《单片机课程设计》---水塔水位控制系统

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1、机械与车辆学院《单片机课程设计》报告（2012-2013学年第一学期）课程设计题目：水塔水位控制系统姓名：学号：210404021045班级：00机械电子工程33班指导老师：chenlaoshi时间：2013年1月14日—2013年1月25日成绩：-20-目录一、课程设计性质和目的…………………………………2二、课程设计的内容及要求………………………………2三、课程设计的进度及安排………………………………3四、设计所需设备及材料…………………………………3五、设计思路及原理分析…………………………………4六、流程图及程序编写…

2、…………………………………5七、调试运行………………………………………………8八、结果及分析……………………………………………9九、心得体会………………………………………………10十、参考文献………………………………………………10十一、致谢………………………………………………11十二、附录……………………………………………….11-20-一、课程设计性质和目的这次课程设计《水塔水位控制》是继这学期我们学习的《单片机原理与接口技术》课程与实验结束后的一门综合性实践课，让学生初步尝试把理论与实践结合，培养了学生的实践能力。《水塔

3、水位控制》设计需要紧密结合所学的知识，在参阅相关资料中，可以加深、巩固所学知识，同时也拓宽了知识面，有一定的深度和广度，能充分发挥学生的能动性和想象力。通过电路设计、安装、调试等一系列环节的实施，提高学生的单片机应用系统的设计能力。二、课程设计的内容及要求1、硬件设计（1）用80C51设计一个单片机最小控制系统。其中P2.0接水位下限传感器，P2.1接水位上限传感器，P2.2输出经反相器后接光电耦合器，通过继电器控制水泵工作，P2.3输出经反相器后接LED，当出现故障时LED闪烁；P2.4输出经反相器后接蜂鸣器，当出现故障时报

4、警。（2）用塑料尺、导线等设计一个水塔水位传感器。其中A电级置于水位10CM处，接5V电源的正极，B级置于水位15CM处，经4.7K下拉电阻接单片机的P1.0口，C电级置于水位的20CM处，经4.7K下拉电阻接单片机的P1.1口。（3）设计一个单片机至水泵的控制电路。要求单片机与水泵之间用反相器、光电耦合器和继电器控制，计算出LED限流电阻，接好继电器的续流二极管。2、软件设计（1）根据功能要求画出控制程序流程图。（2）根据控制程序流程图编写80C51汇编语言或C51程序3、功能要求：（1）水塔水位下降至下限水位时，启动水泵,

5、水塔水位上升至上限水位则关闭水泵。（2）水塔水位在上、下限水位之间时，水泵保持原状态。（3）供水系统出现故障时，自动报警。-20-三、课程设计的进度及安排序号项             目时  间1布置课程设计任务、讲授焊接基本知识1天2水塔水位控制总体方案设计、仿真器使用1天3硬件设计和制作1天4硬件制作和调试1天5Protel99的使用1天6软件设计和软件调试1天7综合调试1天8整体调试1天9检测验收、写课程设计报告1天10答辩1天表1课程设计的进及安排表四、设计所需设备及材料元件名原理图工作原理个数继电器SRD-12VD

6、C-SL-C线圈通电产生磁场，吸附开关，使常闭端打开，闭合与常开端；11光电藕合器4n25输入的电信号驱动发光二极管，使之发出一定波长的光，被光探测器接收而产生光电流，再经过进一步的放大输出，实现电—光—电的转化1PNP三极管9015CPNP三极管用作开关，当基极电位低于发射极电位是三极管导通1二极管单向导通，保护继电器；1电阻2202电阻4.7k1电阻1k1表2设计所需设备及材料表-20-五、设计思路及原理分析水塔水位控制原理图见图1，图中两条虚线表示正常工作情况下水位升降的上下限，在正常供水时，水位应控制在两条虚线代表的水

7、位之间。B测量水位下限，C测量水位上限，A接+5V，B、C接地。图1水塔水位检测原理图在水塔无水或水位低于下限水位时，B、C为断开，B、C两点电位为零(低电平“0”)，需要水泵供水，单片机输出低电平，控制电机工作供水。水位上升到B点，B接通，B点电位变为高电平“1”，C开关仍断开，C点仍为低电平，维持现状水泵继续供水。当水位上升到C点时，C接通。这时B、C均接通，B、C两点都为高电平，表示水塔水位已满，需水泵停止供水，单片机输出高电平，电机断电停止供水。水塔水位开始下降，水位在降到B点之前，B点电位为高、C点电位为低，单片机输

8、出控制电平维持不变，仍为高。当水位降到B点以下，B、C两点电平都为低时，单片机输出控制电平又变低,水泵供水。如图2：用80C51设计一个单片机最小控制系统。其中P1.0接水位下限传感器；P1.1接水位上限传感器；P1.2输出经Q0电流放大后接光电耦合器，接通继电器，带动电机控