开水房半自动供水接口设计.docx
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开水房半自动供水接口设计
1、本次试验设计的需求分析
1、1需求：
本实验设计一个模拟开水房半自动供水系统，实现开水房供水半自动化。
由于开水房是个环境比较危险（容易发生烫伤事故），不太适合人类亲自工作的场所，所以实现开水房自动供水具有很高的现实意义。
1、2分析：
人机交互设计，温度检测设计，水位检测（锅炉的上界、下界）设计，控动烧水设计，交换锅炉设计。
2、系统介绍
1、1设计平台的基本介绍
以MicrosoftVisualC++6.0作为实验开发平台。
1、2开发系统功能和解决问题
本实验完成了对供水锅炉的实时监控：
锅炉水位的监控，锅炉水温的监控等，其中对水位的监控可以用连通器实现，而锅炉水温则可以通过传感器实现，本系统只做模拟，当系统获取这些监控数据时可以对其作出一定的反应，包括对锅炉水的注入、输出，控制锅炉的加热和取消加热等。
3、原理及设计
3、1硬件设计部分
硬件设计如下图所示：
本实验主要以8255A芯片为主，8255A采用基本I/O方式即0方式，输出锁存，输入有三态缓冲能力，为了驱动虚拟抽水机（步进电机）加入了74LS373驱动，其中PA口控制抽水机（步进电机）向锅炉抽水，PB口控制试验仪上的作为警报的灯，为了实现装置的实时监控，特意安排了三个硬件开关SW1、SW2、SW3,分别作为启动锅炉后，加水的同时可以控制停止加水，加热的同时控制停止加热，输出开水的同时可以停止输出，采用软件延时。
3、2软件设计部分
本次设计基于VC++开发平台运行的主界面如图1-1所示：
图1-1
图中有1号锅炉和2号备用锅炉，由于实验设备有限只演示一号锅炉，其中“启动”按钮主要是用来控制供水装置的通电情况及接口芯片的初始化工作，然后依次完成对锅炉“加水”“加热”“输出开水”等功能的设置，一方面通过底层接口控制模拟抽水机、加热开关、输出开水开关、报警显示灯，另一方面通过MFC界面将计算机已经实现的功能直观的反应到视图界面上，实现开水房供水的实时监控。
具体功能及主要代码演示如下。
单击一号锅炉下的“启动”按钮初始化系统后，提示一号锅炉启动!
会自动的完成8255A的初始化功能，运行界面如图1-2：
图1-2
“启动”按钮实现代码如下：
voidCMyDlg:
:
OnButton1（）
{
AfxMessageBox（"一号锅炉启动！
"）;
outportd（Port_io_Base+3,0x81）;//初始化8255A命令口
outportd（Port_io_Base+2,0x00）;//初始化8255A的PC口
}
若此时再按下“加水”按钮，会在硬件实验仪器上发现LED中第一号灯亮起，表示装置正在往锅炉加水，同时启动步进电机（抽水机），在试验仪上可以看到步进电机在转，如果锅炉的水位低于锅炉容积的%15，则发出警报声，而且灯也会一闪一闪提示锅炉水位低于安全水位；当水位超过锅炉的容积的%95时，一号灯灭，提示水满，同时水满警报响起。
如果期间紧急想停止往锅炉加水，按SW1硬件开关，再点停止加水按钮，“水柱”将停止不动，同时关闭74LS373，即完成停止步进电机（抽水机）的操作。
如图1-3所示：
图1-3
“加水”按钮实现代码如下：
voidCMyDlg:
:
OnButton5（）
{
outportd（Port_io_Base+3,0x09）;//置PC4=1关闭74LS373
outportd（Port_io_Base+3,0x08）;//置PC4=0，打开74LS373
do{
outportd（Port_io_Base,xu[i]）;//送相序代码到PA口，步进电机的转动代表抽水机向锅炉注水
i++;
if（i==8）i=0;
Sleep（50）;//延时
m_pro1.SetPos（m_pro1.GetPos（）+5）;//可以设置加速加水，减速加水
if（inportd（Port_io_Base+2）&0x01!
