超声波液位控制系统的设计毕业设计论文(编辑修改稿)

超声波液位控制系统的设计毕业设计论文(编辑修改稿)内容摘要：

降至 0Hz 静态逻辑操作，并支持两种软件可选的节电工作模式。 空闲方式停止 CPU 的工作，但允许 RAM，定时 /计数器，串行通信口及中断系 统继续工作，掉电方式保存 RAM 中的内容，但震荡器停止工作并禁止其他所有工作直到下一个硬件复位。 AT89C51 采用 PDIP 封装形式，引脚配置如图 2 所示 ： 河北科技师范学院 20xx 届本科毕业设计 4 图 2 AT89C51 的引脚图 AT89C51 芯片的各引脚功能为： P0 口：这组引脚共有 8 条， 为最低位。 这 8 个引脚有两种不同的功能，分别适用于不同的情况，第一种情况是 89C51 不带外存储器， P0 口可以为通用 I/O 口使用， 用于传送 CPU 的输入 /输出数据，这时输出数据可以得到锁存，不需要外接专用锁存器，输入数据可以得到缓冲，增加了数据 输入的可靠性；第二种情况是 89C51带片外存储器， 在 CPU 访问片外存储器时先传送片外存储器的低 8 位地址，然后传送 CPU 对片外存储器的读 /写数据。 P0 口为开漏输出，在作为通用 I/O 使用时，需要在外部接上拉电阻。 P1 口：这 8 个引脚和 P0 口的 8 个引脚类似， 为最低位， 为最高位，当 P1口作为通用 I/O 口使用时， 的功能和 P0 口的第一功能相同，也用于传送用户的输入和输出数据。 P2 口：这组引脚的第一功能与上述两组引脚的第一功能相同即它可以作为通用 I/O口使用，它的第一 功能和 P0 口引脚的第二功能相配合，用于输出片外存储器的高 8 位地址，共同选中片外存储器单元，但并不是像 P0 口那样传送存储器的读 /写数据。 P3 口：这组引脚的第一功能和其余三个端口的第一功能相同，第二功能为控制功能，每个引脚并不完全相同，如下表 1 所示： 表 1 P3 口各位的第二功能 P3 口各位 第二功能 RXT（串行口输入） TXD（串行口输出） 河北科技师范学院 20xx 届本科毕业设计 5 /INT0（外部中断 0 输入） /INT1(外部中断 1 输入 ) T0（定时器 /计数器 0 的外部输入） T1（定时器 /计数器 1 的外部输入） /WR（片外数据存储器写允许） /RD（片外数据存储器读允许） VCC 为 +5V 电源线， VSS 接地。 ALE：地址锁存允许线，配合 P0 口的第二功能使用，在访问外部存储器时， 89C51的 CPU 在 引脚线去传送随后而来的片外存储器读 /写数据。 在不访问片外存储器时， 89C51 自动在 ALE 线上输出频率为 1/6 震荡器频率的脉冲序列。 该脉冲序列可以作为外部时钟源或定时脉冲使用。 /EA:片外存储器访问选择线，可以控制 89C51 使用片内 ROM 或使用片外 ROM, 若 /EA=1，则允许使用片内 ROM, 若 /EA=0，则只使用片外 ROM。 /PSEN：片外 ROM 的选通线，在访问片外 ROM 时， 89C51 自动在 /PSEN 线上产生一个负脉冲，作为片外 ROM 芯片的读选通信号。 RST：复位线，可以使 89C51 处于复位 (即初始化 )工作状态。 通常 89C51 复位有自动上电复位和人工按键复位两种。 XTAL1 和 XTAL2：片内震荡电路输入线，这两个端子用来外接石英晶体和微调电容，即用来连接 89C51 片内 OSC(震荡器 )的定时反馈回路。 外围电路的设计 超声波的发射 压电超声换能器的压电石英晶体 是通过 谐振器工作 来 使用 的。 