水塔水位控制器课程设计Word文件下载.docx
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硬件制作（20％）
布局焊接：
□合理□较合理□基本合理
□错误较多□原则性错误
软件编程
1、程序编写框架：
□合理□较合理□基本合理
□错误较多□原则性错误
2、程序编写过程：
□正确□较正确□基本正确
□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：
□合理□较合理□基本合理□不合理
2、软件设计：
3、联调结果：
□正确□较正确□基本正确□错漏较多
4、过程体会：
□属实□较属实□基本属实□不属实
答辩
（15％）
□思路清晰，内容正确□思路较清晰，内容较正确
□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
□优秀□良好□中等
□及格□不及格
指导教师：
2011年月日
目录
一、课程设计的目的………………………………………………………3
二、课程设计用的仪器和器件……………………………………………3
三、课程设计的具体内容…………………………………………………3
1、总体报告…………………………………………………………………3
2、硬件设计…………………………………………………………………4
3、软件流程和程序………………………………………………………6
4、调试结果…………………………………………………………………7
四、课程设计的体会和发生的问题……………………………………7
五、参考文献…………………………………………………………………8
一、课程设计的目的
1、对关于《单片机原理及接口技术》课程设计所选的题目《水塔水位控制》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。
2、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、课程设计用的仪器和器件
元件型号
数量
直流稳压电源
1
PC机
XL400仿真仪
塑料桶（Φ25-30cm）
塑料尺30cm
微型水泵
塑料管2m
光电耦合器4N25
12V微型继电器（TWTMP-53）
电路板（6*4cm）
薄铜片2cm*10cm*0.5mm
导线2m
二极管
PNP三极管
4.7K电阻
2
300Ω电阻
12针排针
电烙铁
焊锡
钳子
剪刀
三、课程设计的具体内容
1、总体报告
（1）单片机应用系统设计、开发与调试
单片机应用系统是指以单片机为核心，配一定的外围电路和软件，能实现某种或几种功能的应用系统。
单片机应用系统的设计主要包括硬件系统和软件系统两大部分。
为保证系统能可靠工作，在软、硬件的设计中，还要考虑其抗干扰能力。
设计一个单片机测控系统，一般可分为四个步骤：
1需求分析、方案论证和总体设计阶段
2器件选择、电路设计制作、数据处理、软件编制阶段
3系统调试与性能测定
4文件编制
（2）水塔水位控制要求
①水塔水位下降至下限水位时，启动水泵上水。
②水塔水位上升至上限水位时，关闭水泵。
③水塔水位在上、下限水位之间时，水泵保持原状态。
④供水系统出现故障时，自动报警，蜂鸣器不断在响的同时，发光二极管不断闪烁。
（3）电路要求
电路板的设计需简洁大方，元器件的摆放要合理；
电路板的焊接要整齐，不能出现虚焊及焊接错误的情况。
电路板在运行过程中需工作性能良好。
（4）系统基本框架图
（5）水塔水位控制原理
课程设计说明：
水塔水位控制原理图见图，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接单片机P1.0,P1.1并经电阻R接地。
（1）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，单片机输出信号，
控制电机工作供水。
（2）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，应维持现状水泵继续供水。
（3）当水位上升到C点时，C接通。
这时B、C均接通，B、C两点都为高电平，表示水塔水位已满，需水泵停止供水，单片机输出信号，控制电机断电停止供水。
（4）由于供水使水塔水位开始下降，水位在降到B点之前，B点电位为高、C点电位为低，应维持供水状态不变。
（5）当水位降到下限B点以下，B、C两点电平都为低时，单片机输出控制，回到
（1）状态，使电机启动水泵供水。
AT89s52简介
兼容MCS51微控制器,8K字节FLASH存贮器支持在系统编程ISP1000次擦写周期；
256字节片内RAM,工作电压4.0V到5.5V,全静态时钟0Hz到33MHz,三级程序加密；
32个可编程IO口,2/3个16位定时/计数器,6/8个中断源,全双工UART；
低功耗支持Idle和Power-down模式,Power_down模式支持中断唤醒；
看门狗定时器,双数据指针,上电复位标志.
