1、目 錄1 總體設(shè)計方案3 1.1 設(shè)計功能及要求3 1.2 設(shè)計方案4 1.2.1 硬件設(shè)計方案4 軟件設(shè)計方案52 硬件設(shè)計.6 2.1 液位檢測電路6 2.2 單片機最小系統(tǒng)7 2.3 LED顯示電路8 2.4 按鍵電路.8 2.5 報警電路9 2.6 電源電路.93 軟件設(shè)計.11 3.1 主程序設(shè)計11 3.2 子程序設(shè)計12 鍵盤子程序設(shè)計.12 A/D轉(zhuǎn)換子程序設(shè)計.134 專業(yè)基礎(chǔ)綜合實驗體會.155 系統(tǒng)總圖.161、總體設(shè)計方案1.1 設(shè)計功能及要求1、利用單片機和傳感器構(gòu)建一套完整的水位自動控制系統(tǒng)。要求既能實現(xiàn)水位自動控制，又能顯示實際水位，便于用戶監(jiān)視。在水塔中經(jīng)常要根

2、據(jù)水面的高低進行水位的自動控制，同時進行水位壓力的檢測和控制。本液位器具有水位檢測、報警、自動上水和排水（上水用電機正轉(zhuǎn)模擬，下水用電機反轉(zhuǎn)模擬）、壓力檢測功能。2、該系統(tǒng)以89S52單片機為水塔水位控制系統(tǒng)的核心，用傳感器采集水壓模擬信號，然后將模擬信號送入A/D轉(zhuǎn)換器，換算出某一時刻水塔水位的實際高度，然后拿它與標定水位進行比較，要求實時檢測水箱的液位高度，并與開始預(yù)設(shè)定值做比較，由單片機控制開關(guān)的開斷進行液位的調(diào)整，最終達到液位的預(yù)設(shè)定值。檢測值若高于上限設(shè)定值時，要求報警，斷開繼電器，控制水泵停止上水；檢測值若低于下限設(shè)定值，要求報警，開啟繼電器，控制水泵開始上水。現(xiàn)場實時顯示測量值，

3、從而實現(xiàn)對水箱液位的監(jiān)控。如此重復(fù)“測量、比較、開啟”這三步，直至實測水位與標定水位的偏差落入給定的精度范圍之內(nèi)。落入給定精度范圍之后，將兩個水泵同時關(guān)停。電路焊接好后，接通電源，改變液位使檢測點變化，當液位在A點以下時紅燈連續(xù)亮并且發(fā)出頻率較高的報警聲，顯示00，電機正轉(zhuǎn)；當A液位B時，顯示0A，電機正轉(zhuǎn)；當B液位C時，顯示0B，電機不轉(zhuǎn)；液位在C點及以上時，綠燈連續(xù)亮并且發(fā)出報警聲，顯示0C，電機反轉(zhuǎn)。3、控制系統(tǒng)中標定水位用鍵盤輸入，用十進制數(shù)碼顯示。本液位器具有水位檢測、報警、自動上水和排水、壓力檢測功能。該控制器主要由89S52單片機，0809A/D轉(zhuǎn)換器，A、B、C三點水位檢測電路

4、，壓力檢測電路、數(shù)碼顯示電路、鍵盤和電源電路組成。4、可根據(jù)需要設(shè)定液位控制高度，同時具備報警、高度顯示等功能，液位自動控制系統(tǒng)工作流程如下：將壓力傳感器傳送來的電流信號經(jīng)過前級放大和A/D轉(zhuǎn)換進入單片機，經(jīng)單片機計算處理(與用戶的設(shè)定值作比較)。將輸出數(shù)字量進行DA轉(zhuǎn)換送給電動執(zhí)行機構(gòu)。5、基于單片機的水位自動控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計本論文是以單片機為核心設(shè)計水塔水位控制系統(tǒng)，包括硬件電路的設(shè)計和控制系統(tǒng)程序的設(shè)計。通過此系統(tǒng)使水塔水位保持在要求的高度1.2 設(shè)計方案.1硬件設(shè)計方案（1）基于單片機的通用水位自動控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計系統(tǒng)硬件部分的設(shè)計采用模塊化的設(shè)計方法，根據(jù)功能的不同，把系統(tǒng)劃分為

