液位控制器实训报告.docx
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液位控制器实训报告
JIUJIANGUNIVERSITY
高级职业技能培训
实训报告
课题：
液位控制器
专业：
电子信息工程技术
班级：
学号：
学生姓名：
同组同学：
指导教师：
设计时间：
2012.09.10—2012.09.21
“液位控制器”的组装、调试与制作
1实践目的
通过对“液位控制器”机的组装、调试与制作，掌握“液位控制器”的工作原理，提高元器件识别、测试及整机装配、调试的技能，增强综合实践能力。
2实践要求
1.掌握和理解“液位控制器”原理图各部分电路的具体功能，提高看图、识图能力；
2.对照原理图和PCB板，了解“液位控制器”元器件布局、装配（方向、工艺等）和接线等；
3.掌握调试的基本方法和技巧；学会排除焊接、装配过程中出现的各种故障，解决碰到的各种问题。
4.熟练使用各种常用仪器、仪表和电子工具，掌握元器件和整机的主要参数、技术或性能指标等的测试方法；
5.解答“思考与练习题”，进一步增强理论联系实际能力。
3“液位控制器”原理简介
在水塔中经常要根据水面的高低进行水位的自动控制，同时进行水位压力的检测和控制。
该液位控制器具有水位检测、报警、自动上水和排水（上水用电机正转模拟，下水用电机反转模拟）、压力检测功能。
液位控制器的电路原理如图9.1所示，该控制器主要由电源电路、显示电路、单片机处理电路、按键及蜂鸣器驱动电路、液位检测电路、压力检测电路组成，由三路“传感器”（三根插入水中的导线）检测液位的变化，由89S52控制液位的显示及电泵的抽放水，由ADC0809采集水位压力的变化并由数码管显示压力。
各部分电路工作原理如下：
液位控制器的电源电路、显示电路、单片机处理电路及蜂鸣器驱动电路与前面章节相类似，在此不在赘述。
液位检测电路：
液位检测电路如图9.2所示，该液位检测是利用水具有导电性的特性，三路检测都采用简单的三极管检测电路检测液位变化，实际检测时，从单片机P3焊接出四根导线，分别将接A、B、C和VCC的导线放入水杯（模拟水塔）中，位置如图9.3所示。
若某端子和VCC间没有水作导体时，其对应三极管截止，对应输出低电平到单片机；若某端子和VCC间有水作导体时，其对应三极管导通，对应输出高电平到单片机。
电路焊接好后，接通电源，改变液位使检测点变化，当液位在A点以下时红灯连续亮并且发出频率较高的报警声，显示00，电机正转；当A≤液位按键S1是复位按键，按下S3切换到温度显示。
图9.2液位检测电路图9.3模拟水塔
图9.1液位控制器的电路原理
4“液位控制器”元器件
“液位控制器”套装元件清单如下所示。
代号
型号/参数
封装
数量
C1
10uF
CD0.254A
1
C2,C5
1uF
CC0.254
2
C3,C4
30p
CC0.254
2
C6,C7,C8,C10,C11
0.1uF
CC0.254
5
C9,C12
470uF/50v
CD0.508
2
D1
IN4007
DIODE1.016
1
DS1
display-4CA/CC
0.3684
1
LD,LD1,LD2
LED
LED-3
3
LS1
Bell
Speaker
1
Q1,Q2,Q3,Q4,Q5
9013
TO-92B
5
Q6
8550
TO-92B
1
Q7,Q8
8050
TO-92B
2
R1,R5,R6,R7,R8,R17,R22,R23,R24,R27
10K
AXIAL-0.4
10
R2
500电位器
VR5
1
R3,R4
16K
AXIAL-0.4
2
R9,R10,R11,R12,R13,R18,R28
1K
AXIAL-0.4
7
R14,R15,R21,R26
8.2
AXIAL-0.4
4
R16,R20,R25
27K
AXIAL-0.4
3
R19
4.7K
AXIAL-0.4
1
S1,S2,S3
SW-PB
KEYS-D
3
U1
LM324
DIP14
1
U2
89s52
DIP40
1
U3
74F245
DIP20
1
U4
ADC0809N
DIP28
1
VR1
7805
TO-126
1
Y1
11.0592M
XTAL2
1
B1
Motor
RB5-10.5
1
C1
0.1uF
CC0.254
1
D1,D2,D3,D4
4148
DIODE0.700
4
Q1,Q2
8550
TO-92B
2
Q3,Q4
9013
TO-92B
2
Q5,Q6
8050
TO-92B
2
R1,R2,R3,R4,R7,R8/（R5,R6）
Res2
AXIAL-0.4
8
DIP14
IC配套座
1
DIP20
IC配套座
1
DIP28
IC配套座
1
DIP40
IC配套座
1
pcb板
1
“液位控制器”主要元器件介绍如下：
