液位控制系统设计.doc

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1、·目录第１章　绪论1第2章　设计方案22.1方案举例22.2方案比较32.3方案确定3第3章　硬件设计43.1控制系统43.1.1AT89C51单片机43.1.2AT89C51的信号引脚63.1.3单片机最小系统73.2感应系统83.3指示系统93.4液位控制系统103.5电机与报警系统11第4章　软件设计134.1延时子程序134.2感应系统程序134.3指示系统程序144.4电机和警报系统程序144.5液位预选系统程序154.6系统主流程图17第5章　系统测试185.1仿真测试过程195.2仿真结果21总　结22

2、致23参考文献22附录1　系统仿真电路25附录2源程序26Word文档·第１章　绪论21世纪，电子技术获得了飞速的发展，在其推动下，现代电子产品几乎渗透了社会的各个领域，有力地推动了社会生产力的发展和社会信息化程度的提高，同时也使现代电子产品性能进一步提高，产品更新换代的节奏也越来越快。目前，单片机正朝着高性能和多品种方向发展，它作为自动控制中的一个核心器件在小型自动控制系统及信号采集方面已被广泛应用，技术也相对成熟，向着CMOS化、低功耗、小体积、大容量、高性能、低价格和外围电路装化等几个方面发展趋势。单片机应用的

3、重要意义还在于它从根本上改变了传统的控制系统设计思想和设计方法。从前必须由模拟电路或数字电路实现的大部分功能，现在已能用单片机通过软件方法来实现了。这种软件代替硬件的控制技术也称为微控制技术，是传统控制技术的一次革命。在传统的液位控制系统中，存在着自动化程度低、调节精度差的缺点，已经不符合当今高效、低耗、低劳动强度的要求，同时会产生大量的污染。对于小型测控系统，一般可采用以单片机为核心、配以接口电路和外围设备，在编制应用程式的模式来实现。下面将介绍一个简单的液位控制系统，可用于容器液体存储，例工、农用蓄水池，居民社区

4、水箱等方面。此系统采用以单片机为控制中心的技术，不仅能使控制系统具有精度高、功能强、经济性好的特点，还节约能源、利于环保。Word文档·第2章　设计方案2.1方案举例方案一：液体流入容量控制方式。对输入容器的液体的管道进行监控，根据流入体积推算出容器液体液位高度。容量监控系统管道控制系统液流停止液位停止图2-1液体流入容量控制系统结构框图容量监控系统：对进入容器的液体体积进行监控。管道控制系统：控制管道对液体的传输情况。在液体向容器部输入时，通过对容量的监控知道容器的液体体积，在液体进入容器部的体积到达目标时，控制输

5、送液体的管道，使液流停止，最终达到目标液位。方案二：简单的连通器控制方式。在目标容器连接连通器，使多余的液体导入副容器，以致目标容器的液位达到目的液位。导入液体连通器液位达标多余液体溢出输送停止人工控制图2-2连通器控制系统结构框图在目标液位位置给目标容器连接连通器，在观察到多余溢出的液体流入连通器后，停止液体输送。Word文档·方案三：采用单片机技术来实现液位控制的功能。系统以AT89C51单片机为核心控制器件，它除具有灵活强大的控制功能，以便实时检测液位的传递信号、控制液位到达的高低实现自动控制。控制指令导入液体

6、指示系统控制系统电机与警报系统感应系统图2-3基于单片机实现的液位控制系统结构框图感应系统：将感应到的液位信号传递给单片机控制器。控制指令：将控制信息传递给单片机，使液位到达预定位置。显示系统：经过单片机辨别后，显示当前系统工作和液位位置指示灯。电机与报警控制系统：单片机经过信息处理后，决定是否启动电机和报警2.2方案比较方案一结构简单，操作方便。但是自动化程度低，精度不高，控制响应时间慢，且只能单独控制。方案二结构简单，成本低廉。但精度不高，无法显示，浪费资源，自动化程度低。方案三不仅结构简单，成本低廉，而且准确度

7、高，自动化高，节省人力资源，更重要的是利用单片机控制后，由于其拥有多个引脚，在为添加功能时更改电路方便快捷，而且部程序可以进行反复输入和擦除，在以后更改控制方法时只要更改程序容就可以达到相对应目的，省时省力，及其节约成本。2.3方案确定综合考虑以上方案的优缺点以及题目的基本要求和发挥要求，在本设计中，我采用了第三种方案，即采用单片机来实现液位控制的功能为我此次设计的方案。主控制器AT89C51单片机与MCS51系列单片机产品兼容，部自带有4KB的Flash存储器及256KBRAM单元，不需另外扩展EEPROM及静态R

8、AM，可以在线下载程序，易于日后的升级。Word文档·第3章　硬件设计该系统硬件设计总体思想是以单片机为控制系统，接受感应信息并进行处理后，将控制指令传出，对各个系统进行对应操作。硬件设计总体框图如图3-1所示。控制系统复位、时钟系统指示系统液位预选系统电机与警报系统感应系统图3-1硬件设计总体框图控制系统：根据输入信息进行处理，并将控制数据传