目錄第一章系統整體設計說明錯誤!不決義書簽。第二章整體設計方案錯誤!不決義書簽。第三章設計系統方框圖與工作原理3工作原理：3系統構造框圖:4第四章硬件設計及說明5硬件設計說明:5水位控制硬件設計：5故障及水質監測硬件設計：錯誤!不決義書簽。水位顯示硬件設計原理圖：7第五章軟件設計與說明（包含流程圖）8軟件設計：8軟件設計流程圖：10第六章調試步驟、使用說明錯誤!不決義書簽。第七章設計總結錯誤!不決義書簽。參照文件錯誤!不決義書簽。附錄錯誤!不決義書簽。第一章系統整體設計說明現代傳感技術、電子技術、計算機技術、自動控制技術、信息辦理技術和新工藝、新資料的發展為智能檢測系統的發展帶來了亙古未有的奇觀。在工業、國防、科研等很多應用領域，智能檢測系統正發揮著愈來愈大的作用。檢測設施就像神經和感官，絡繹不絕地向人類供給宏觀與微觀世界的各種信息，成為人們認識自然、改造自然的有力工具。現代的廣義智能檢測系統應包含全部以計算機（單片機、PC機、工控機、系統機）為信息辦理核心的檢測設施。所以，智能檢測系統包含了信息獲得、信息傳遞、信息辦理和信息輸出等多個硬、軟件環節。從某種程度上來說，智能檢測系統的發展水平表現了一個國家的科技和設計水平。本課題研究的內容是“水塔水位控制系統”。水位控制在平常生活及工業領域中應用相當寬泛，而過去水位的檢測是由人工達成的，值班人員全天候地對水位的變化進行監測，用有線電話實時把水位變化狀況報知主控室。而后主控室再開動電機進行給排水。很明顯上述重復性的工作不論從人員、時間和資本上都將造成很大的浪費。同時也簡單出差錯。所以急需一種能自動檢測水位，并依據水位變化的狀況自動調理的自動控制系統，我所設計的就是這方面的課題。水位檢測能夠有多種實現方法，如機械控制、邏輯電路控制、機電控制等。本設計采納單片機進行主控制，在水水塔上安裝一個自動測水位裝置。利用水的導電性連續地全天候地丈量水位的變化，把丈量到的水位變化變換成相應的電信號，主控臺應用單片微機對接收到的信號進行數據辦理，達成相應的水位顯示、控制及故障報警及顯示水位等功能。第二章整體設計方案本設計用80C51單片機為核心，因為單片機I/O管腳能夠使用的只有P0口，而設計的要求是利用引腳輸入信號并對信號進行辦理，而且要輸出水位顯示，故障報警，污水報警，啟動停止水泵等功能，這樣一來我們只用單片機的P1引腳是遠遠不夠的，（單片機的P1,P2和P3的部分引腳不可以用來信號的輸入輸出）所以我利用8255A對其引腳進行擴展，經過8255A的PC口進行信號的輸入并利用8255A的PA口連結兩個數碼管來顯示實質水位，當水位在不一樣的地點時利用程序控制將在數碼管上顯示這段時間的水位。并利用延時子程序來延時，延不時間1S，每間隔1S系統將進行一次水位檢測，當水位低于下限水位時將經過PC口輸入信號并由8255A將信號送到單片機，經過單片機來控制水泵工作，相同當水位上漲到上限水位時將經過PC口輸入信號并由8255A將信號送到單片機，經過單片機的口來控制停止水泵工作，當處于上下線之間是保持原有狀態，而且此設計我還設計故障報警和水質檢測，當檢測到故障時經過PC口輸入信號并由8255A將信號送到單片機，再由單片機的和口輸出信號到發光二極管，經過二極管和水質有問題時我經過發光二極管來顯示，同時停止系統工作。水位顯示我設計的是動向的，所以在設設計時我要設計一個延時子程序，延不時間2ms，經過延時子程序經過一段時間間隔后，再調用顯示子程序。