液位控制系统设计DOC.docx
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液位控制系统设计DOC
《计算机控制技术》课程作业
题目名称
单片机水槽液位控制系统设计报告
学院
机电与质量技术工程学院
专业
班级
学号
姓名
2017年5月25日
单片机水槽液位控制系统设计报告
一：
选题的实际意义
现在的工业生产最大的一个特点就是自动化，已经是取代了之前的人工化的，在这样的一个过程当中有很多的特点，也就是说我们要实现这样的一点的话，那就需要很多的高科技的仪器来满足了，这点是非常的值得肯定的，因为多数的时候，我们要是能够真正的将我们的工业化的生产做好的话，那是非常的困难的，在某种程度上面可以说，比起其他的一些工业生产来，是比较的困难的多的。
所以的话，有许多的精密的仪器需要运用到，比如说，液位控制器是我们常见的一种。
而在液位控制器的话，有一个非常的多的特点，就是他的使用范围上面是非常的广泛的，几乎是覆盖了各行各业里面的，所以的话，在现在的话，有很多的行业都有这样的一个特点，就是说要实现自动化的过程，那么这样的一个仪器，那是要用到的了。
此次我们本次要设计的就是基于单片机的水槽液位控制系统。
二：
该计算机控制系统的目的
根据水槽液位的高低变化来控制水泵的启停，从而达到对水槽液位的控制目的。
在运行中可以随时方便的修改各种各样的运行参数的控制值,并修改系统的控制参数,可以方便的改变液位的上限、下限。
同时，通过水体控制过程的自动化处理以及监控软件良好的人机界面，操作人员在监控计算机上能根据控制效果及时修运行参数，这样能有效地减少工人的疲劳和失误，提高生产过程的实时性、安全性。
三：
计算机控制系统达到的效果
自动控制水槽水位高度。
当水槽液位下降至B点或B点以下时水泵被启动；水槽液上升，当液位到达C点时，水泵停止运行；当液位处于B点与C点之间时，水泵就会维持之前的状态（启动或运行）。
以实现控制水位高度。
四：
设计思路
水位检测及控制采用如附件一所示电路，虚线表示水位变化。
在正常范围以内，水位应维持在虚线A和C，其中A处于下限水位，C处于上线水位，B位于AC之间。
A接+5V电源，B、C各通过一个电阻与地相连，同时与单片机的P1.0和P1.1口相连。
1.供水时，水位上升，当达到上线水位C时，由于水的导电作用B、C与+5V电源导通，同时通过P1.0和P1.1端口向单片机输入高电平1，这时通过程序设计使单片机控制电机和水泵停止工作，不再供水。
2.当水位下降到B以下时，电极B与电极C在水面上悬空，b点、c点向单片机输入低电平，这时单片机应控制水泵启动，向水槽内供水。
3.当水位位于B点与C点之间时，由于水的导电作用，电极B连到电极A及+5V是b点呈现高电平，而电极C仍处于悬空状态，则c点位低电平，这时不论水位处于上升还是下降状态，水泵都应继续维持原有的工作状态，既可能是运行，也可能是停止。
五：
设计过程（建议模块化设计过程）
1.设计的目标与要求
根据水槽液位的高低变化来控制水泵的启停，从而达到对水槽液位的控制目的。
工作原理图如下：
当液位上升至高限C以上时，水泵停止运行，液位不再上升；液位降至B以下时，水泵开始启动运行，也为上升；液位维持在BC之间时，水泵维持原来的工作状态，既可以停止，也可以启动。
2.硬件电路设计
根据工艺要求，设计的系统硬件电路如下表：
表1液位信号及操作状态表
P1.0
P1.1
液位
操作状态
0
0
B点以下
水泵启动
1
0
B、C之间
维持原来工作状态
0
1
测量不正常
故障报警
1
1
C点以上
水泵停止
（1）系统核心部分
采用AT89C51单片机，P1.0和P1.1作为液位采集入口，用P1.2作输出口，P1.3作报警输出口。
（2）液位测量部分
根据液位的4种状态，单片机根据4种状态控制水泵电机的工作，具体见表1。
（3）控制报警部分
根据表1中的液位状态，当液位测量不正常时，会发出故障报警，水槽液位控制系统中的发光二极管发光，或者是蜂鸣器发出声音。
3.软件设计
（1）软件设计的原理
通过软件设计将将模拟信号送入A/D转换器，换算出某一时刻水塔水位的实际高度，然后拿它与标定水位进行比较，要求实时检测水箱的液位高度，并与开始预设定值做比较，由单片机控制开关的开断进行液位的调整，最终达到液位的预设定值。
检测值若高于上限设定值时，要求水泵停止，断开继电器，控制水泵停止上水；检测值若低于下限设定值，要求水泵启动，开启继电器，控制水泵开始上水；若测量值在设定值之间，则维持原来工作状态；当测量不正常时，故障报警系统启动。
（2）系统主程序设计
voidmain（void）
{
T0_init_1（）;
while
（1）
{
if（key_play==0）//按下开始按钮
{
temp=1;
TR0=1;//启动定时器1开启0关闭
}
if（key_stop==0）//按下停止按钮
{
temp=0;
TR0=0;//启动定时器1开启0关闭
}
if（key_jian==0）//按下退水按钮
{
while（key_jian!
