智能水位控制系统设计

四川信息职业技术学院毕业设计说明书(论文)设计(论文)题目:智能水位控制系统设计专业:电子信息工程技术班级:纳思达08-1班学号:0819040姓名:黎辑蓉指导教师:胡德清二0一0年八月一日四川信息职业技术学院毕业设计说明书(论文)四川信息职业技术学院毕业设计（论文）任务书学生姓名黎辑蓉学号0819040班级纳思达08-1专业电子信息工程技术设计（或论文）题目智能水位控制系统设计指导教师姓名职称工作单位及所从事专业联系方式备注胡德清讲师四川信息职业技术学院电子工程系13881209945设计（论文）内容：1.主要内容和技术指标（1）电路以单片机为核心、集成电路驱动电机、LED显示而构成；（2）外接电源供电，具有自带时钟电路、复位电路、工作状态切换电路等；（3）电路系统具自动控制水位等功能。2.任务与要求（1）选择各单元电路结构并阐述工作原理，给出整机电路原理图；（2）准确计算或估算电路参数，正确选择电路元件，给出元件明细表，仿真测试；（3）撰写设计说明书，要求准确阐述电路选择依据，反映计算方法、元件选择等设计过程，字数不少于6000字。进度安排：进度安排内容及要求备注7.1-7.7了解毕业设计相关要求，搜集资料，拟定方案7.8-7.20选择各单元电路结构并阐述工作原理，确定系统电路原理图，计算电路参数，选择电路元件，仿真测试或做样品。7.21中期检查7.22-8.10绘制电路原理图、元件明细表，撰写设计说明书等8.11毕业设计答辩主要参考文献、资料(写清楚参考文献名称、作者、出版单位)：[1]苏平．《单片机原理与接口技术》．电子工业出版社．2003年5月；[2]林伸茂．《8051单片机彻底研究实习篇》．人民邮电出版社．2005年8月；[3]韩志军．《单片机应用系统设计》．机械工业出版社．2005年1月；[4]陈坤、张义中等．《电子设计技术》．电子科技大学出版社．1997年5月；[5]郑应光．《模拟电子线路（一）》.东南大学出版社.2005年3月；[6]李秀忠．《单片机应用技术》．人民邮电出版社．2007年1月；[7]肖洪兵．《跟我学单片机》．北京航空航天大学出版社．2002年3月；审批意见教研室负责人：年月日备注：任务书由指导教师填写，一式二份。其中学生一份，指导教师一份。四川信息职业技术学院毕业设计说明书(论文)I目录摘要...................................................................1第一章绪论...........................................................2第二章总体方案.........................................................42.1设计思路..........................................................42.2功能描述..........................................................4第三章硬件设计.........................................................53.1CPU的选择........................................................53.2复位电路..........................................................83.2.1按键复位....................................................83.2.2上电复位....................................................83.3时钟电路..........................................................93.4水位检测电路.....................................................103.5显示电路.........................................................113.5.1LED介绍....................................................113.5.2显示电路设计...............................................123.6灌水电路.........................................................123.6.1直流电机工作原理...........................................123.6.2驱动电路...................................................133.6.3灌水电路设计...............................................143.7报警电路.........................................................153.8整机工作原理.....................................................15第四章软件设计........................................................174.1用PROTEUS绘制原理图............................................174.2用KeilμVision3编写程序........................