經過這類頻頻調用來實現LED顯示器的動向掃描。第三章設計系統方框圖與工作原理工作原理：我們能夠設置水位的上下限，在正常狀況下，應保持水位在上下限之間。為此，在水塔內的不一樣高度安裝3根金屬棒，以感知水位變化狀況。此中，A棒處于下限水位，B處于上限水位，G浮球在上下水位之間，它能夠在水面上調動。水塔由電機帶動水泵供水，單片機控制電機轉動，以達到水位控制之目的。供水時，水位上漲，當達到上限時，因為水的導電作用，G棒連通+5V。所以，A、B兩頭均為1狀態，這時應停止電機和水泵的工作，不再給水塔供水。當水位降到下限時，A、B棒都不可以與G棒導電，所以A、B兩頭均為0狀態。這時，應啟動電機，帶動水泵工作，給水塔供水。當水位處于上下限之間時，G棒與A棒導通，所以B棒不可以與G棒導通，A端為1狀態，B端為0狀態。這時，不論是電機已在帶動水泵給水塔供水，水位在不停上漲，或許是電機沒有工作，用水使水位在不停降落，都應持續保持原有的工作狀態。為了知足本次課程設計的要求，我們還要顯示上下限水位之間的幾個數值，其電路的接法和A棒和B棒相同，都是接一個電阻而后接地，而后將端口接到單片機上，經過單片機與顯示器連接，以顯示不一樣的水位值。因為本次課程設計不需要動向顯示所以只要要一個顯示器即可。系統構造框圖:該方案以單片機為核心，配以必定的外頭電路和軟件，以實現水塔水位控制的功能。它由硬件部分和軟件部分構成。系統設計方案的硬件電路設計框圖以下列圖1所示。啟動水泵單片機故障報警污水報警信號輸入8255A水位顯示圖第四章硬件設計及說明硬件設計說明:此設計也能夠用PROTEUS來進行仿真，我們能夠在此軟件中仿真有點繁瑣，我的硬件仿真是在試驗臺長進行的，但基本接線與下圖2相同，因為試驗臺上沒有水泵，我就用發光二極管來取代水泵，經過二極管能否發光來顯示出水泵能否工作。用80C51設計一個單片機最小控制系統。此中PC0接水位上限傳感器；PC1接水位下限傳感器；PC4輸出后接光電耦合器，用來檢測水的質量，輸出后經過繼電器控制水泵工作；輸出后接LED，當出現故障是LED發亮；輸出后接LED，當水出現污濁時LED發亮。水位控制硬件設計：用導電片、導線等設計一個水塔水位傳感器。此中A電極置于水位2m處經下拉電阻接8255A的PC1口，B電極置于水位12m處經下拉電阻接8255A的PC0口，C電極置于水位4m處經下拉電阻接8255A的PC2口，D電極置水位6m處經下拉電阻接8255A的PC4口，E電極置于水位8m處經下拉電阻接8255A的PC5口并將它們所有接地。再設計一個導電浮球G并在浮球上接+5V電壓。設計一個單片機至水泵的控制電路。要求單片機與水泵之間要用光電耦合器和繼電器控制，計算出LED限流電阻，接好繼電器的續流二極管。硬件仿真圖以下：圖故障及水質監測硬件設計：利用光電傳感器測出水的污濁度并變換成電壓與標準水質所得電壓做與比較，經過PC3口接入單片機。利用發光二極管來顯示。硬件仿真圖以下：圖水位顯示硬件設計原理圖：利用單片機與8255A連結，將顯示水位信號經過8255A的PA口送到數碼管進行顯示。而我們經過單片機的和來控制兩個LED管硬件仿真圖以下：圖第五章軟件設計與說明（包含流程圖）軟件設計：一個應用系統，要達成各項功能，第一一定有較完美的硬件作保證。同時還一定獲得相應設計合理的軟件的支持，特別是單片機應用高速發展的今日，很多由硬件達成的工作，都可經過軟件編程而取代。甚至有些一定采納很復雜的硬件電路才能達成的工作，用軟件編程有時會變得很簡單，如數字濾波，信號辦理等。