5、如下模塊(圖2)。圖2 系統(tǒng)模塊圖（1）硬件設(shè)計液位控制器的硬件主要包括由單片機、傳感器(帶變送器)、鍵盤電路、數(shù)碼顯示電路、AD轉(zhuǎn)換器和輸出控制電路等。工作原理：基于單片機實現(xiàn)的液位控制器是以AT89C51芯片為核心，由鍵盤、數(shù)碼顯示、AD轉(zhuǎn)換、傳感器，電源和控制部分等組成。工作過程如下：水箱(水塔)液位發(fā)生變化時，引起連接在水箱(水塔)底部的壓力傳感器，壓力傳感器的壓力受到水的壓力，即把變化量轉(zhuǎn)化成電壓信號；該信號經(jīng)過運算放大電路放大后變成幅度為05 V標準信號，送入AD轉(zhuǎn)換器，AD轉(zhuǎn)換器把模擬信號變成數(shù)字信號量，由單片機進行實時數(shù)據(jù)采集，并進行處理，根據(jù)設(shè)定要求控制輸出，同時數(shù)碼管顯示液

6、位高度。通過鍵盤設(shè)置液位高、低和限定值以及強制報警值。該系統(tǒng)控制器特點是直觀地顯示水位高度，可任意控制水位高度。1.2.2軟件設(shè)計方案（1）設(shè)計框圖（2）原理：通過軟件設(shè)計將將模擬信號送入A/D轉(zhuǎn)換器，換算出某一時刻水塔水位的實際高度，然后拿它與標定水位進行比較，要求實時檢測水箱的液位高度，并與開始預(yù)設(shè)定值做比較，由單片機控制開關(guān)的開斷進行液位的調(diào)整，最終達到液位的預(yù)設(shè)定值。檢測值若高于上限設(shè)定值時，要求報警，斷開繼電器，控制水泵停止上水；檢測值若低于下限設(shè)定值，要求報警，開啟繼電器，控制水泵開始上水。現(xiàn)場實時顯示測量值，從而實現(xiàn)對水箱液位的監(jiān)控。2.硬件設(shè)計2.1 液位檢測電路2.2 單片機

7、最小系統(tǒng)2.3 LED顯示電路2.4 按鍵電路2.5 報警電路2.6 電源電路我們組做的是按鍵電路、報警電路和電源電路PCB板圖如下3.軟件設(shè)計3.1 主程序設(shè)計系統(tǒng)主程序設(shè)計：ORG 0000HAJMP MAINORG 0060HMAIN: MOV P1, #FFH ；P1 P3口初始化置1MOV P3，#FFHJNB P1.3 ， AUT ；若手動在自動位置，跳到自動模式子程序AJMP MEN ；否則轉(zhuǎn)到手動模式子程序END自動模式子程序設(shè)計AUT：NOP ；空命令JNB P1.2 , LG ；水位高LGJB P1.1 LD ， ；水位沒低-LDCLR P3.1 ；水位低報警JB P1.0

8、, LDD ；水位未低低-LDDCLR P3.0 ；水位低低報警JNB 3.1 P1.6, Y1 ；M1已啟動Y1CLR P1.4 ；否則啟動M1Y1: JNB P1.7 ,Y2 ；M2已啟動-Y2 CLR P1.5 ；否則啟動M2Y2: ACALL DELAY ；延時1分鐘 AJMP AUT ；返回自動模式LDD: JNB P1.6 ,Y3 ；單獨運行M1（LDD水位LD）Y3: JB P1.7 Y2AJMP Y2LG: CLR P3.2 ；水位高報警LD: AJMP MAIN ；返回主程序手動模式子程序設(shè)計MEN： NOPJNB P1.1 , MAIN ；水位高返回主程序ACALL KEY

