毕业设计低成本智能无线水塔水位控制器的设计论文.docx
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毕业设计低成本智能无线水塔水位控制器的设计论文
初定课题名称低成本智能无线水塔水位控制器的设计
课题类别毕业设计
一、任务目的与要求:
1、设计水塔水位控制器,要求控制器能根据水塔及水井水位情况自动控制水泵的关停,同时具备相关工作状态指示、报警、及过压、过流保护等功能;
2、采用集成无线收发芯片+89S51单片机,完成水塔水位监测及发送装置(下位机)与水泵智能控制与接收装置(上位机)设计与制作。
3、具备手动操作与自动运行两种模式,尽可能降低控制器成本;
4、在湖南高校数字图书馆网站上查阅与相关科研论文不少于15篇,提出自己的设计方案,独立完成开题报告;
5、写出符合要求的毕业设计论文;
二、主要参考资料(参数):
2、相关器件手册
3、单片机原理教材
4、模拟电子技术基础教材
5、教师给定的其它资料
三、进度安排
第1-2周:
查阅资料;
第3-4周:
提出解决方案,完成开题报告,熟悉相关软件的使用,;
第5-8周:
项目设计、焊接、仿真、调试;
第9-11周:
论文撰写与修改;
第12周:
毕业答辩;
四、其它:
教研室主任(学术小组组长)审核意见:
签章:
目录
第一章引言…………………………………………………………1
第二章任务目的与要求………………………………………………1
2.1设计水塔水位控制器………………………………………………………2
2.2采用集成无线收发芯片…………………………………………………2
2.3具备手动操作与自动运行两种模式………………………………3
2.4在湖南高校数字图书馆网站上查阅………………………………3
2.5写出符合要求的毕业设计论文………………………………………3
第三章课程设计说明内容………………………………………3
3.1片原理简介:
PT2262/2……………………………………………3
3.2PT2262/2272特点………………………………………………………8
3.3PT2262引角图……………………………………………………10
3.4PT2272引脚图………………………………………………………10
3.5PT2262性能参数表……………………………………………………10
3.6PT2262编码格式………………………………………………………10
3.7PT2262/2272地址码的设定………………………………………10
第四章电路图应用…………………………………………………11
4.1用PT2262的电路图应用………………………………………………11
4.2用PT2272的电路图应用……………………………………………11
4.3只有两根探测线的自动抽水控制器……………………………………12
第五章无线收发芯片简介…………………………………………………12
5.1F05P简介…………………………………………………………12
5.2J04V简介………………………………………………………13
第六章电路的调试与整体电路图………………………………………14
6.1发送装置元器件……………………………………………………14
6.2接受装置元器件………………………………………………………15
6.3水塔装置元器件…………………………………………………15
6.4整体装置电路图…………………………………………………15
第七章结论……………………………………………………………16
参考文献…………………………………………………………………………16
致谢…………………………………………………………………………………17
第一章引言
本无线遥控水塔水位自动控制装置属于电子技术领域。
本装置设置于水塔与装于供水管路中的水泵之间,是由设于水塔上的发射器和设于水泵处的控制器两大部分所组成,发射器包括水位探头、信号比较电路、信号发射电路和电池,水位探头所检测的信号通过信号比较电路进行比较后,经信号发射电路向外发射;控制器包括信号接收放大电路、解码电路、中央控制电路和电源,接收放大电路用于接收上述发射器所发出的无线信号,经解码电路进入中央控制电路,通过中央控制电路来控制水泵电机的运转,电源对整个控制器供电。
本装置由于通过无线的形式联系,安装和使用均十分方便,实用性较强,特别适合于高层楼房的水塔使用。
第二章任务目的与要求
2.1设计水塔水位控制器
设计水塔水位控制器,要求控制器能根据水塔及水井水位情况自动控制水泵的关停,同时具备相关工作状态指示、报警、及过压、过流保护等功能;
2.2采用集成无线收发芯片
采用集成无线收发芯片,完成水塔水位监测及发送装置(下位机)与水泵智能控制与接收装置(上位机)设计与制作。
2.3具备手动操作与自动运行两种模式
具备手动操作与自动运行两种模式,尽可能降低控制器成本;
2.4在湖南高校数字图书馆网站上查阅
在湖南高校数字图书馆网站上查阅与相关科研论文不少于15篇,提出自己的设计方案,独立完成开题报告;
2.5写出符合要求的毕业设计论文
写出符合要求的毕业设计论文;
第三章课程设计说明内容
3.1片原理简介:
PT2262/2
PT2262/2272是一种CMOS工艺制造的低功耗低价位通用编解码电路,PT2262/2272最多可有12位(A0-A11)三态地址端管脚(悬空,接高电平,接低电平),任意组合可提供531441地址码,PT2262最多可有6位(D0-D5)数据端管脚,设定的地址码和数据码从17脚串行输出,可用于无线遥控发射电路。
