基于单片机的水泵清洗设备设计.docx

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基于单片机的水泵清洗设备设计

基于单片机的水泵清洗设备设计

摘要

清洗是一种与人们生活实践关系十分密切的劳动,人类从远古时期就开始从事这种劳动.由于传统清洗操作简单,或只是作为一道工序依附于生产过程中,没有引起广泛关注.进入21世纪,人们生活已经从温饱阶段进入到舒适时代,对于清洗产品越来越多的需求,加速了新产品研发步伐;同时,制造业的高速发展,也促进了清洗设备、等企业的快速进步，现在对于清洗设备的也有了很高的要求，自动控制和控制显示发展也有了飞速的发展，清洗设备现在在人们生活中已经占据着很大的地位，但是清洗设备的改进还在不断地发展，能够把清洗设备自动化并能够显示工作状态也有了进一步的发展。

基于单片机的功能控制和液晶显示也越来越多，在本次设计中主要应用以AT89C52单片机为控制核心，通过控制的的命令来反映要执行的动作，并通过RT12864M液晶显示器显示正在运行的工作状态。

关键词：

AT89C52；RT12864M；清洗

ABSTRACT

Cleaningisapracticewithpeople'slivesverycloseworkingrelationship,thebeginningofmankindfromancienttimesinthisworkduetothetraditionalcleaningissimple,orsimplyasaprocessdependentontheproductionprocesshasnotcausedwidespreadconcern.Intothe21stcentury.,people'sliveshavebeencomfortablefromthestageintotheeraoffoodandclothing,cleaningproductsforthegrowingdemand,acceleratethepaceofnewproductdevelopment;thesametime,therapiddevelopmentofthemanufacturingsector,alsocontributedtothecleaningequipment,suchasthecompany'srapidprogress,nowForcleaningequipmentalsohavehighdemands,thedevelopmentofautomaticcontrolandcontroldisplayhasalsobeenrapiddevelopmentofcleaningequipmenthasbeeninpeople'slivesnowoccupiesagreatposition,butimprovementsareconstantlycleaningequipmentdevelopment,toautomatethecleaningequipmentandworkingconditionshasalsobeenabletoshowfurtherdevelopment.Microcontroller-basedcontrolandLCDdisplayfeaturesmoreandmore,inthisdesign,themainapplicationforthecontroloftheAT89C52microcontrollercore,bycontrollingtheordertoreflecttheactiontoperform,andthroughRT12864MLCDdisplayistheworkofrunningstate.

KeyWords:

AT89C52;RT12864M;Cleaning

1引言

1.1基于单片机控制的正反转水泵清洗设备的设计的目的、意义

清洗设备现在在人们生活中已经占据着很大的地位，但是清洗设备的改进还在不断地发展，能够把清洗设备自动化并能够显示工作状态也有了进一步的发展。

其目的就是能够使人们能够更轻松的完成清洗工作，通过设定好一定的功能和显示的状态来帮助人们更有效的完成一项任务，而不用一直在去手动去做一些重复的动作。

清洗设备目前已经在国内大量的使用，很多清洗设备的制造公司在这方面上都有了一定的基础地位。

1.2国内外在泵清洗设备上面的大力发展

国际极具影响力的分别在美国和法兰克福一年一届的泵与清洗设备制造商展览会是世界工业清洗行业的盛会！

二展会每年均由来自40多个国家的800家展商组成，面积达50000平米左右。

我国是一个工业制造大国，泵与工业清洗设备的应用领域日益扩大，在机械制造、金属加工、食品、纺织、交通、船舶、建筑、电器、电子、医药、化工等工业领域应用占全球工业清洗市场最大份额。

世界的工业清洗设备制造商也日益增多，从通用型向专用型发展。

在工业生产中，以降低工业清洗成本为目的，提高产品质量和提高劳动生产率是开发市场和立足市场的积极措施。

清洗设备应用到了各大领域，主要

清洗设备如：

高压水射流设备、小型清洗机、、热水清洗机、专用清洗生产线（装置）、干冰清洗设备、超声波清洗设备（金属及零部件清洗、印刷线路板清洗、显象管部件及液晶显示器清洗、光学部件清洗、精密部件清洗、电子元件清洗设备、）、化学清洗设备、水基清洗、锅炉容器内壁清洗设备、发动机及带电清洗、机器人清洗、工业清洗剂等清洗设备与技术；道路清洗车、下水道清洗车、船舶除锈成套设备、干气喷砂机、无气喷涂机、除漆成套装置、清罐机等；及其相应配套的喷头、喷嘴、旋转喷头、三维旋转喷头、平面清洗器、爬壁机器人、快速接头、水切割刀头、往复与旋转密封、各种磨料、过滤器、微型离心泵、金属软管、超高压软管、喷枪、喷杆、气动调亚阀、专用执行机构等产品。

1.3本论文主要设计的主要内容

在本次论文中主要做了以下下内容:

（1）通过研究和分析泵清洗设备在国民生活中的地位和现在的大力发展，并做了本次的设计，主要对水泵正反转清洗设备控制和显示的设计：

手动：

按手动上，水泵进行清洗，碰到后限开关，水泵停止。

按手动下，水泵进行反清洗，碰到前限开关，水泵停止。

自动：

定时器用五个编码开关设定，有2~18小时9个时间选择。

清洗分三个状态，用三个编码开关设定。

单程清洗：

判断当时的位置，进行一个方向的清洗。

双程清洗：

判断当时的位置，进行一个往返清洗。

连续运行：

判断当时的位置，连续进行清洗。

设定一个压力开关，当压力到了，定时器为0，根据清洗状态，马上进行清洗。

（2）通过对设备的了解和分析，选择了AT89C52这款单片机[1]，主要考虑了它结构比较简单，容易控制，价格比较合适，性能也比较好，并学习了它的工作原理和引脚特点和功能应用。

还选择了RT12864M这款液晶显示器[9]，它的显示简单控制并且自带字库，性能比较好，以及对它的工作原理也做了详细的了解，能够做到控制显示。

（3）熟悉并掌握了keil程序编译软件的应用。

（4）学习了Proteus7仿真软件的基本原理及使用方法。

（5）完成本设计软件程序的编写、硬件电路的设计和原理图的绘制，以及电路的焊接、调试及显示功能。

实现了控制显示功能。

（6）对本设计做了整体的调试，给出了调试中出现问题的解决方法。

2系统框图及工作原理

2.1系统整体框图

以单片机AT89C52为核心，控制键给控制信号，有电机作为执行，并有液晶显示，通过电源给单片机提供电源，单片机采集按键的信号通过程序逻辑来反映要执行的动作，执行动作有液晶和电机来反映。

如图2-1所示：

图2-1硬件结构

软件控制部分，通过单片机采集来的信号，进行判断，来采取要执行的动作。

如图2-2所示：

图2-2软件控制

2.2各模块工作原理

1、单片机模块

AT89S52[3]是一个低功耗，高性能CMOS8位单片机，片内含8kBytesISP（In-systemprogrammable）的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术制造，兼容标准MCS-51指令系统及80C51引脚结构，芯片内集成了通用8位中央处理器和ISPFlash存储单元，功能强大的微型计算机的AT89S52可为许多嵌入式控制应用系统提供高性价比的解决方案。

2、LCD显示模块

模块采用RT12864M汉字图形点阵液晶显示模块[10]，可显示汉字及图形，内置8192个中文汉字（16X16点阵）、128个字符（8X16点阵）及64X256点阵显示RAM（GDRAM），主要显示设备动作的状态。

3、电机设备模块

通过对控制命令的读取来执行要运行的动作。

3系统硬件组成原理

3.1系统核心单片机的发展

3.1.1单片机的简介

单片机[4]是一种集成电路芯片。

它采用超大规模技术将具有数据处理能力的微处理器（CPU）、存储器（含程序存储器ROM和数据存储器RAM）、输入、输出接口电路（I/O接口）集成在同一块芯片上，构成一个即小巧又很完善的计算机硬件系统，在单片机程序的控制下能准确、迅速、高效地完成程序设计者事先规定的任务。

所以说，一片单片机芯片就具有了组成计算机的全部功能。

单片机控制系统能够取代以前利用复杂电子线路或数字电路构成的控制系统，可以以软件控制来实现，并能够实现智能化，现在单片机控制范畴无所不在，例如通信产品、家用电器、智能仪器仪表、过程控制和专用控制装置等等，单片机的应用领域越来越广泛。

诚然，单片机的应用意义远不限于它的应用范畴或由此带来的经济效益，更重要的是它已从根本上改变了传统的控制方法和设计思想。

是控制技术的一次革命，是一座重要的里程碑。

3.1.2单片机发展概述

1946年第一台电子计算机诞生至今，依靠微电子技术和半导体技术的进步，从电子管—晶体管—集成电路—大规模集成电路，使得计算机体积更小，功能更强。

特别是近20年时间里，计算机技术获得飞速的发展，计算机在工农业，科研，教育，国防和航空航天领域获得了广泛的应用，计算机技术已经是一个国家现代科技水平的重要标志。

1976年INTEL公司推出了MCS-48单片机[8]，这个时期的单片机才是真正的8位单片微型计算机，并推向市场。

它以体积小，功能全，价格低赢得了广泛的应用，为单片机的发展奠定了基础，成为单片机发展史上重要的里程碑。

在MCS-48的带领下，其后，各大半导体公司相继研制和发展了自己的单片机，象Zilog公司的Z8系列。

到了80年代初，单片机已发展到了高性能阶段，象INTEL公司的MCS-51系列，Motorola公司的6801和6802系列，Rokwell公司的6501及6502系列等等,此外,日本的著名电气公司NEC和HITACHI都相继开发了具有自己特色的专用单片机。

80年代，世界各大公司均竞相研制出品种多功能强的单片机，约有几十个系列，300多个品种，此时的单片机均属于真正的单片化，大多集成了CPU、RAM、ROM、数目繁多的I/O接口、多种中断系统，甚至还有一些带A/D转换器的单片机，功能越来越强大，RAM和ROM的容量也越来越大，寻址空间甚至可达64kB，可以说，单片机发展到了一个新的平台．

3.2单片机AT89S52芯片的选择及基本组成和主要特点

MCS-52[2]以其典型的结构和完善的总线专用寄存器的集中管理，众多的逻辑位操作功能及面向控制的丰富的指令系统，堪称