水塔水箱水位自动控制器（宁智威的毕业论文）(2)

扬州工业职业技术学院 电子信息工程 系10届 毕业设计（论文）开题报告书（表1）

学生姓名 题 目 指导教师 李建荣 职称 宁智威 专业 机电一体化 班级 0701机电技术 学号 0705210126 水塔水箱水位自动控制器的设计 助教 学 位 学士 题目类别 □ 工程设计 □ 基础研究 □ 应用研究 □ 其它 【课题的内容与要求】 本设计的控制任务要求用单片机实现,数码管显示。单片机是将RAM,ROM,定时器/计数器以及输入/输出(I/O)接口电路等计算机主要部件集成在一块芯片上,这样所组成的芯片级微型计算机称为单片微型计算机,简称单片微机或单片机。由于单片机的硬件结构与指令系统都是按工业控制要求设计的,常用于工业的检测和控制当中，因而也称为是微控制器或嵌入式控制器。单片机的特点：1.具有优异的性能价格比；2.集成度高，体积小，可靠性高；3.控制功能强；4.低电压,底功耗。 【前言】 近几十年来，自动控制技术迅猛发展，在工农业生产运输，国防建设和航空，航天事业等领域中获得广泛的应用。随着生产和科学技术的发展，自动控制技术至今已渗透到各种科学领域，成为促进当今生产发展和科学技术进步的重要因素。 比如在生活方面的温度调节、湿度调节、自动洗衣机、自动售货机、自动电梯、空气调节器、电冰箱、自动路灯、自动门、保安系统等。在工业方面主要分为两大类：一类是气体、液体、粉体、石油化工制药、轻工食品、建材等行业。需要对温度、压力、物位、流量、成分等参数进行控制。另一类是对已成型材料的进一步加工或者对多种已成型材料的装配，主要控制位移、速度、角度等参数这些都需要应用自动控制学科的知识。 【方案的比较与评价】 单片机正是由于它单芯片的结构形式与所采用的半导体工艺，使其在速度、功耗、成本上和多芯片系统相比具有较大的优势。它侧重的是增强对测控对象的控制功能，提高工业环境下的可靠性，构成灵活、方便的应用计算机系统的界面接口。其主要特点归纳起来有五点：（1）性价比高 ；(2)集成度高，可靠性好；（3）功能完善，接口多样；（4）低功耗、低电压；（5）总线多样，易于扩展。 第5页

【预期的效果及指标】 水塔水箱水位控制器主要完成的功能是对水塔水位控制，完成其供水的作用。此控制器主要是在水塔无人值班的情况下工作，所以它必须能自动对水塔水位进行采样对水位输入信号进行分析，于己设置号的水位参数尽心比较，控制电机水泵的开启、停机实现水位的调节。系统中要求配置两台电机以一备（B电动机）一用（A电动机），当工作电机在污水时被启动，在规定的时间内若无法启动时；自动切除工作电机，选用第二台电机工作，并发出声光报警。又会实现发生特殊情况时要强行启动或关闭电机。系统还要求配置低水位，中水位，高水位灯光显示；电动机运行灯光显示来表示水塔的水位状态和电动机的运行情况。 【进度安排】 2010 年2月1日 - 2010 年 2 月 28日 选题、调研、收集资料、论证、开题 2010 年 3月1日 - 2010 年3 月20日 方案、电路、硬件、软件设计 2010 年 3月20日 - 2010 年 4 月15日 软硬件调试、写作初稿 2010 年 4月15日 - 2010 年5月 21日 修改、定稿、打印 【参考文献】 [1]黄仁欣.单片机原理及应用技术.清华大学出版社.2005 [2]李广弟.单片机基础.北京航天大学出版社.2001 [3]胡文金.单片机应用技术实训教程.重庆大学出版社.2005 [4]刘文涛.单片机开发实例.清华大学出版社.2005 [5]王义方.微型计算机原理及应用.机械工业出版社.1997 [6]王治刚.单片机应用技术与实训.清华大学出版社.2004 [7]张毅坤.单片微型计算机原理及应用.西安电子科技大学出版社.1998 [8]任为民.电子技术基础课程设计.中央广播电视大学出版社.1997 【指导教师意见】（有针对性地说明选题意义及工作安排是否恰当等） □同意提交开题论证 □修改后提交 □不同意提交（请说明理由） 指导教师签章： 年 月 日 【系部意见】 □同意指导教师意见 □不同意指导教师意见（请说明理由） □其它（请说明） 系（部）主任签章： 年 月 日 第6页

