基于单片机的液位控制系统毕业论文(设计)

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时间:2017-07-22

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1、第一章绪论1.1课题背景随着计算机技术、测量技术和控制技术的高速发展,越来越多的先进测量控制设备、技术和方法在自动测量控制领域中得到了广泛的应用。单片机以其自身的特点,已广泛应用于智能仪表、工业控制、家用电器、电子玩具等各个领域。本课题适应了这种发展趋势,将单片机应用于液位自动控制系统中,并能实现自动报警、自动控制。液位的测量广泛应用于太阳能热水器,工业锅炉控制,农用机水箱等。液位控制对工农业生产、医疗监护等都有着重要的意义。液位控制系统是以液位为被控参数的控制系统,在工业生产的各个领域都有广泛应用。在工业生产中,有许多需

2、要对容器内的介质进行液位控制的地方,使其高精度的保持在给定的数值。液位控制一般指对某一液位进行调节控制,使其达到所要要求的精度。液体的液位控制是近年来新开发的一项新的技术,它是自动控制、微型计算机软件、硬件等几项技术紧密结合的产物,工业作业采用的是微机控制和原有的仪表控制,微机控制的优势有很多,如:(1)集中而直接的显示各运行参数和液位状态。(2)具有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够依据控制效果及时修正运行参数,能够有效减少人的疲劳与失误,从而提高生产过程的安全性与实时性。(3

3、)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,并可以修改系统控制参数,方便的改变液位上、下限。本设计以水塔供水为模型,鉴于单片机液位控制装置的重复性好、功耗低、测量准确、使用寿命长等特点,设计以单片机为基础的液位控制系统,具有实时液位测量监控数据处理等功能。1.2单片机简介单片微型机简称单片机,是一种集成的电路芯片,是采用超大规模集成电路的技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU(CentralProcessingUnit)、只读存储器ROM(ReadOnlyMemory)、随机存储器RAM(RandomAcce

4、ssMemory)、中断系统和多种I/O口、定时器/计时器等功能(可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路)集成到一块硅片上构成的一个小而完善的计算机系统。单片机是嵌入式微控制器(MicrocontrollerUnit),常用英文字母的缩写MCU表示单片机,最早是被用在工业控制领域。48单片机由运算器、控制器、存储器、输入输出设备构成。单片机是程序运行中,可能需要修改,通过不同的程序实现不同的功能。单片机自动完成任务赋予它的过程,也就是单片机程序执行过程,即执行的指令的过程,就是所谓的指示需

5、要各种各样的操作与单片机执行命令的形式写下来,这是在设计人员赋予它的指令系统的决定,一条指令对应一个基本操作,单芯片能执行所有的指示,是单片机教学系统,不同种类的单片机、指导体系也有所不同。一系列的指令集,将成为程序,程序通常是顺序执行的,所以程序中的指令也是一个序列的存储、单片机在执行程序可以把这些指令去执行,一个人必须有一个组件可以追踪在指令的地址。程序计数器部分是一个PC(包括CPU),在开始执行程序,PC连接到程序的第一条指令的地址,然后给每一个执行命令,电脑上的内容,会自动增加在指令长度决定增加,可能是1、2或3

6、指下一条指令,确保的起始地址指令顺序执行。早期的单片机都是8位或4位的。最成功的一次是8031年,因为以英代尔为主的简单、可靠和良好的性能得到了许多赞扬。接着在8031年开发了系列MCS51单片机系统。基于该系统的单片机系统,直到现在还被广泛应用。MCS-51系列单片机适合于实时控制,可构成工业控制器、智能仪表、智能接口、智能武器装置以及通用测控单元等等,目前世界上一些大半导体公司推出的具有51内核的系列化单片机产品,其指令系统、地址空间和寻址方式、甚至连引脚功能也完全兼容。由于MCS-51系列单片机体积小,功能全,价廉,

7、面向控制,开发应用方便,因而具有极强的竞争力,今后它仍然是工业界、科技界广泛应用的8位微控制器。以单片机为基础的控制电路,有着价格低,体积小,系统结构简单,易于控制,处理能力强等优点,使得其应用领域相当广泛,对各行各业的技术改造和产品更新换代起到了重要的推动作用。1.3本课题研究内容及意义本课题采用单片机实现对液位的自动监测,自动控制,经传感器测得液位,经AD转换后再送单片机处理,单片机将数据交由液晶显示器显示,并将所得数据与键盘输入液位上下限进行比较,以决定是否进行报警,自动上水放水等。本课题完全可应用于实际当中,由于其

8、显示精确,可实现报警,自动控制,可以省去不少人力,物力。48第二章系统设计方案2.1基于单片机的液位控制系统设计要求本系统由单片机AT89C52、液晶显示器、报警器、键盘、传感器和其它基本外围电路组成。要求:对液位传感器采集的液位信息进行放大、A/D转换等处理,并设计其前端数据采集与相应的输出控制硬件电

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