自动蓄水系统设计

毕业论文题目自动蓄水系统设计姓名肖平安学号20126024系部理工系专业年级电子信息工程一班指导教师彭沛夫2016年5月1日中南林业科技大学涉外学院本科毕业论文诚信声明本人郑重声明：所呈交的本科毕业论文，是本人在指导老师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，成果不存在知识产权争议，除论文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本论文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。本科毕业论文作者签名：年月日I摘要蓄水装置在日常生活和工业应用中发挥这重要作用。该设计是针对水位检测和控制的实际问题开发的一种基于单片机的超声波水位控制器，深入讨论了用超声波作为信号源进行液位检测的可行性以及优越性，同时实现了水位的自动控制这一功能。基于传统的测量距离必须要碰触到物体这个不便之处。比如，距离液面高度测量，以前都是使用采用差位分布电极，通电来检测液面，但是检测器长期放在液体介质里面，容易受到破坏，无法保持良好性能，要进行非接触性的测距，因此想到运用超声波。结合单片机STC89C52，使得超声波测距系统更加智能自动化。系统的显示模块则是采用LCD1602液晶显示屏，显示水位信息以及设定的水位数值。该系统使用超声波水位传感器对水位进行检测然后将检测到的信号传给单片机STC89C52进行处理，从而实现对水位的监测、超限报警等功能。最后，使用LCD1602液晶显示屏显示当前水位高度，并且可以通过使用手动按键来调整目标水位的深度。本系统适用在不同的用水场合下的需要，能节省工作时间，提高系统整体的工作效率，实现对蓄水池水位的自动控制。关键词：单片机STC89C52；超声波；模块；水位；检测IITitleDesignofautomaticwaterstoragesystemAbstract:Waterstoragedeviceinourdailylifeandplaytheimportantroleinindustrialapplication.Thisdesignisaimedatwaterleveldetectionandcontrolofthepracticalproblemsofthedevelopmentofaultrasonicwaterlevelcontrollerbasedonsinglechipmicrocomputer,discussedhowtouseultrasoundasasourceforthefeasibilityandtheadvantagesoftheliquidleveldetection,realizedtheautomaticcontrolofwaterlevelatthesametimethisfeature.Basedonthetraditionalmeasuringdistancemusttouchtheobjectofthisinconvenience.Distanceliquidlevelheightmeasurement,forinstance,isusingthedifferencebeforeelectrodes,electricitytodetectliquidlevel,butthedetectorinaliquidmediumforalongtime,easytodamage,unabletokeepgoodperformance,mustcarryonthenon-contactranging,sothinkofusingultrasound.CombiningmicrocontrollerSTC89C52,makeultrasonicrangingsystemmoreintelligentautomation.SystemisadoptLCD1602LCDscreendisplaymodule,displaywaterlevelinformationandsetthewaterlevelvalue.ThesystemUSESultrasonicwaterlevelsensortotestthewaterandthendetectthesignalstosinglechipmicrocomputerSTC89C52processing,soastorealizethefunctionsuchaswatermonitoring,overrunalarm.Finally,usingtheLCD1602LCDdisplayshowsthecurrentwaterlevel,andcanbethroughtheuseofmanualbuttonstoadjustthedepthofthetargetlevel.Thissystemistheneedofwaterindifferentoccasions,cansavetheworkingtime,improvetheworkingefficiencyofthesystemasawhole,realizetheautomaticcontrolofthereservoirwaterlevel.Keywords:MCUSTC89C52,Ultrasonic,module,waterlevel,testing目录1引言.............................................................11.1选题背景及意义.................................................11.2国内外研究状况及发展趋势.......................................11.3设计思路与结构.................................................22系统硬件设计.....................................................32.1主控部分........................................................42.1.1单片机STC89C52系统..........................................42.1.2LCD1602液晶显示模块.........................................42.1.3蜂鸣器报警模块...............................................42.2超声波测距部分.................................................52.2.1超声波发射电路...............................................52.2.2超声波接收电路...............................................62.2.3超声波控制蓄水...............................................73系统软件设计.....................................................83.1软件设计总流程.................................................83.2单片机驱动HC-SR04模块程序设计.................................93.3单片机STC89C52计算测试模块与障碍物距离算法设计...............103.4单片机STC89C52定时器计时程序设计.............................113.5LCD1602液晶驱动程序设计......................................123.6蜂鸣器报警模块程序设计........................................154系统调试及结果分析..............................................164.1调试过程中出现的问题及解决方法................................164.1.1回波信号的误接收............................................164.1.2外部中断0的触发方式........................................164.2测距结果及分析................................................16结论..............................................................18致谢..............................................................19参考文献........................................................2011引言1.1选题背景及意义超声波测距是一种传统而实用的非接触测量方法，和激光、涡流和无线电测距方法相比，具有不受外界光及电磁场等因素的影响的优点，在比较恶劣的环境中也具有一定的适应能力，且结构简单，成本低，因此在工业控制、建筑测量、机器人定位方面得到了广泛的应用。但由于超声波传播声时难于精确捕捉，温度对声速的影响等原因，使得超声波测距的精度受到了很大的影响，限制了超声测距系统在测量精度要求更高的场合下的应用。距离是在不同的场合和控制中需要检测的一个参数，测距成为数据采集中要解决的一个问题。而由于超声波的速度相对光速小的多，其传播时间比较容易检测，并且易于定向发射，方向性好，强度好控制，因而人类采用仿真技能利用超声波测距。超声波测距是一种利用超声波特性、电子技术、光电开关相结合来实现非接触式距离测量的方法。因为它是非接触式的，所以它就能够在某些特定场合或环境比较恶劣的情况下使用。比如要测量有毒或有腐蚀性化学物质的液面高度或高速公路上快速行驶汽车之间的距离。将超声波测距应用于自动蓄水池设计也是近年来非常重要的研究课题。超声波测距水位是一种极有潜力的方法，本文结合超声波的特性设计了一个简单实用的超声测距系统。1.2国内外研究状况及发展趋势我们国家早在建国初期就已经对超声波以及其特性做过了较多的研究与探测，并取得了举世瞩目的成就。进入21世纪后在电子科学技术的飞跃发展前提之下，尤其是嵌入式和微处理器技术的高速发展，使得之前相对来说复杂的超声波测距系统设计变为可能并且迅速得到发展，如采用zilog公司的z86E08单片机控制的超声波测距数显装置，以8098单片机为核心的智能物位测量仪等。随着工业生产的不断提高，对于科技的要求也越来越高，而距离的测量在许多工业生产中都有着重要作用，并且人们对于距离和长度的测量环境和精度的要求越来越高，国内科研人员在超声波回波信号处理方法、新型超声波换能器研发、超声波发射脉冲选取等方面进行了大量理论分析与研究，并针对超声测距2的常见影响因素提出温度补偿、接收回路串入自动增益调节环节等提高超声波测距精度的措施。本设计所研究的超声波测距是一种典型的非接触测量，它与红外测距，激光测距等相比较，超声波测距对外界的色彩，光线和电磁影响的抗干扰能力更强，并且在有毒、灰尘、以及烟雾等恶劣的环境下仍然能工作，由于声波在空气中的传播速度要远远小于光波和无线电波在空气中的传播速度，所以其适用于测量精度不要求太高的场合，超声波测距的系统更容易实现，结构也相对简单，耗费更低，且超声波在传输过程中不受烟雾等能见度的影响，所以其在众多的领域都有广泛的应用，如测量海洋深度，建筑高度的测量，机器人智