2、硬件设计
（1）电路板设计如图：
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；
P1.1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；
P1.4输出经反相器后接蜂鸣器，当出现故障时报警。
（2）用塑料尺、铜板、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P1.0口；
C电极置于水位20cm处，经5.1K的下拉电阻接单片机P1.1口。
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。
如下表所示。
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，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
原理图：
3、软件流程和程序
当水位在B铜片
之上C铜片之下
：
放水
水位到达C铜片
停水
水位在B铜片之下
抽水并报警
实验程序：
#include<
reg51.h>
sbitP1_2=P1^2;
sbitP1_0=P1^0;
sbitP1_1=P1^1;
sbitP1_3=P1^3;
voiddelay（unsignedchari）;
voidmain（）
{
P1=0x00;
P1_2=0;
if（P1_0==1&
&
P1_1==0）
P1_2=1;
}
elseif（P1_1==1&
P1_0==1）
P1_2=0;
elseif（P1_1==0&
P1_0==0）
P1_3=1;
P1_2=1;
delay（100）;
P1_3=0;
}
秒表程序
#include<
reg52.h>
#defineucharunsignedchar
#defineuintunsignedint
uintcounter;
ucharge,shi,bai;
ucharduanma[]={0x28,0x7e,0xA2,0x62,0x74,0x61,0x21,0x7A,0x20,0x60,0xff};
ucharweima[]={0x7f,0xbf,0xdf,0xef,0xf7,0xfd,0xfe};
voiddisplay（ucharone,uchartwo,ucharthree）;
voidinit（）;
voiddelay（uchari）;
voidmain（）
{init（）;
while
（1）
{
display（ge,shi,bai）;
voiddisplay（ucharone,uchartwo,ucharthree）
{P0=0xff;
P2=weima[0];
P0=duanma[one];
delay
（2）;
P2=weima[1];
P0=duanma[two];
P2=weima[2];
P0=duanma[three];
}
voiddelay（uchari）
{uchark,j;
for（k=0;
k<
i;
k++）
for（j=0;
j<
255;
j++）;
voidinit（）
{TMOD=0x10;
TH1=15536/256;
TL1=15536%256;
TR1=1;
ET1=1;
EA=1;
counter=0;
voidtime_0（）interrupt3
{unsignedchari;
i++;
if（i==20）{i=0;
counter++;
if（counter==1000）counter=0;
bai=counter/100;
shi=（counter%100）/10;
ge=counter%10;
4、调试结果
（1）在Kerl-uVision上单步调试，观察累加器寄存器存储器的运行之间是否正常。
（2）将程序下载到仿真仪上，进行模拟仿真，检查程序工作是否正常。
（3）将模拟水塔、传感器、控制电路和水泵联成一个完整的系统，进行整机调试，观察系统工作是否正常。
四、课程设计的体会和发生的问题
经过此次课程设计，其中有过懊恼，有过欣慰，有过开心，有过焦急，但更多的是感慨。
从理论到实践，所谓受益匪浅，使我学到很多很多的东西，同时不仅可以巩固以前所学过的知识，而且学到了很多书本上所没有学到过的知识。
从刚开始的无从下手，在各位老师与同学的精心指导与帮助下，开始在脑海里有了大致的模块，再经过电路程序的设计，分析，组装，绘制。
首先从焊接角度来讲，经过了将近两个星期的焊接，虽然一块万能电路板上只需要我们焊接7个电路元件，但是我的焊接技术实在是不怎么高，焊出了许多的虚焊点，导致第一次的电路板测试中没有得到预期的结果，不过我们3个人一组，最终还是焊接好了一块电路板。
其次，从调试程序阶段来说，我们的仿真图就画了整整一个下午，才让电机转动，接下来的编程中，总是出现在电机该停止的时候出现了电机的反转，经过了多次的实验，才知道是电动机用错的的缘故。
改了电动机的类型之后，电机的转动才恢复了正常。
从中说明了我们对软件的操作熟练程度还远远不够。
以后要多加强这方面的联系。
最后从合作角度考虑，我们这次为期2个星期的单片机课程设计，使我充分认识到“三人行，必有我师焉。
”这句话的深刻含义，因为没有邹浙湘老师的耐心教导和正确地课程指导，还有我们组其他两人的团结合作，面对困难永不放弃的精神使我们完成了这次单片机的课程设计。
这两个星期我所学到的做人做事的道理和永不放弃的精神讲永远激励着我未来的人生道路。
勇往直前。
通过这次课程设计，使我懂得了理论知识与时间相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实践动手能力和独立思考的能力。
在设计的过程中遇到的种种问题，困难重重，但可喜的是最终都得到解决。
最后，我从这次电子实习里深刻的体会到了一个很重要的道理，就是做什么事情都是不容易的，要做就要把它做完，做对，做好。
所以必要的时间和功夫还是需要花的。
正如诗人陆游《冬夜读书示子律》里所云“纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行。
”这就是我深刻体会到的道理。
五．参考文献
[1]曹琦：
一种节能的变压变频供水系统[J]，变频器世界，2006，（7）：
133-137
[2]李克俭、饶满和：
水塔水位控制系统的研究与设计[J]，广西工学院学报，2006（4）
[3]何立民：
《单片机应用技术选编》……北京航空航天大学出版社
[4]李朝青：
《单片机原理及接口技术》……北京航空航天大学出版社
[5]刘和平：
《单片机原理及应用》……重庆大学出版社
[6]谢自美：
电子线路设计实验.测试（第二版）……华中科技大学出版社
[7]网页“
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