超声波换能器具有两个压电晶片和一个单板。 当它的两极外加脉冲信号 时 ， 它的 频率等于压电晶片的固有振荡频率，压电谐振的发生，和共振的振动产生的超声波，然后超声波发生器；反之，如果不是两个电极的电压，当共振板接收到超声波，压迫压电振动，机械能量转换为电信号，这时它就成为超声波接收换能器。 超声波发射和接收换能器的结构略有不同，应使用设备上的 标记。 河北科技师范学院 20xx 届本科毕业设计 6 图 超声波发射电路 超声波的接收 超声波接收电路芯片 CX20xx6A 是接收红外探测器， 经 常 被 用于 红外线的 遥控接收器。 针对红外遥控常 使 用的载波频率为 38KHz 超声波的频率和距离较近，可以利用它制作超声波接收电路。 实验结果表明，使用 CX20xx6A 接收超声（高电平输出信号无），具有良好的灵敏度 且它的 抗干扰能力 也比较 强。 河北科技师范学院 20xx 届本科毕业设计 7 图 超声波检测接收电路 LED 显示系统设计 在单片机应用系统中，显示的两种常用方法： LED 数码管静态显示和动态扫描显示。 所谓静态显示，每个显示将占用的 I / O 接口锁存功能的笔段字形代码分离。 所以只要单片机显示字体的代码发送到接口电路，不要忽略它，直到显示新数据，然后发送新的字体的代码，因此，该方法使用简单方便。 在显示电路的设计，单片机 P0 ~ P2 口控制数码管显示，此连接到单片机的引脚资源的浪费，但理论知识是比较低的，和超声波发射和接收电路不需要销大量的支持，所以我选择这样的方式。 数码管的选择，为了使数码管亮度，我选择了数码管的共阴极数码管脚，获得了很高的水平。 显示装置及其驱动电路原理图 如图 所示 河北科技师范学院 20xx 届本科毕业设计 8 图 显示电路 用于显示控制系统的计算机测量和数据有一个发光二极管（ LED 数码管显示或）和液晶显示器（ LCD）。 两个显示电路简单，功耗低，成本低，使用寿命长，使用 4 个 LED显示系统的输出结果。 阴阳分，数码管，本系统采用 8 段 LED，如图所示，每个数码管的内部有 8 个发光二极管，阴极公共端由 8 个发光二极管连接在一起，正常显示公共端低电平（接地），发光二极管是光依赖 adp 引脚是高水平的。 形状的 LED 数码管的结构如图所示，外部有 12 个引 脚，其中数字 4 也被称为公共选择结束，剩余的 8 引脚称为段选端，当你想做一个数码管显示数字（ 09（一）必须在数码管的 段 选端加用数字显示的数字对应的 8 位的段选码（也被称为字形码），与低水平的选择端耦合。 由于系统中显示的内容比较简单，显示数量不多，所以数码管方便、经济。 LED 具有一个共同的阴极和阳极两。 如图所示。 二极管的阴极连接在一起，通常公共阴极接地，阳极将发光二极管连接在一起，以获得电压 +5V。 由 8 个发光二极管显示，其中 7 个发光二极管，字体 ” 每个冲程 8” （部分）一 ~ G，另一点是 DP 发光二极管。 当一个发光二极管的正向电压必须被应用，中风，是光；当没有电压的黑暗。 为了保护 LED 免受损坏，需要外部电流限制电阻器。 河北科技师范学院 20xx 届本科毕业设计 9 符号和引脚 共阴极 共阳极 图 数码管类型 数码管显示有两种工作模式，即静态显示和动态扫描显示模式。 为了节省端口和降低功耗，系统采用动态扫描显示模式。 动态扫描显示模式解决了一些在 LED 数码管的 “ 控制 ” 和 “ 控制 ” 的问题，电路通过 P0 口实现：一个共同的目标，即 LED 数码管的 “ 控制 ” ，是由 P2 口控制。 