基于单片机的高塔水位监测报警控制系统设计毕业论文.

株洲师范高等专科学校物理与电子工程系毕业论文基于单片机的高塔水位监测报警控制系统姓名：王益南指导老师：肖利君专业：应用电子技术班级：07级应用电子班学号：时间：2010-5-5至2010-5-28摘要摘要采用AT89Ｃ５２单片机系统实现了水塔水位的自动控制，设计出一种低成本、高实用价值的水塔水位控制器。该系统具有水位检测、低水位高水位报警以及自动加水等功能。本设计过程中主要采用了传感技术、单片机技术、光报警技术以及弱电控制强电的技术。检测系统采用铜针探测结构简单制、造成本低、灵敏度高。并采用52单片机系统控制整个电路的信号处理以及采用光电耦合和继电器来实现弱电控制强电来实现加水系统的自动控制。它能自动完成水位检测、光报警、上水停水的全部工作循环，保证液面高度始终处于较理想的范围内，它结构简单，制造成本低，灵敏度高，节约能源显著，是用于各种高层液体储存的理想设备。关键词：单片机自动监测自动控制AbstractAT89C52microcontrollersystemusingcoolingtowerstoachievethelevelofautomation,designalowcostandhighpracticalvalueofthewatertowerwaterlevelcontroller.Thesystemhasthewaterleveldetection,lowwaterhighwaterlevelalarmandautomaticfunctionssuchasaddingwater.Thedesignprocessmainlyusesthesensortechnology,singlechiptechnology,opticaltechnologyandtheweakcontrolthestrongpolicepowertechnology.Detectionsystemusingsimplesystemfordetectionofcopperneedles,resultinginthelowandhighsensitivity.52SCMsystemcontrolbyusingthecircuitofsignalprocessingandtheuseofopticalcouplingandweakcontrolrelaystoachievestrongpowertorealizeautomaticcontrolofwatersystems.Itcanautomaticallydetectthewaterlevel,lightalarm,SheungShui,alltheworkwithoutwatercycle,toensurebettersurfaceheightisalwayswithinthecontextofitsstructuresimple,lowcost,highsensitivity,significantenergyisusedinvariouskindofidealequipmentforhigh-levelliquidstorageKeywords:SCMAutomaticmonitoringCircuitControlI目录摘要....................................................................I第1章绪论........................................................1第2章设计思路与方案..................................................32.1.设计思路..........................................................32.2方案设计..........................................................32.3方案论证..........................................................4第3章硬件设计.........................................................53.1系统方框图.......................................................53.2系统工作原理......................................................53.2.1单片机介绍...................................................6第4章各部分电路设计..................................................104.1传感器的选用.....................................................104.2稳压电路的设计....................................................114.3单片机控制处理电路................................................114.4光报警显示统电路.................................................114.5继电器控制水泵加水电路............................................124.5.1继电器控制电路的原理图......................................124.5.2光电耦合器简介..............................................134.5.3继电器简介..................................................13第5章软件设计........................................................155.1程序流程图.......................................................155.2源程序............................................................16第6章系统仿真.......................................................186.1程序编译和加载....................................................186.2系统仿真..........................................................186.3系统仿真结果分析..................................................19总结.....................................................................20参考文献...........................................................21致谢...................................................................22附录...................................................................23附录一：系统的总的电路图.............................................23附录二PCB版图.......................................................24第1章绪论一研究现状目前，我国住宅小区楼房自来水供水系统主要采用高塔供水，既在楼顶或者另外建设的高塔上面建个蓄水池以保证用户水压的恒定。在我们的指导老师的启发之下，我们对住宅供水情况进行了调查，根据调查在城市兴建的许多的房子现在都要实现自来水供水，所以在许多的家庭的楼顶都砌了一个高塔用来存储用水，然后对整个房子的用水进行供给。调查的过程当中我们发现，目前大多数的住宅小区都是采用人工加水的办法，即当水用完的时候，就人工开启水泵进行加水，十分不便。引起了老百姓的抱怨----水用完只前，不知道水已经很少，待用完后才知晓，如果是急需水的情况下，那就十分麻烦要等加水后才有水用；加水的过程当中，还需要人时刻检查水位情况，以防止水量超过最高水位线；所以这一切问题的存在，都在呼唤一种简单经济的高塔水位检测报警控制系统的诞生。另外，现在许多的锅炉系统、防洪系统也需要对水位进行控制，以能够方便地控制水位，对不同的水位进行报警，所以如果研制了一种很好的水位控制装置便能够很好地造福人民。传统的控制方式存在控制精度低、能耗大的缺点,而自动控制原理,依据用水量的变化自动调节系统的运行参数,保持水压恒定以满足用水要求,从而提高了供水系统的质量。而且成本低，安装方便，经过多次实验证明，灵敏性好，是节约水源，方便家庭和单位控制水塔水位的理想装置。二设计任务与计划基于调查我们决定设计一款简单实用，经济的高塔水位检测报警控制系统。本设计过程中主要采用了传感技术、单片机技术、光报警技术以及弱电控制强电的技术。在高塔的内部我们设计一个简易的水位探测传感器用来探测三个水位，即低水位，正常水位，高水位。低水位时送给单片机一个高电平，驱动水泵加水，红灯亮；正常范围的水位时，水泵加水，绿灯亮；高水位时，水泵不加水，黄灯亮。当红灯、绿灯亮的同时，P2.0出来一个信号使光电耦合器GDOUHE导通，这样继电器闭合，使水泵加水，到达高水位时黄灯亮在P2.0端出来一个低电平不能使光电耦合器导通，这样继电器不能闭合，水泵不能加水；当三灯闪烁表示系统出现故障。通过这样一个简单使用的电路系统从而实现对水位的自动监测与控制。三发展前景1我们学习了《单片机》、《模拟电子技术》、《数字电子技术》、《电路》等知识，为我们此次设计打下了良好的基础。基于我们的调查，感到现实生活急需要这样的水位控制系统，所以我决定在老师指导之下设计与研制一种高塔水位控制系统作为我们本次课题。相信本次的设计一定能够给老百姓的生活带来方便，也一定会具有广阔的市场前景，一定能够使我们电子设计能力得到很好的锻炼，使我们的理论和现实生活联系起来！2第2章设计思路与方案2.1.设计思路随着社会的进步，人类生活水平的不断提高，现在许多家庭都要求能够进行家庭用水自动供水，基于调查我们决定设计一款简单实用，经济的高塔水位控制系统。在高塔的内部我们设计一个简易的水位探测传感器用来探测三个水位，即低水位，正常水位，高水位。低水位时送给单片机一个高电平，驱动水泵加水，红灯亮；正常范围的水位时，水泵加水，绿灯亮；高水位时，水泵不加水，黄灯亮。本设计过程中主要采用了传感技术、单片机技术、光报警技术以及弱电控制强电的技术。2.2方案设计方案一：本方案采用555电路进行控制，即当水位探测传感器探测到低水位时送一个低于1/3VCC的低电平给NE555芯片,555的输出即为高电平驱动水泵加水;当在正常的水位时候,送给NE555为1/3VCC----2/3VCC的电平,即保持前一个水泵不加水的状态;当水位居于高水位时,给NE555电路一个高电平,这时NE555输出电平翻转为低电平,不能驱动水泵,水泵停止加水。图2.2.1方案一方框图方案二：本方案采用单片机80C52作为我们的控制芯片,主要工作过程是当高塔中3的水在低水位时,水位探测传感器送给单片