所以充分利用其內部豐富的硬件資源和軟件資源，采納MCS—51匯編語言和構造化程序設計方法進行軟件編程。這個系統程序由主控程序、延時子程序，顯示子程序構成。此中主控程序是核心。由它控制著整個系統程序的運轉和跳轉。流程圖如圖5所示。包含系統初始化，數據辦理，故障報警等。軟件設計的詳細步驟以下：①當水位低于A時，因為極棒A和G、B和G之間被空氣絕緣，PC1和PC0獲得低電平，全置0，單片機控制電路使置零，繼電器吸合，啟動水泵向水塔注水；②當水位高于A低于B時，PC1置1，PC0置0，繼電器常開觸電自保，所以升到A以上時，繼電器其實不立刻開釋，電極仍舊供水；③當水位達到B時，PC0、PC1均置1，單片機控制電路使置1，繼電器開釋，水泵停止工作；用水過程中，水位降到B以下，PC0置0，PC1置1，保持原狀，電機不工作，直到降到A以下，這樣周而復始。系統出現故障時，由置零，輸出報警信號，驅動一支發光二極管D1進行光報警。⑤用水過程中，當光電傳感器檢測到水質有問題時，此時由口置零，輸出報警信號，驅動一支發光二極管D2進行光報警。若水泵工作則停止工作。軟件設計流程圖：流程圖1：下列圖2主要實現的是控制水泵能否工作，故障檢測，水質檢測的功能。開始檢測水質PC4=0?N水位檢測最高水位延時PC0=1?Y最低水位PC1=1?Y

報警P1.7=0保持YNPC1=1?報警P1.5=0停機P1.6=1

停機P1.6=1啟動P1.6=0停機等候圖以下列圖3是顯示水位的子程序設計流程圖，我們能夠經過下面的子程序來顯示水位，此時若水位低于A導電片下我將其LED顯示水位為00，這是水泵工作，若水位低于C導電片下我將其LED顯示水位為02，若水位低于D導電片下我將其LED顯示水位為04，若水位低于E導電片下我將其LED顯示水位為06，若水位低于B導電片下我將其LED顯示水位為08，若水位高于和等于B導電片刻我將其LED顯示水位為12，停止水泵工作。顯示水位顯示數值PC1=0?0顯示數值PC2=0?2顯示數值PC4=0?4顯示數值PC5=0?6顯示數值PC0=0?顯示數值12返回

8圖第六章調試步驟、使用說明1)硬件的調試機器故障清除硬件的調試在上電后的工作能否是正常，主要包含不插單片機的調試和插上單片機的檢測。無單片機的調試無單片機調試主要檢查電路工作能否正常，調試數碼管能否點亮，顯示數據能否正確，詳細步驟以下：A：翻開電源，將輸出電壓調到5伏，而后封閉電源。B：將電路板的火線與電源正極相連，地線與負極相連。C：翻開電源，用萬用表檢測電路板能否有輸出電壓，假如有就是好的，沒有就要檢測能否有短路。D：電路檢查完后，封閉電源，用一根導線與電源負極相連，而后翻開電源，用導線的另一端逐個與P0、P2口的管腳接觸，看數碼管顯示能否正確。調試過程中碰到的問題及解決方法：（1）上電后，用導線一端接低電平，另一端逐個連結P0、P2管腳，數碼管顯示不正常，檢測后發現管腳有短路現象，將短路管腳從頭焊接后，顯示正常。2）頻頻調試幾次后，發現電路不穩固，有時沒反響。認真剖析后，感覺是穩壓管有問題，拆掉后直接接5V電壓源，問題解決。3)有單片機的調試加上單片機，目的是看單片機可否正常工作，有效地控制顯示數據。編寫一個小程序，燒入芯片中加點調試。將編好的程序進行編譯，馬上*.ASM文件轉變為*.BIN文件，而后燒入片子。程序的編譯和燒入將在此后介紹。