编码芯片PT2262编码信号是由地址码、数据码、同步码组成一个完整的码字,从17脚输出到射频发射模块的数据输入端发射出去。
射频接收模块接收后送到解码芯片PT2272,其地址码经过三次比较核对后,PT2272的VT脚才输出高电平,与此同时与PT2262相应的数据脚也输出高电平,如果PT2262连续发送编码信号,PT2272第17脚和相应的数据脚便连续输出高电平。
PT2262停止发送编码信号,PT2272的VT端便恢复为低电平状态。
高频发射电路完全收控于PT2262的17脚输出的数字信号,从而对高频电路完成幅度键控(ASK调制)相当于调制度为100%的调幅。
3.2PT2262/2272特点
1、CMOS工艺制造,低功耗
2、外部元器件少
3、RC振荡电阻
4、工作电压范围宽:
2.6-15v
5、数据最多可达6位
6、地址码最多可达531441种
应用范围:
1、车辆防盗系统
2、家庭防盗系统
3、遥控玩具
4、其他电器遥控
3.3PT2262引角图
PT2262管脚说明:
名称管脚说明
A0-A111-8、10-13地址管脚,用于进行地址编码,可置为“0”,“1”,“f”(悬空),
D0-D57-8、10-13数据输入端,有一个为“1”即有编码发出,内部下拉
Vcc18电源正端(+)
Vss9电源负端(-)
TE14编码启动端,用于多数据的编码发射,低电平有效;
OSC116振荡电阻输入端,与OSC2所接电阻决定振荡频率;
OSC215振荡电阻振荡器输出端;
Dout17编码输出端(正常时为低电平)
3.4PT2272引脚图
PT2272管脚说明:
A0-A111-8、10-13
地址管脚,用于进行地址编码,可置为“0”,“1”,“f”(悬空),必须与2262一致,否则不解码
D0-D57-8、10-13地址或数据管脚,当做为数据管脚时,只有在地址码与2262一致,数据管脚才能输出与2262数据端对应的高电平,否则输出为低电平,锁存型只有在接收到下一数据才能转换
Vcc18电源正端(+)
Vss9电源负端(-)
DIN14数据信号输入端,来自接收模块输出端
OSC116振荡电阻输入端,与OSC2所接电阻决定振荡频率;
OSC215振荡电阻振荡器输出端;
VT17解码有效确认输出端(常低)解码有效变成高电平(瞬态)
3.5PT2262性能参数表
参数符号参数范围单位
电源电压Vcc-0.3―15V
输入电压Vi-0.3―Vcc+0.3V
输出电压Vo-0.3―Vcc+0.3V
最大功率(Vcc=10V)Pa300mW
工作温度Topr-20―+70℃
储存温度Tstg-40―+125℃
参数符号测试条件最小值典型值最大值单位
电源电压Vcc215V
电源电流IccVcc=10V振荡器停振
A0—A11开路
0.020.3μA
Dout输出
驱动电流IOH
Vcc=5V,VOH=3V-3mA
Vcc=8V,VOH=4V-6mA
Vcc=10V,VOH=6V-10mA
Dout输出
陷电流IOL
Vcc=5V,VOL=3V2mA
Vcc=8V,VOL=4V5mA
Vcc=10V,VOL=6V9mA
输出高电平VIH0.7VccVccV
输出低电平VIL00.3VccV
3.6PT2262编码格式
地址码和数据码都用宽度不同的脉冲来表示,两个窄脉冲表示“0”;两个宽脉冲表示“1”;一个窄脉冲和一个宽脉冲表示“F”也就是地址码的“悬空”。
每组字码之间有同步码隔开,如果用单片机软件解码时,程序只要判断出同步码,然后对后面的字码进行脉冲宽度识别即可。
一个字码由12位AD码(地址码加数据码,比如8位地址码加4位数据码)组成,每个AD位用两个脉冲来代表:
两个窄脉冲表示“0”;两个宽脉冲表示“1”;一个窄脉冲和一个宽脉冲表示“F”也就是地址码的“悬空”。
PT2262每次发射时至少发射4组字码,PT2272只有在连续三次检测到相同的地址码加数据码才会把数据码中的“1”驱动相应的数据输出端为高电平和驱动VT端同步为高电平。
因为无线发射的特点,第一组字码非常容易受零电平干扰,往往会产生误码,所以程序可以丢弃处理。
PT2272解码芯片有不同的后缀,表示不同的功能,有L4/M4/L6/M6之分,其中L表示锁存输出,数据只要成功接收就能一直保持对应的电平状态,直到下次遥控数据发生变化时改变。
M表示非锁存输出,数据脚输出的电平是瞬时的而且和发射端是否发射相对应,可以用于类似点动的控制。
后缀的6和4表示有几路并行的控制通道,当采用4路并行数据时(PT2272-M4),对应的地址编码应该是8位,如果采用6路的并行数据时(PT2272-M6),对应的地址编是6位。
3.7PT2262/2272地址码的设定
在通常使用中,一般采用8位地址码和4位数据码,这时编码电路PT2262和解码PT2272的第1~8脚为地址设定脚,有三种状态可供选择:
悬空、接正电源、接地三种状态,3的8次方为6561,所以地址编码不重复度为6561组,只有发射端PT2262和接收端PT2272的地址编码完全相同,才能配对使用,例如将发射机的PT2262的第2脚接地第3脚接正电源,其它引脚悬空,那么接收机的PT2272只要第2脚接地第3脚接正电源,其它引脚悬空就能实现配对接收。
当两者地址编码完全一致时,接收机对应的D1~D4端输出约4V互锁高电平控制信号,同时VT端也输出解码有效高电平信号。
用户可将这些信号加一级三极管放大,便可驱动继电器等负载进行遥控操纵。
设置地址码的原则是:
同一个系统地址码必须一致;不同的系统可以依靠不同的地址码加以区分。
至于设
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