=1）;//消抖
TR0=0;//启动定时器1开启0关闭
if（NEW_shui>0）
{
NEW_shui--;
}
}
smg_show（）;//显示水位
if（temp）
{
if（NEW_shui>30）
{
led_A=0;
}
elseif（NEW_shui<=30）
{
led_A=1;
}
if（NEW_shui>60）
{
led_B=0;
}
elseif（NEW_shui<=60）
{
led_B=1;
TR0=1;//启动定时器1开启0关闭
}
if（NEW_shui>90）
{
led_C=0;
TR0=0;//启动定时器1开启0关闭
}
elseif（NEW_shui<=90）
{
led_C=1;
}
if（led_C==0&led_B==1）
led_error=0;
}
}
}
六：
设计结果（包括程序、仿真图、仿真效果等）
程序：
#include
#defineucharunsignedchar
#defineuintunsignedint
sbitled_A=P2^4;//A处水位
sbitled_B=P2^5;//B处水位
sbitled_C=P2^6;//C处水位
sbitled_error=P2^7;//水位异常
sbitkey_play=P1^5;//开始按钮
sbitkey_stop=P1^6;//停止按钮
sbitkey_jian=P1^7;//退水按钮
sbitwei1=P2^0;//数码管位置1
sbitwei2=P2^1;//数码管位置2
uintNEW_shui=0;//当前水位
ucharT0_time=0;//定时器计时
ucharsmg_ying[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f};//数码管P00-9
uchartemp=0;//开关标致
/////////函数声明////////
voidT0_init_1（void）;//定时器初始化
voiddelay_ms（uintt）;//延迟_毫秒
voidsmg_show（void）;//数码管显示
/////////*********////////
voidmain（void）
{
T0_init_1（）;
while
（1）
{
if（key_play==0）//按下开始按钮
{
temp=1;
TR0=1;//启动定时器1开启0关闭
}
if（key_stop==0）//按下停止按钮
{
temp=0;
TR0=0;//启动定时器1开启0关闭
}
if（key_jian==0）//按下退水按钮
{
while（key_jian!
=1）;//消抖
TR0=0;//启动定时器1开启0关闭
if（NEW_shui>0）
{
NEW_shui--;
}
}
smg_show（）;//显示水位
if（temp）
{
if（NEW_shui>30）
{
led_A=0;
}
elseif（NEW_shui<=30）
{
led_A=1;
}
if（NEW_shui>60）
{
led_B=0;
}
elseif（NEW_shui<=60）
{
led_B=1;
TR0=1;//启动定时器1开启0关闭
}
if（NEW_shui>90）
{
led_C=0;
TR0=0;//启动定时器1开启0关闭
}
elseif（NEW_shui<=90）
{
led_C=1;
}
if（led_C==0&led_B==1）
led_error=0;
}
}
}
/******************
函数：
T0_init_1
功能：
定时器初始化
*******************/
voidT0_init_1（void）
{
////定时器配置////
TMOD=0x01;
TL0=0xb0;//预置数：
低八位
TH0=0x3c;//预置数：
高八位
TR0=0;//启动定时器1开启0关闭
TF0=0;//溢出标志位置1则（总数+1）
IT0=1;//下降沿触发
////开启中断服务////
EA=1;//开启总中断
ET0=1;//开启计时器中断
}
/******************
函数：
T0_stop_1
功能：
定时器中断服务
*******************/
voidT0_stop_1（void）interrupt1
{
TL0=0xb0;//预置数：
低八位
TH0=0x3c;//预置数：
高八位
//////中断功能////////
T0_time++;
TF0=0;
}
voiddelay_ms（uintt）
{
inti;
for（;t>0;t--）
{
for（i=0;i<118;i++）;
}
}
/******************
函数：
smg_show
功能：
显示数码管
I/O口：
阳管--1：
灭0：
亮
*******************/
voidsmg_show（void）
{
if（T0_time>=10）//
{
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