把單片機AT89C51接入底座插入底座，加電，看各位顯示能否是正確。用復位鍵看顯示能否正確，假如穩固，表示調試成功。調試過程中碰到的問題：上電后，用示波器檢測30腳，發現沒有時鐘頻次輸出，認真剖析發現30腳沒接高電平，從頭焊接后，輸出美麗的時鐘脈沖。第七章設計總結本次課程設計我們設計的是水塔水位控制。整個設計過程就是一個不停熟習和掌握單片機系統設計方法的過程。這個過程又似一個探究與發現的過程，在這個過程中，我們會不停的發現新問題，進而需要不停的去探究，去追求解決問題的方法與門路，而每一次成功解決問題都會給我們以非常的鼓舞和歡樂。這個過程能夠給我們一個很好的鍛煉，不單不過專業知識更好的掌握，更重要的是能夠培育我們的興趣、思想能力和著手能力。作為一名電氣工程專業的學生，單片機的課程設計是很存心義的。更重要的是怎樣把自己平常所學的東西應用到實質中。固然自己關于這門課懂的其實不多，好多基礎的東西都還沒有很好的掌握，感覺很難，也沒有很有效的方法經過自己去理解，但是靠著這倆個禮拜認真的學習，在老師和同學的幫助和解說下，逐漸對這門課逐漸產生了些許的興趣，自己開始主動學習并逐漸從基礎慢慢開始弄懂它。我以為這個收獲應當說是相當大的。一開始我們從老師那領來課題，回去后找參照書，上網找資料，把程序輸到軟件中再仿真，發現好多程序都是不完好的，這讓我們傷透了腦筋。看著其他小組都弄得有模有樣了，但是我們連這個課題程序都沒有弄好。最后頻頻斟酌仿真結果仍是很不盡人意。程序接線什么的都沒改好了，使用電腦軟件調試沒有問題，但是就是沒法達到預期想要的結果。無奈之下不得不求援于老師，經過老師給我們剖析解說程序的各個環節設計。經過大家一同努力，終于達成了設計。應當說這是經過我們小構成員的共同努力和動腦達成的，固然內容其實不是很復雜，但是我們感覺設計的過程相當重要，學到了好多，收獲了好多。參照文件1、教材《單片微型計算機技術》劉國榮編2、《單片微型計算機原理、應用及接口技術》

機械工業第一版社張迎新編國防工業第一版社3、《單片機適用系統設計技術》房小翠編國防工業第一版社4、《單片機應用系統設計》何立民編北航第一版社5、《單片機原理及接口技術》曹琳琳編國防科技大學第一版社附錄附錄A系統原理圖附錄B系統程序清單org0000hsjmpmainorg0030hmain:movdptr,#0cfa3hmova,#89hmovx@dptr,amovdptr,#0cfa2hmovxa,@dptrjnb,lp1jb,onejb,threeclrsetbsetbacallmain1back:acalldelay1sjmpmainlp1:clrsetbacallmain1lp2:sjmpmainone:jb,twoclrsetbsetbacallmain1four:ajmpmaintwo:setbsetbacallmain1ajmpbackthree:clrsetbsetbacallmain1ajmpback;延時2msdelay:movr6,#10dl1:movr5,#48dl3:nopnopdjnzr5,dl3djnzr6,dl1ret;延時1Sdelay1:movr6,#4dl1:movr5,#251dl2:movr4,248dl3:nopnopdjnzr4,dl3djnzr5,dl2djnzr6,dl1Ret;顯示水位main1:jb,return1movr1,#0mova,r1acalldirretreturn1:jb,return2movr1,#0