ADC0809
ACDC0809位8路A/D转换集成芯片。
可实现8路模拟信号的分时采集，片内有8路模拟选通开关，以及相应的通道地址锁存用译码电路，其转换时间为100us左右。
其引脚排列如图9.4所示，其引脚功能说明如下：
ØIN0～IN7：
模拟量输入通道信号单极性，电压范围0-5V，若信号过小还需进行放大。
ØADDA、ADDB、ADDC：
地址线A为低位地址，C为高位地址。
其地址状态与通道对应关系见表9.2。
ØALE：
地址锁存允许信号。
对应ALE上跳沿，A、B、C地址状态送入地址锁存器中。
ØSTART：
转换启动信号。
START上跳沿时，所有内部寄存器清“0”；START下跳沿时，开始进行A/D转换；在A/D转换期间，START应保持低电平。
本信号有时简写为ST。
ØD7～D0：
数据输出线。
ØOE：
输出允许信号。
用于控制三态输出锁存器向单片机输出转换得到的数据。
OE=0，输出数据线呈高电阻；OE=1，输出转换得到的数据。
ØCLK：
时钟信号。
ADC0809的内部没有时钟电路，所需时钟信号由外界提供。
通常使用频率为500kHz的时钟信号。
ØEOC：
转换结束信号。
EOC=0，正在进行转换；EOC=1，转换结束。
使用中该状态信号既可作为查询的状态标志，又可以作为中断请求信号使用。
ØVcc：
＋5V电源。
ØVref：
参考电源。
参考电压用来与输入的模拟信号进行比较，作为逐次逼近的基准。
其典型值为＋5V（Vref（＋）＝＋5V，Vref
（一）=0V）。
图9.4ADC0809引脚排列图
表9.2通道选择
CBA
选择的通道
000
001
010
011
100
101
110
111
IN0
IN1
IN2
IN3
IN4
IN5
IN6
IN7
集成电路LM324
LM324是四运放集成电路，它采用14脚双列直插塑料封装，外形如图9.5所示。
它内部包含四组形式完全相同的运算放大器，除电源共用外，四组运放相互独立。
11脚接负电源，4脚接正电源。
图9.5LM324电路符号与管脚图
AT89C51
其中，在这次制作中主要使用如下特殊管脚：
P3.2/INT0（外部中断0）
P3.3/INT1（外部中断1）
RST：
复位输入
集成电路74HC245
5思考与练习题
（1）分析主板刚上电时，芯片9脚的电平变化情况：
先0电平，然后保持1电平不变。
（2）在电路中，PR1起上拉作用；R9、R10、R11、R12在电路中起限流、上拉作用；D11、D12在电路中起的作用相当于数字电路的非门电路。
（3）编写一段简单的电机驱动程序，使图9.8所示电机驱动电路按表9.3所示要求工作。
表9.3电机工作要求
M1（接89S52的16脚）
M2（接89S52的17脚）
电机运行情况
高电平
低电平
正转
低电平
高电平
反转
低电平
低电平
不转
图9.8电机驱动电路
6制作过程
6.1电路仿真
实际仿真电路：
电机模块：
显示模块：
水位A点一下，显示00；
水位AB点之间显示0A
水位BC之间显示0B
C以上显示0C
6.2单片机程序编写
由于我使用的共阴极数码管做显示，单片机0电平使用有效，所以在这一基准编写以下代码：
#include
voiddelay（unsignedcharchishu）;
voiddisplay（unsignedchard）;
sbitwei=P2^7;
sbitduan=P2^6;
sbitMoto1=P2^0;
sbitMoto2=P2^1;
sbitFM=P2^3;
sbitLC=P2^2;
sbitLED_R=P1^1;
sbitLED_G=P1^2;
unsignedcharLA_flag,LB_flag,LC_flag,dspflag;
unsignedcharcodedsp_code_ca[]={0x3f,0x77,0x7f,0x39};
unsignedcharm1_state;
main（）
{
IT0=1;
EX0=1;
IT1=1;
EX1=1;
EA=1;
while
（1）
{
if（LC_flag==0）
{
LC_flag=1;
m1_state=4;
}
if（LA_flag==1）
{
LA_flag=0;
m1_state=1;
}
if（LB_flag==1）
{
LB_flag=0;
m1_state=2;
}
if（LC==0）
{
m1_state=3;
}
//**A以下液面**电机反转**显示00**//
if（m1_state==4）
{
display（0）;
Moto1=1;
Moto2=0;
FM=0;
LED_G=1;
LED_R=0;
}
//**A~~B液面**电机正转**显示0A**//
if（m1_state==1）
{
display
（1）;
Moto1=1;