................184.3用PROTEUS对单片机内核的仿真.....................................18四川信息职业技术学院毕业设计说明书(论文)II4.4程序流程图.......................................................22第五章实物制作.........................................................235.1元器件的安放顺序.................................................235.2焊接.............................................................235.2.1焊接的工艺要求.............................................235.2.2焊接的操作.................................................245.3成品使用与验证...................................................24结论..................................................................26参考文献................................................................27附录1整机电路图.......................................................28附录2元器件明细表.....................................................29附录3源程序清单........................................................30四川信息职业技术学院毕业设计说明书(论文)第1页摘要近年来随着科技的飞速发展，单片机的应用正在不断地走向深入，同时带动传统控制检测日新月益的更新。在实时检测和自动控制的单片机应用系统中，单片机往往是作为一个核心部件来使用，仅单片机方面知识是不够的，还应根据具体硬件结构，以及针对具体应用对象特点的软件相结合，以作完善。本系统是以单片机的基本语言“C语言”来进行软件设计编程的，其指令的执行速度快，节省存储空间。为了便于扩展和更改，软件的设计采用模块化结构，使程序设计的逻辑关系更加简洁明了，使硬件在软件的控制下协调运作。关键词单片机(AT89C51)；LED显示技术；直流电机。四川信息职业技术学院毕业设计说明书(论文)第2页第一章绪论21世纪是通信、电力、材料、电子、能源以及控制技术大发展并相互交叉的时代，而机电一体化技术正是把机械、电子、控制技术和计算器技术相结合的综合技术。智能产品具有品种多、涉及的领域广等特点，自从应用电子技术发展以来，单片机微型计算器因其体积小、价格低、性能灵活、开发方便的独特优势，在机电一体化产品的开发和控制中得到了最广泛的应有，而且越来越向纵深发展。从简单的机电一体化产品深入到数控系统、柔性化、智能化系统以及机器人系统等。当今世界在电子信息技术的领域里取得了社会跨跃式的进步，科学技术的飞速发展使各国生产力大规模提高。由此可见科技已成为各国竞争的核心，尤其是电子信息技术更显得重要，在国民生产各部门中电子信息技术得到了广泛的应用。智能技术的发展使得许多系统更加友好，更方便我们对他们的控制。几乎在各个方面都可以充分发挥它的优势，比如说本文要提出的智能水位控制系统，当然在其他方面也可以有很好的应用，比如说具有智能功能的温度检测器、有智能功能的计算机控制系统。智能功能的实现可以帮助更多人，可以减少事故的发生，更可以节省资源的利用。所以说，智能控制功能的实现有助于生活的改善，具有良好的市场前景。随着科学技术的发展,人们身边的一些用电器件已经具有智能控制的性能.智能控制可理解为自动控制,所谓自动控制,就是在没有人直接参与的情况下,通过控制装置,使被控制对象或过程自动地按照预定的规律运行.器件的职能化使工作简单并易于控制整个工作系统.在实际应用中,很多方面需要检测容器里液面高度以方便于生产的需求,如锅炉水位,自来水塔水位.如今的智能水位控制系统技术相当成熟了,市场上有多种多样的智能水位控制器,一般具有水位控制、水位显示、报警功能；有些水位控制器还有输出短路或过载保护，控制器过热保护，避免电机空转，保护电机而自动切断电源保护。基于对水位智能水位控制系统的学习，本系统以AT89C51单片机为核心，用按钮模拟水位，用发光二极管显示水位制作了一个简易的智能水位控制系统。此系统同样具有四川信息职业技术学院毕业设计说明书(论文)第3页水位控制和报警功能。此系统只可应用于仿真，不能应用于实际中，如果想运用于实践中，可以在此系统基础上对硬件和程序再进一步改善。例如在程序方面,程序中添加上看门狗程序可以对整个控制系统进行监控；为提高对系统硬件的故障检测及报警,也可在程序中添加一些检测程序。在硬件方面,可通过安装硬件性看门狗；水位检测器可使用水位继电器；整个系统出现的报警信号很多,有紧急性的,有提示性的,可以安装多个报警硬件!根据智能水位控制系统的功能要求来增设硬件设备和软件程序。智能水位控制系统还具有开发的空间。四川信息职业技术学院毕业设计说明书(论文)第4页第二章总体方案2.1设计思路本系统采用单片机AT89C51为核心芯片的电路来实现，硬件电路由单片机(AT89C51)、水位检测电路、复位电路、时钟电路、显示电路、报警电路和灌水电路等组成。其中，晶振采用12MHZ的晶振；再通过按键开关模拟水位来实现功能。其智能水位控制系统设计框图如图2-1所示：2.2功能描述当接通电源后，在水位低于某点时，电机工