9、CJNE A ,#FOH,NN ；有無鍵合AJMP MENNN: JNB ACC.4 ,HM1 JNB ACC.5, HM2JNB ACC.6 ,DM1JNB ACC.7 ,DM2AJMP MENHM1: JNB P1.6 ,MENAJMP MENHM2: JNB P1.7, MEN AJMP MENDM1: JB P1.6, MENAJMP MENDM2: JB P1.7, MENAJMP MENRET3.2 子程序設(shè)計3 鍵盤子程序設(shè)計有無鍵合子程序：KEY： ACALL KS1 ；有無閉合JNZ LK1ACALL TIMAJMP KEY ；無鍵閉合返回LK1： ACALL TIMACAL

10、L TIMACALL KS1JNZ LK2 延時1S主程序:T1M1: MOV R1, #F0HL4: MOV R2, #08HL1: MOV R3, #FAHL2: MOV R4, #FAHL1: DJNZ R4, L1DJNZ R3, L2DJNZ R2, L3DJNZ R1, L4RET3A/D轉(zhuǎn)換子程序設(shè)計A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換程序入口參數(shù)：30H-33H;出口參數(shù)：BAI，SHI，GECHANGE CLRF BAI CLRF SHI CLRF GE ;先清除結(jié)果寄存器 MOV FW 31H ; ADD WF 30H,1 MOV FW 32H ADD WF 30H,1 MOV FW 33H A

11、DD WF 30H,1 RRF 30H,1 RRF 30H,0 MOV WF TEMP MOV LW 64H ;減100，結(jié)果保留在W中 SUB WF TEMP,0 BTFSS TATUS,C ;判斷是否大于100 GOTO SHI_VAL ;否，轉(zhuǎn)求十位結(jié)果 MOVWF TEMP ;是，差送回TEMP中 INC F BAI,1 ;百位加1 GOTO $-6 ;返回繼續(xù)求百位的值SHI_VAL MOV LW 0AH ;減10，結(jié)果保留在W中 SUBWF TEMP,0 BTFSS STATUS,C ;判斷是否大于10 GOTO GE_VAL ;否，轉(zhuǎn)去判斷個位結(jié)果 MOVWF TEMP ;是，差

12、送回TEMP中 INCF SHI,1 ;十位值加1 GOTO $-6 ;轉(zhuǎn)會繼續(xù)求十位的值GE_VAL MOVFW TEMP MOVWF GE ;個位的值 RETURN顯示程序入口參數(shù)：BAI，SHI，GE出口參數(shù)：無DISPLAY MOV FW BAI ;顯示百位 CALL TABLE MOVWF PORTD BCF PORTA,3 CALL DELAY CALL DELAY BSF PORTA,3 MOVFW SHI ;顯示十位 CALL TABLE MOVWF PORTD BCF PORTA,4 CALL DELAY CALL DELAY BSF PORTA,4 MOVFW GE ;顯示

13、個位 CALL TABLE MOVWF PORTD BCF PORTA,5 CALL DELAY CALL DELAY BSF PORTA,5 RETURN4 專業(yè)基礎(chǔ)綜合實驗體會第一次上課老師講了要用的軟件，然后從總體上告訴我們要做哪些工作，要查哪些資料。接下來的幾次課老師帶領(lǐng)我們學習各種專業(yè)軟件，認真參加本次設(shè)計安排的課程、認真查閱相關(guān)書籍、努力學習相關(guān)方面的知識最后老師老師帶領(lǐng)我們制作PCB板子。看著自己的勞動成果，心里很激動。這次實習讓我們理解了如何去設(shè)計一個控制系統(tǒng)，掌握了基本的設(shè)計步驟。了解到，一般情況下，它都要經(jīng)過一下幾個步驟：認知被控對象、設(shè)計控制方案、選擇控制規(guī)律、選擇過程儀表、選擇過程模塊、設(shè)計系統(tǒng)流程圖和組態(tài)圖、設(shè)計組態(tài)畫面、設(shè)計數(shù)據(jù)參