1、單片機原理及接口技術課程設計報告設計題目：恒壓無塔供水系統設計學 號：姓 名：指導教師： 信息與電氣工程學院二零一四年六月恒壓無塔供水系統設計隨著社會的高速發展，城市高樓林立，高樓層用水往往因水壓不夠而成問題。常用的水塔式供水系統因設備（尤其是電機）易損而大大增加維護費用，且使用不方便。為此，工程設計人員利用現代電子技術，設計出一種智能變頻供水系統，該控制系統智能化程度高，無需水塔，供水穩定，操作也方便，設備壽命大大延長，是一種值得推廣的高樓層供水系統。變頻恒壓供水系統，通過壓力傳感器、供水傳感器、變頻調速器組成閉環回路自動調節電機的轉速，從而調節水泵的供水量，使供水量可根據用水量的大小變化而

2、變化，確保供水壓力恒定。如果采用取水直供方式，不僅可節約大量的能源，延長設備的使用壽命，又能避免水源二次污染問題。注：這一部分主要描述題目的背景和意義，對設計所采取的主要方法做一下簡要描述。字數不要太多，300-500字。另注：本文要當做模板使用，不要隨意更改字體、字號、行間距等，學會使用格式刷。文中給出的各項容都要在大家的報告中體現，可采用填空的方式使用本模板。1. 設計任務結合實際情況，基于AT89C51單片機設計一個恒壓無塔供水系統。該系統應滿足的功能要求為：(1) 電機可以工作在兩種工作狀態，即變頻和工頻；(2) 變頻器控制電機的轉速，且電機能夠實現軟啟動；(3) 主要硬件設備：AT8

3、9C51單片機、ADC0809模數轉換芯片、CYG115型高壓力傳感器、 注：這一部分需要寫明系統功能需求，用到的主要硬件（參考實驗箱的說明書）。2. 整體方案設計恒壓無塔供水系統以AT89C51單片機作為整個系統的控制核心，應用其強大的接口功能，構成整個恒壓供水控制的硬件系統。該系統具備方式。在水泵的出水管道上安裝一個壓力傳感器，送入單片機進行數據處理。經單片機運算后的壓力值與設定的壓力值相比較，PID運算，控制變頻調速恒壓供水系統的原理圖如圖2-1所示。圖2-1 基于單片機的變頻調速恒壓供水系統原理圖本系統硬件主要由A/D轉換器、D/A轉換器、顯示系統等幾部分組成。各模塊的主要功能如下：(

4、1) A/D轉換器的功能是把水管的壓力信號經傳感器轉換成05V的模擬電壓信號轉換為數字信號，然后送入單片機。(2) D/A轉換器的功能(3) 系統的整體設計方案設計圖如圖2-2所示。圖2-2 系統的整體方案設計圖注：文中出現的所有框圖、流程圖都要用VISIO畫，不允許從文檔中裁剪然后粘貼。要注意圖的格式，圖中的文字大小不要大于正文，圖題用五號宋體，居中。3. 系統硬件電路設計3.1 時鐘電路3.2 復位電路3.3 模數轉換電路本設計所用A/D轉換電路采用通用的ADC0809模數轉換芯片，它是一種8位數字輸出的逐次逼近式A/D轉換器件，轉換時間為100us。 其主要特性有ADC0809的工作原理

5、為使用ADC0809應該注意其與單片機的接口電路如圖3-1所示。圖3-1 ADC0809與單片機的接口電路3.4 壓力傳感器與ADC之間運算放大電路(1) 壓力傳感器的選定(2) 運算放大電路CYG115和OP07的連接如圖3-2所示。圖3-2 CYG115和OP07的連接圖3.5 注：以上各部分按照電路功能模塊化介紹器件選型、器件特性、電路設計思路、電路功能等，要注意與第2小節中的整體方案設計圖相對應。文中出現的電路原理圖同樣不能從資料中裁剪，可從自己設計的Proteus圖中拷貝。4. 系統程序設計4.1 主程序流程圖對系統運行工作流程進行說明后，給出系統主程序流程。系統主程序流程圖如圖4-

6、1所示。4.2 PID調節子程序流程圖對變頻器頻率的調節采用PID調節方法。PID控制器是一種線性控制器，它根據給定值與實際輸出值，其基本數字算法有位置式和增量式兩種，PID基本控制系統原理如圖4-2所示。圖4-1 主程序流程圖圖4-2略PID算法流程圖如圖4-3所示（略）。4.3 控制子程序流程圖介紹控制過程，引出設計的流程圖。控制子程序流程圖如圖4-4所示。圖4-4 控制子程序流程圖4.4 5. 系統調試這一部分分為Proteus軟件仿真調試和硬件調試兩部分，分別給出調試過程、調試時應注意的問題，分析遇到的問題及問題的解決方法，Proteus調試可截屏運行結果圖形并加以分析。5.1 Pro

7、teus軟件仿真調試5.2 硬件調試6. 程序清單ORG0000HAJMPSTARTORG001BH;T1中斷入口地址AJMPINT_T1ORG0100H;*;*主程序*;*;START: MOVSP,#60H;SP初始化注：以上程序清單的格式不能更改，采用Courier New字體，5號大小，背景色不能缺，注意排列整齊、注釋等。7.小結本部分對整個設計過程進行總結說明，對取得的成果進行簡單評價，對存在的問題給出以后的展望或解決辦法。其他格式說明以下主要對文中出現的圖、表以及公式格式給出相關示例，請大家按照如下格式編排。對圖的格式要進行設置，首先設置其版式為“嵌入型”，然后將圖和圖下面的圖號及

8、圖題居中排列，如圖2-1所示。圖2-1 水罐液位控制結構圖XXXX。XXX如表2-1所示。表2-1 XXX材料名稱化學成分（）力學性能CMnCr其他抗拉強度b/N/mm2屈服強度s/N/mm2彈性模量E/N/mm2伸長率/布氏硬度/HBS對于文中出現的所有公式，要求必須用公式編輯器進行編輯，并在后面作相應的標號，具體格式如下例所示，右對齊，公式本體依靠在公式號和公式本體之間加入空格實現居中。 (2-1) (2-2)報告容編號說明：1. 節標題（小三黑體，段前段后6磅間距，頂格）1.1 條標題（小四黑體，段前6磅間距，頂格）(1) 一級子項標題（小四號宋體，首行縮進2字，行間距與正文相同，1.25倍行