基于51單片機(jī)的水塔控制proteus仿真+源程序+詳細(xì)報(bào)告

ID:294903 · 發(fā)表于 2018-6-27 11:21

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電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)報(bào)告

題　　目基于單片機(jī)系統(tǒng)的水位控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

學(xué)生姓名　陳*

學(xué)生學(xué)號01

專業(yè)名稱電子信息工程　　

指導(dǎo)教師肖*

設(shè)計(jì)要求：

用按鍵控制六段水位的顯示。
電機(jī)工作時(shí)伴隨著工作指示燈的顯示。
實(shí)現(xiàn)水塔處于低水位時(shí)電機(jī)處于工作狀態(tài)，到達(dá)高水位電機(jī)自動(dòng)停止。

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摘要

隨著社會的進(jìn)步，人類生活水平的不斷提高，現(xiàn)在許多家庭都要求能夠進(jìn)行家庭用水自動(dòng)供水，基于調(diào)查我們決定設(shè)計(jì)一款簡單實(shí)用、經(jīng)濟(jì)的水位控制系統(tǒng)。

本文所設(shè)計(jì)的水塔水位控制，具有線路簡單，體積小等特點(diǎn)。本系統(tǒng)使用的是單片機(jī)AT89C51。在水塔的內(nèi)部我們設(shè)計(jì)一個(gè)簡易的水位探測傳感器用來探測水塔水位，并用共陰極數(shù)碼管顯示水塔水位。整個(gè)水塔水位控制系統(tǒng)是由主控制電路、復(fù)位電路、晶振電路、工作電路、數(shù)碼管顯示電路、按鍵控制電路和電機(jī)電路六個(gè)部分組成的。

系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

水塔水位控制設(shè)計(jì)框圖如圖1所示。整個(gè)數(shù)字溫度計(jì)系統(tǒng)是由復(fù)位電路、晶振電路、工作顯示電路、數(shù)碼管顯示電路和按鍵控制電路、電機(jī)控制電路六個(gè)部分組成的。通過按鍵可以實(shí)現(xiàn)水位的控制，并實(shí)現(xiàn)低水位電機(jī)自動(dòng)開機(jī)，高水位電機(jī)停止。

圖1水塔水位控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

1、系統(tǒng)的復(fù)位電路

AT89C51需要外加復(fù)位電路，本次設(shè)計(jì)采用按鍵上電復(fù)位，上電復(fù)位是利用電容充電來實(shí)現(xiàn)的，即上電瞬間RST/Vpd端的電位與Vcc相同，隨著充電電流減少，最后被嵌在0V，采用20uF的電容和1k電阻可以保證加在引腳上的高電平使單片機(jī)有效復(fù)位。按鍵可以隨時(shí)使電路復(fù)位。復(fù)位電路如下圖圖2所示：

圖2 復(fù)位電路圖

晶振電路

晶振電路在單片機(jī)系統(tǒng)中起著非常重要的作用，是保證系統(tǒng)正常工作的的基礎(chǔ)。晶振頻率的大小決定了單片機(jī)系統(tǒng)的工作快慢。本次設(shè)計(jì)采用內(nèi)部方式的外部時(shí)鐘接法。為達(dá)到振蕩周期是12MHz的要求，采用12MHz的晶振，電容C1、C2對頻率有微調(diào)作用，故外接晶振時(shí)，C1和C2選擇30pF，振蕩頻率取12MHz。晶振的兩個(gè)引腳分別連接到XTAL1和XTAL2振蕩脈沖輸入引腳。晶振電路如下圖圖3所示：

圖3 晶振電路圖

工作提示電路

工作提示電路是用一個(gè)半導(dǎo)體發(fā)光二極管和一個(gè)限流電阻接到單片機(jī)的P3.7端口組成。二極管發(fā)光提示在工作狀態(tài)。工作提示電路如下圖圖4所示：

圖4工作提示電路圖

數(shù)碼管顯示電路

此次設(shè)計(jì)采用一個(gè)八段共陰極數(shù)碼管。數(shù)碼管顯示電路如下圖圖5所示：

圖5 數(shù)碼管顯示電路圖

按鍵控制電路

按鍵有七個(gè)， K1為控制水位在1、K2為控制水位在2，K3為控制水位在3,K4為控制水位在4，K5控制水控制水位在5，K6位在控制水位在6，并自動(dòng)關(guān)閉電機(jī)，K7為控制水位在0，并且開啟電機(jī)。按鍵控制電路如下圖圖6所示：

圖6按鍵控制電路圖

電機(jī)控制電路

電機(jī)采用電源220v供電方式，電機(jī)控制電路由限流電阻、9015三極管、晶體二極管和電機(jī)回路及RL回路構(gòu)成并與p1.7端口連接。電機(jī)控制電路如下圖圖7所示：

圖7電機(jī)控制電路圖

系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)系統(tǒng)工作的流程圖如下圖8所示：

圖8工作流程圖

當(dāng)開始的時(shí)候，系統(tǒng)初始化，判斷是否有鍵按下，有則進(jìn)入子程序，否則進(jìn)行數(shù)據(jù)讀取并進(jìn)行數(shù)據(jù)顯示，接下來判斷水位是否小于6，如果小于6，則電機(jī)啟動(dòng)，工作指示燈亮起。子程序中按鍵K1，控制水位在1；按鍵K2，控制水位在2；按鍵K3，控制水位在3；按鍵K4，控制水位在4；按鍵K5，控制水位在5；按鍵K6，控制水位在6，并開啟電機(jī)；按鍵K7，控制水位在0，并且開啟電機(jī)。

四、系統(tǒng)測試仿真

1、在protues軟件中繪制系統(tǒng)原理圖，如下圖圖9所示：