k+)for (j=0； j110； j+)；/*LED灯闪烁和蜂鸣器响大*/void led()( uchar i；i=0；while (p10=0&p11=1) p14=p14；delay (1)；i+；if (i=100)p13=p13；i=0；4调试结果B(P1.0)C (P1。 1)操作00电机运转10维持原状01故障报警11电机停转四、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

11、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ui加POHKDDFQ.1HQ1RIM!飙P0JAH3P0.4KD4m觐PO&KOERSTniMir顷H.1K9ptawnpzmi,UEP2IM百胸点PlffiUP21邮I nurNRynF1.1hit-idF12世ranmrainu雁FMT1FlF.KF1?mm田田3r-舌壬里辨K3_1111JRL1. mnoiN.- r