Moto2=0;
FM=1;
LED_G=1;
LED_R=1;
}
//**B~~C液面**电机不转**显示0B**//
if（m1_state==2）
{
display
（2）;
Moto1=0;
Moto2=0;
FM=1;
LED_G=1;
LED_R=1;
}
//**C以上液面**电机反转**显示0C**//
if（m1_state==3）
{
if（LC==0）
{
display（3）;
FM=0;
Moto1=0;
Moto2=1;
LED_G=0;
LED_R=1;
}
}
}
}
voidfun1（void）interrupt0
{
LA_flag=1;
}
voidfun2（void）interrupt2
{
LB_flag=1;
}
voiddisplay（unsignedchard）
{//A01110111BC00111001
P0=0xff;//消影
duan=0;
wei=1;
P0=0xfd;//送位码
wei=0;
delay（5）;
duan=1;
P0=dsp_code_ca[d/10];//送段码
duan=0;
P0=0xff;//消影
duan=0;
wei=1;
P0=0xfe;//送位码
wei=0;
delay（5）;
duan=1;
P0=dsp_code_ca[d%10];//送段码
duan=0;
}
voiddelay（unsignedcharchishu）
{
unsignedchari,j;
for（i=0;i<40;i++）
{
for（j=0;j}
}
6.3电路的焊接
在这次电子制作中，单片机的主控电路我没有进行焊接，直接使用51单片机开发板作为主控电路进行控制。
在外围电路的焊接中，这里是按模块进行焊接的。
这些模块主要有液位检测电路和电机驱动电路。
液位检测电路包含了3个通道，即:
A、B、C三个液位检测点。
这三个液位检测点分别接到单片机外部中断IN0，IN1和P2^2管脚。
电机驱动电路输入端接到单
P2^0,P2^1中实现单片机对电机的控制。
在焊接的时候按照原理图进行焊接，注意脱焊、漏焊和虚焊。
电路焊接好后，接通电源，改变液位使检测点变化，当液位在A点以下时红灯连续亮并且发出频率较高的报警声，显示00，电机正转；当A≤液位6.4调试
液位控制模块：
将液位控制电路电源接5V电压，液位控制电路输出LA接到单片机控制电路外围中断IN0中，LB输出接到单片机控制电路外围中断IN1中，LC接到单片机控制电路外围中断P2^2中。
当将K1按下时，液位控制模块输出一个0电平，触发单片机外围中断IN0使得单片机显示0A，外围电路电机正转;当将K2按下时，液位控制模块输出一个0电平，触发单片机外围中断IN1使得单片机显示0B，电机不转;当将K3按下时，液位控制模块输出一个0电平,使得绿灯连续亮并且发出报警声，显示0C，电机反转。
在刚上电的时候，红灯连续亮并且发出频率较高的报警声，显示00。
在这一测试的过程我们出现了较大问题，液位控制器的输出触发无法放映的主控电路上，但在单片机刚一上电的时候才有轻微触发。
并且液位控制器的输出电压为2.0V左右，介乎0、1之间，所以我们认为是液位控制器输出电压太大（其后接了74LS04）。
因此我们在这个液位检测电路的输出端加了个下拉电阻，效果显著，单片机能成功被触发。
电机驱动模块：
将电机驱动电路电源接5V电压，其信号输入接到单片机P2^0,P2^1端。
这个电机驱动电路电源原本输入12V，但我们只有5v电压且能让单片机驱动所以我们使用了5v的输入电压。
所以在这一测试的过程我们也出现了较大问题，当M0、M1接0、1时，电机无法控制。
当我们检查M1这一通道的时候，其二极管、三极管都是正常的管子。
通过老师的指导我们发现，当单片机输出电压为4.2V电压。
所以其后PNP三极管可能无法正常导通，以导致后面的电机无法被驱动。
所以我们在这单片机电机输出端接了个上拉电阻，把单片机输出电压拉到了5V左右。
而且我们这次把电机输入端的9013的三极管拆除，最后电机能成功。
6.5总结
经过两个星期的实训，让我学到了很多，受益匪浅。
这也让我知道自己的薄弱的地方，自己还有很多要加强（特别是在数模电方面）。
在这次实训中，因为我和同学都卡在一个地方，所以在这次实训中我们是一起合作的，因此这让我意识到团队是很重要的。
这也让我学会了解决一些常规问题的方法和修改一些简单电路，加深了我对电子的认知。
在这次单片机代码编写中，我也遇到了些许问题。
在这次实训我使用的开发板和我以前使用的开发板是不相同的，所以在使用这板子之前我花费了较多的时间来了解这个板子。
总之，在这次实训让我深有体会。
感谢学校给我们安排了这次实训，谢谢！
！
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