基于单片机的水位检测控制系统设计Word下载.doc
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基于单片机的水位检测控制系统设计Word下载.doc
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二○一三年五月
诚信承诺书
本人郑重承诺:
本人承诺呈交的毕业设计《基于单片机的水位检测控制系统设计》是在指导教师的指导下,独立开展研究取得的成果,文中引用他人的观点和材料,均在文后按顺序列出其参考文献,设计使用的数据真实可靠。
本人签名:
日期:
年月日
摘要
随着社会和科技的进步,以及人们的生活标准水平逐步的提高与发展,方便的全自动控制系统生活的开始逐步进入到我们的生活,单芯片微型计算机发展是其中的一个重要分支,具有高可靠性,高性能价格比,低电压,低功耗等优点,以单片机为核心的自动化控制系统已经赢得了广泛的应用范围。
本设计是基于单片机的水位检测控制系统设计。
设计系统的目的在于应用单片机的自动运行技术,使得水塔中的水位始终保持在一定范围内,以保证连续正常的供水。
本设计是以AT89C51单片机为核心部件的水塔水位检测控制仿真系统设计的,用以检测水位并进行控制、处理以及报警功能,并在Proteus仿真软件环境中仿真测试。
结果表明,设计的系统具有良好的检测和控制功能,方便移植性和可扩展性。
关键词:
水位控制单片机报警
BasedSCMthewaterleveldetectioncontrolsystemdesign
Abstrac
Withthesocialandtechnologicalprogress,aswellasthelevelofpeople'
sstandardoflivinggraduallyimprovewiththeexhibition,andtheconvenienceofautomaticcontrolsystemforthebeginningoflifegraduallyintoourlives,single-chipmicrocomputerdevelopmentisanimportantbranch,theadvantagesofhighreliability,highperformanceandlowcost,low-voltage,low-powermicrocontrollerasthecoreoftheautomationcontrolsystemhaswonawiderangeofapplications.
Thetitleofthegraduatedesignmicrocontroller-basedwaterleveldetectionandcontrolsystemdesign,threemetalrodsintothewaterusedtodetectthesignal,theconductivityofthewater,canseethatthewaterlevelchanges.Undernormalcircumstances,thewaterlevelshouldbekeptwithinacertainrangechanges,thewaterleveldoesnotexceedthestipulatedupperandlowerlimits,intheeventofasystemfailure,shouldbepromptlycutoffelectricalpower,andthereshouldbesoundandaudiblealarmsignalsofthelight-emittingdiode.DesignSystemaimedtheapplicationmicrocontrollerrunautomatically,sothatthewaterlevelinthewatertoweralwaysmaintainedwithinacertainrangeinordertoensurethecontinuousnormalwater.ThedesignisbasedonAT89C51microcontrollerasthecorecomponentsofthewatertowerwaterleveldetectionandcontrolsimulationsystemdesignedtodetectwaterlevelcontrol,processing,andalarmfunctions,andProteussimulationsoftwareenvironmentsimulationtesting.Experimentalresultsshowthatthedesignofthesystemhasagooddetectionandcontrolfunctions,portabilityandscalability.
Keywords:
Levelcontrolmicrocontrolleralarm
目录
1前言 1
1.1.本设计在国内发展概况 1
1.2国外发展概况 1
1.3设计目的 2
1.4设计意义 2
2总设计 2
2.1设计的技术要求 2
2.2应解决的主要问题 3
2.3设计原理 3