=0）//检查sw1是否按下
{
m_pro1.SetPos（m_pro1.GetPos（）+50）;//可以设置加速加水，减速加水
sw1=true;
break;
}
Sleep（50）;//延时
outportd（Port_io_Base+1,xu1[1]）;//二极管xu1[1]灯亮，表示正在加水
if（m_pro1.GetPos（）<150）
{
for（j=0;j<=5;j++）//缺水报警
{
outportd（Port_io_Base+3,0x0d）;//令PC6=1,发高频音
Sleep
（1）;//延时
outportd（Port_io_Base+3,0x0c）;//令PC6=0,关闭SPK
Sleep
（1）;//延时
outportd（Port_io_Base+1,xu1[1]）;//二极管xu1[1]灯一亮一灭，表示缺水（少于锅炉水容量%15）
Sleep
（1）;
outportd（Port_io_Base+1,xu1[1]&（0x0FD））;//二极管xu1[1]灯一亮一灭，表示缺水（少于锅炉水容量%15）
}
}
}while（m_pro1.GetPos（）<950）;
outportd（Port_io_Base+3,0x09）;//置PC4=1，关闭74LS373
if（sw1）
{}
else
{
outportd（Port_io_Base+1,xu1[1]&（0x0FD））;//二极管xu1[1]灯灭，表示水满（多于或等于锅炉水容量%95），停止向锅炉注水
outportd（Port_io_Base+3,0x0c）;//关闭SPK
for（j=0;j<=5;j++）//水满报警
{
outportd（Port_io_Base+3,0x0d）;//令PC6=1,发高频音
Sleep
（1）;//延时
outportd（Port_io_Base+3,0x0c）;//令PC6=0,关闭SPK
Sleep
（1）;//延时
}
outportd（Port_io_Base+3,0x0c）;//关闭SPK
AfxMessageBox（"水满已经满了，请停止向锅炉注水！
"）;
}
}
当点击加热按钮时，锅炉加热启动，试验仪上LED显示第二号灯亮，当加热一定时间后，“温度计”上显示水温超过100摄氏度时，提示水已经烧开，可以用了，同时试验仪上二号灯灭。
当然如果加热的同时不想再继续加热了，则可以按下硬件开关SW2，再点击停止加热就可以了。
如图1-4所示：
图1-4
“加热”按钮实现代码如下：
voidCMyDlg:
:
OnButton7（）
{
if（m_pro3.GetPos（）>100）
{
outportd（Port_io_Base+1,xu1[0]&（0x0FE））;//二极管xu1[0]灯灭表示加热完成
AfxMessageBox（"锅炉水已经开了！
"）;
}
else
{
outportd（Port_io_Base+1,xu1[0]）;//二极管xu1[0]灯亮表示正在加热
outportd（Port_io_Base+3,0x0c）;//关闭SPK
do{
Sleep（100）;//加速加热，减速加热
m_pro3.SetPos（m_pro3.GetPos（）+1）;
//if（GetKeyState（VK_CONTROL）<0）//control建
if（inportd（Port_io_Base+2）&0x02!
=0）//检查sw2是否按下
{
sw2=true;
break;
}
if（m_pro3.GetPos（）>100）
{
for（j=0;j<=5;j++）//水开报警
{
outportd（Port_io_Base+3,0x0d）;//令PC6=1,发高频音
Sleep
（1）;//延时
outportd（Port_io_Base+3,0x0c）;//令PC6=0,关闭SPK
Sleep
（1）;//延时
}
break;
}
}while
（1）;
if（sw2）
{}
else
{
AfxMessageBox（"锅炉水已经开了！
"）;
outportd（Port_io_Base+1,xu1[0]&（0xFE））;//二极管xu1[0]灯灭表示加热完成
outportd（Port_io_Base+3,0x0c）;//关闭SPK
}
}
}
若此时点击输出开水按钮，第三号灯亮，以看到锅炉水位下降，表示有人在打开水，开水输出完之后，弹出提示，同时使温度计归零，第三号灯灭，期间，如果需要强制关闭输出，可以按下硬件开关SW3,再按关闭输出按钮。
如图1-5示：
图1-5
“输出开水”按钮实现代码如下：
voidCMyDlg:
:
OnButton9（）
{
outportd（Port_io_Base+1,xu1[2]）;//二极管xu1[2]灯亮输出开水
outportd（Port_io_Base+3,0x09）;//置PC4=1关闭74LS373
outportd（Port_io_Base+3,0x08）;//置PC4=0，打开74LS373
do{outportd（Port_io_Base,xu[i]）;//送相序代码到PA口，步进电机的转动代表抽水机向锅炉注水
i++;
if（i==8）i=0;
Sleep（50）;//延时
m_pro1.SetPos（m_pro1.GetPos（）-5）;//输出开水
if（GetKeyState（VK_MENU）<0）//control建
if（inportd（Port_io_Base+2）&0x04!
=0）//检查sw3是否按下
{sw3=true;
break;
}
}while（m_pro1.GetPos（）>0）;
outportd（Port_io_Base+3,0x09）;//置PC4=1，关闭74LS373
if（sw3）{}{}
else
{
outportd（Port_io_Base+1,xu1[2]&（0x0FB））;//二极管xu1[2]灯灭，开水已经输完
outportd（Port_io_Base+3,0x0c）;//关闭SPK
//CMyDlg:
:
OnButton8（）;
for（j=0;j<=5;j++）//水满报警
{
outportd（Port_io_Base+3,0x0d）;//令PC6=1,发高频音
Sleep
（1）;//延时
outportd（Port_io_Base+3,0x0c）;//令PC6=0,关闭SPK
Sleep
（1）;//延时
}
outportd（Port_io_Base+3,0x0c）;//关闭SPK
AfxMessageBox（"开水已经输完！
"）;
m_pro3.SetPos（0）;
}
}
若按下退出按钮，则系统退出。
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