此连接线连接在一起的场数，因此，显示不同的内容，必须轮流显示的方式，即，在一个时刻，只是一位字位线的选通，其他每个字中的位线断开状态，而场线的一个相应的输出显示字段代码字符。 在这一刻，只有这一个节目，其他几个黑暗。 在这个系统中，该字线选通不通过 npn8050 三极管的导通与截止的控制，即晶体管在 “ 开始 ” 状态。 （ 1） LED 基本结构 LED 显示器组成的多个发光二极管显示装置显示。 单片机的使用是在七段数码显示最。 七 段 LED 数码显示由 8 个发光二极管 LED 显示领域， 7 被安排在一个 “ 日 ” 形，另一个点的发光二极管显示右下角显示一个 小数点 ，可以显示不同的组合不同的数字。 LED 引脚说明如图 （ 1） 所示： 河北科技师范学院 20xx 届本科毕业设计 10 图 （ 1） LED 引脚排列 （ 2） LED 译码方式 解码方法由显示字符定义的转换得到相应的域代码，对 LED 数码管显示，硬件解码软件解码模式两种译码通常。 硬件解码是指将使用特殊的硬件电路的字符代码显示。 软件解码是写软件解码程序，译码程序是要显示的域代码的字符，解码过程通常查表程序。 为了系统简化了硬件电路 的设计，通过软件编程的 LED 译码。 由于本设计采用共阳极 LED，对应的字符、字段代码如表 2 所示： 表 2 八段共阳 LED 数码显示管字形码表 显示字符 共阳极字段码 显示字符 共阳极字段码 0 C0H 5 92H 1 F9H 6 62H 2 A4H 7 F8H 3 B0H 8 80H 4 99H 9 90H 电源电路 本系统采用市电 220V， 50Hz 供电，而单片机以及其它芯片均采用直流 5V 和 12V电压供电。 故需要设计降压电路。 本电路使用了由 LM7805 和 LM7812 构成的桥式稳压整流电 路。 电路如图 所示。 河北科技师范学院 20xx 届本科毕业设计 11 图 电源电路 减压后，整流桥，为单片机和其他设备的电源电压和直接过滤 LM7805，齐纳二极管 /电阻组合方案， LM780 LM7812 通常达两个数量级，提高有效输出阻抗，低静态电流。 LM780 LM7812 可以提供本地的卡监管，结合单点的调整，解决分配问题。 由于有足够的热定型， LM780 LM7812 稳压器可提供 100mA 的输出电流，但也包括电流限制功能，限制在安全值范围内的峰值输出。 LM780 LM7812 为输出晶体管提供安全区的保护，限制内部功耗。 如果 在耗散范围内功率，热关断电路将防止经济过热，芯片。 报警电路 对于一些紧急或异常情况，可以使操作人员不可忽视，以便及时处理，常常需要有更多的关注将意识产生报警信号，报警信号通常有三种类型：闪光报警器，蜂鸣器报警，语音报警，系统采用压电蜂鸣器报警电路简单、方便。 如图 所示的报警电路，压电蜂鸣器报警装置，它需要大约 10 毫安驱动电流，仅在两个直流电压引线和 3 15V，可以产生 3 或嗡嗡声，结束在蜂鸣器连接到 +5 V 的高水平，另一端连接在初始状态 ， 总是输出一个高水平的 1，当需要报警 时，其端口程序可以实现零，声音控制可 延时程序。 河北科技师范学院 20xx 届本科毕业设计 12 图 报警电路 控制电路 控制系统部分 是 以 AT89C51 单片机为核心芯片 ,外加 其 他 相关硬件来实现的液位控制系统 ,利用超声波液位检测系统来检测水位高度，并通过 LED 来显示。 报警电路用来实施报警安全提示 ,当液位低于用户设定的值时 ,液位控制 系统自动打开泵上水 ,。