2.4方案选择 3
2.5给定参数 5
2.6整体方案设计 5
2.7优点和特色 6
2.8创新点 7
2.9系统运行过程可能存在的问题 7
2.9.1现场数据经过DTU发送后在远程监控室接收不到 7
3硬件介绍 7
3.1光电耦合器4N25 7
3.1.1工作原理 7
3.1.2主要性能 8
3.1.3引脚图和引脚名称 8
3.1.4极限参数 8
3.2单片机芯片STC90C516RD+ 9
3.2.1芯片简介绍 9
3.2.2芯片STC90C516RD+引脚 9
3.2.3主要性能 10
3.3电磁继电器 11
3.4蜂鸣器 11
3.5远程通信模块DTU 12
3.6液位高度传感器 12
4组态软件 13
4.1组态概况 13
4.2组态设计 13
5软件设计 17
5.1Keil软件 17
5.2程序方框图 17
5.3程序设计 18
5.4I/O口的分配 18
5.5子程序 18
5.5.1延时子程序 18
5.5.2报警子程序 19
5.5.3初始化子程序 20
5.4主程序 20
6结论 22
参考文献 23
谢辞 24
附录 25
程序代码 25
1前言
1.1.本设计在国内发展概况
国产水位监测仪主要有浮筒式水位仪、压力传感器式水位仪、超声波式水位仪等,在功能齐全、性能稳定等方面,虽然与国际上先进的同类型产品存在一定差距,但是却可以基本满足水位监测及控制的需要。
表1-1中将几类典型的水位检测仪进行了对比。
表1-1国内水位监测仪对比
技术指标
浮筒式
超声波式
压力传感器式
工作方式
记录笔自记水位曲线或光码盘计数
人工操作、数字显示
多数为数字显示、人工记录,少量的有自动采集,自动打印
人为误差
大
较大
较小
分辨率
1cm
1cm(mm)
测量精度
较低
较高
自动化程度
半自动化
半自动化或全自动化
电源
无需/需要
需要
环境条件
受压力影响
受气温和湿度影响
受气压影响
总体技术水平
目前国内使用的大多数为SW40-1型日记水位计,LN-3型数字水位仪,WS-1040自动检测仪,其发展趋势都是向数字化、智能化方向发展。
1.2国外发展概况
国外一些发达国家在水位监测设备水平上也存在着较大的差异,其中美国和荷兰的产品在技术性能上代表着当今世界的先进水平。
近年来,水位监测已经融入了更多的技术,例如美国和日本等国已相继推出水位水质监测设备,并已经走进国内的市场了。
下表1-2就是国外水环境监测仪器的对比表。
表1-2国外水位检测仪对比
产地
监测参数
美国
水位、水温、电导率、浊度、PH值、大气压等
测量数据直接传入电脑中;
数据显示仪器可自动显示并存储测量参数;
数据无线传输。
荷兰
水位、水温、PH值
传感器采集数据通过串行数据传输线将主机中的数据传入计算机中。
日本
水位、水温、PH值、电导率、浊度、溶解氧
现场原位自动监测。
1.3设计目的
设计基于单片机的水位检测控制系统,设计水位探测传感器用来探测三个水
位,即低水位,正常水位,高水位。
低水位时送给单片机一个高电平,驱动水泵加水,红灯亮;
正常范围的水位时,水泵加水,绿灯亮;
高水位时,水泵不加水,黄灯亮。
本设计过程中需要应用到传感技术、单片机技术、光报警技术以及弱电控制强电的技术。
1.4设计意义
水是一种宝贵的资源,在生产生活中,水也是不可或缺的,在生产中需要对水位进行控制,防止浪费或者不够用,这是就需要对水位进行控制,如果使用专职人员来对水位进行控制,既不能够进行精确控制,又不能保证长时间控制,是极大的浪费人力物力,如果使用单片机来控制水位的话,则是极大的节约了人力物力,而且满足工业生产中的安全,可靠,简单等需求。
2总设计
2.1设计的技术要求
1、利用单片机STC90C516RD+实现对水塔进行水位的控制——单片机技术;
2、把水位探测传感器探得水塔中的水位送给单片机以实现对水泵抽水系统的控制——传感技术;
3、设计光报警显示系统电路,采用发光二极管来表示系统出现故障时的情况——光报警技术;
4、水泵加水电路由继电器进行控制——弱电控制强电技术;
5、分析工作原理,绘出系统结构原理图及流程图。
2.2应解决的主要问题
1、高新技术的应用,应该充分利用先进的传感器技术、计算机技术、通讯技术于一体,采取多种高新技术的集成。
2、产品的系列化,应该注重系统的集成,不仅着眼于单机,更注重系列、通用集成。
未来的检测控制仪将由传感器,采集系统,通讯系统等部分组成,各部分相互独立而又通用。
3、注重性价比,在重视高档仪器开发的同时,更应该降低设备研发以及生产的成本。
4、研发准则发生变化,不应该一味的追求高精尖,而应该将研发转为“恰到好处”。
5、水位检测控制有些时候是需要在非常恶劣的环境条件下工作的,所以要严格控制各个生产环节,提高产品的质量保障。
2.3设计原理
本设计的原理是利用水位高度传感器将水位的高度数据返回给单片机,然后单片机根据水位高度在某个设定好的I/O口输出一个低电平信号,通过三极管放大后,控制光电耦合器,在驱动继电器就可以对电机的开关进行调节了,用以实现对水位的控制。
在出现系统报错的状况后,单片机关闭电机,输出两个低电平信号驱动LED灯和蜂
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- 基于 单片机 水位 检测 控制系统 设计