第 三 部 分

毕 业 设 计 正 文

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目 录

第一章 引言 ............................................................................................................. 11 第二章 单片机水塔水箱水位控制器的原理 ......................................................... 12

2.1 单片机概述................................................................................................. 12

2.1.1 单片机的发展概况............................................................................ 12 2.1.2 80C51系列单片机 ............................................................................ 13 2.2 水塔水箱给水设备原理............................................................................. 13 2.3 80C51单片机控制系统原理...................................................................... 14

2.3.1 80C51单片机控制部分结构说明 .................................................... 14 2.3.2 单片机水箱控制系统工作原理........................................................ 14

第三章 单片机水塔水箱水位控制器硬件设计 ..................................................... 16

3.1 单片机水塔水箱水位控制器系统硬件简介............................................. 16

3.1.1 数据采集及处理模块........................................................................ 16 3.1.2 光电隔离简介.................................................................................... 21 3.1.3 给水泵电机主控回路介绍................................................................ 22 3.2 80C51水箱控制系统主控硬件部署方案.................................................. 22

3.2.1 80C51单片机实现控制功能说明 .................................................... 23 3.2.2 74LS373芯片实现系统功能说明 .................................................... 23 3.2.3 EPROM2764芯片实现系统功能说明 ............................................. 24

第四章 单片机水塔水箱水位控制器程序设计 ..................................................... 28

4.1 程序概要设计............................................................................................. 28 4.2 控制器程序原理.......................................................................................... 28

4.2.1 系统主程序原理以及流程框图...................................................... 28 4.2.2 自动模式子程序原理以及流程框图.............................................. 28 4.2.3 手动模式子程序原理框图以及流程框图...................................... 30

结束语 ......................................................................................................................... 33 致 谢 ......................................................................................................................... 34 参考文献 ..................................................................................................................... 35

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水塔水箱水位自动控制器的设计

宁智威

0701机电技术

[摘 要]：大型水塔水箱是很多公司生产过程中必不可少的部件，它的性能和工作质量的优良不仅仅对生产有着巨大的影响，而且也关系着生产的安全。在过去，大量的对水箱操作是由相应的人员进行操作的，这样的人工方式带来了很大的弊端，比如水位的控制，时刻监控水箱的环境，夜间的监控等等，操作员稍有疏忽，或者简易的监则器件损坏，将带来无法弥补的损失，更严重的会危机到生产人员的人身安全等。所以，对水箱控制，如果能够使用精密的而且完全会严格按照生产规定运行的自动化系统，可以最大限度的避免事故的几率，同时也能节省资源并能有效提高生产的效率。

本单片机系统设计的目的是应用单片机控制技术，以单片机为核心控制水箱的水位，并实现了报警和手动、自动切换功能。该系统操作方便、性能良好，比较符合电厂生产用水系统控制的需要。

【关键词】：单片机 水位 控制 报警

Design based on the watertower tanks instrument

Ning zhi wei

0701 The Technology of Mechanical & Electrical

Abstract：Large watertower tanks are a lot of companies essential to the production process of parts, its performance and the quality of work not only on production of the fine has enormous influence, but also the safety of production. In the past, many of the tanks are operated by the staff to operate, so that artificial means a lot of drawbacks, such as the water level control, water tanks at all times to monitor the environment, and so on the night of monitoring, the operator slightly negligence, or damage to the Summary of the monitoring device will bring irreparable damage will be even more serious crisis in production, such as the personal safety

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