水塔水位控制系统设计.doc

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1、摘要供水是一个关系国计民生的重要产业。随着社会的发展和人民生活水平的提高，人们对供水提出了更高的要求，要满足及时、准确、安全保证充足供水，如果仍然沿用人工方式，劳动强度大，工作效率低，安全性难以保障，为此必须进行水塔水位控制自动化系统的改造。本论文是采用单片机技术设计的，以80C51单片机为核心控制一般水塔的水位，如果为达到更节能的目的，提高供水系统的质量，可以考虑采用继电器和传感器技术，设计出一套适用的水位控制方案。方案在硬件基础上配合软件实现了地警戒水位报警，并可切换手动自动两种工作方案。由于条件有限，本次设计只是用了普通的金属棒作为检测信号的产生

2、。该系统操作方便，性能良好，比较符合中小型电厂水系统控制的需要。本文还详细的给出了相关的硬件框图和软件流程图，并编制了该汇编语言程序。关键词报警单片计机水位控制26目录第一章引言4第二章单片机的结构及工作原理42.1单片机的概述4262.2单片机的基本结构52.3单片机的工作原理52.3.1单片机执行程序的过程示意图62．3．2执行指令过程62.480C51单片机的引脚及功能72.4.1MS-C51的引脚介绍72.4.2MS-C51的引脚功能描述7第三章设计目的实现83.1水塔水位介绍83.2设计任务及要求93.3设计思想论证93.4水位智能检测系统设

3、计原理93.5该水位智能检测系统原理10第四章水位控制软硬件设计114.1硬件接线图114.2程序流程图114.3水位控制程序清单124.4调试13第五章总结14参考文献1426第一章引言26现代传感技术、电子技术、计算机技术、自动控制技术、信息处理技术和新工艺、新材料的发展为智能检测系统的发展带来了前所未有的奇迹。在工业、国防、科研等许多应用领域，智能检测系统正发挥着越来越大的作用。检测设备就像神经和感官，源源不断地向人类提供宏观与微观世界的种种信息，成为人们认识自然、改造自然的有力工具。现代的水塔水位自动控制系统应包括一切以计算机（单片机、PC机、

4、工控机、系统机）为信息处理核心的检测设备。因此，水塔水位自动控制系统包括了信息获取、信息传送、信息处理和信息输出等多个硬、软件环节。从某种程度上来说，水塔水位自动控制系统的发展水平表现了一个国家的科技和设计水平。水位控制在日常生活及工业领域中应用相当广泛，比如水塔、地下水、水电站等情况下的水位控制。而以往水位的检测是由人工完成的，值班人员全天候地对水位的变化进行监测，用有线电话及时把水位变化情况报知主控室。然后主控室再开动电机进行给排水。很显然上述重复性的工作无论从人员、时间和资金上都将造成很大的浪费。同时也容易出差错。因此急需一种能自动检测水位，并

5、根据水位变化的情况自动调节的自动控制系统。水位检测可以有多种实现方法，如机械控制、逻辑电路控制、机电控制等。本论文采用单片机进行主控制，在水池上安装一个自动测水位装置。利用水的导电性连续地全天候地测量水位的变化，把测量到的水位变化转换成相应的电信号，主控台应用单片微机对接收到的信号进行数据处理，完成相应的水位显示、控制及故障报警等功能。26第二章单片机的结构及工作原理2.1单片机的概述微型计算机SCMC，简称单片机，又称单片微控制器,它不是完成某一个逻辑功能的芯片,而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。它的体积小、质量轻、价格便宜。这种计算机的最小

6、系统只用了一片集成电路，可进行简单运算和控制。因为它体积小，通常藏在被控机械的“肚子”里。它在整个装置中，起着有如人类头脑的作用，它出了毛病，整个装置就瘫痪了。现在，这种单片机的使用领域已十分广泛，如智能仪表、实时工控、导航系统、家用电器等。虽然单片机只有一个芯片，但无论从组成还是从功能上看，它已具备了计算机系统的属性，是一个简单的微型计算机。本文对单片机水塔水位控制系统进行设计，完成单片机水塔水位控制系统硬件接线图和流程图以及单片机的控制程序设计，并完成了指令编程。2.2单片机的基本结构微型计算机由硬件系统和软件系统两大部分组成，一般把二者构成的系统

7、称为微型计算机系统。微型计算机的硬件主要是由CPU(运算器和控制器)、存储器、I/O接口和I/O设备组成，各组成部分之间通过地址总线AB(AddressBus)、数据总线DB(DataBus)、控制总线CB(ControlBus)联系在一起。微型计算机的软件包括系统软件和应用软件两大类。软件与硬件相辅相成，共同构成微型计算机系统，缺一不可。下图为微型计算机的系统结构框图:26(图1－微型计算机的系统结构框图)微型计算机系统采用总线结构形式。总线结构的主要优点：设计简单、灵活性好、易于扩展、便于故障检测和维修。2.3单片机的工作原理指令是对计算机发出的一

8、条条工作命令，命令它执行规定的操作，程序是实现既定任务的指令序列。26把程序和数据送到具有记忆