基于proteus的液位自动控制系统的设计与研究毕业论文

基于proteus的液位自动控制系统的设计与研究毕业论文内容摘要：

水位。 首先通过实时检测电压，测量水位变化，从而控制电机 状态 ，保证水位正常。 硬件电路设计分为时钟电路、复位电路、 液位检测电路 、 报警电路，电机控制电路几个部分，其系统结构图如 图 2 所示。 图 2 液位自动控制系统结构图 单片机最小系统 单片机 AT89C51 是本系统的核心，它主要负责控制各个部分协调工作。 单片机采用 40 引脚双列直插式封装 （ DIP） ，其引脚 排列和逻辑符号如图 3 所示，4 个并行口共有 32 根引脚，可分别作地址线、数据线和 I/O 线； 2 根电源线； 2根时钟振荡电路引脚和 4 根控制线 [5]。 时钟电路 复位电路 液位检测电路 AT89C51 报警电路 电机控制电路 5 X T A L 1X T A L 2RS TP 1 .0P 1 .1L1L2L3L4L5X T A L 218X T A L 119A L E30EA31P S E N29RS T9P 0 .0 /A D 039P 0 .1 /A D 138P 0 .2 /A D 237P 0 .3 /A D 336P 0 .4 /A D 435P 0 .5 /A D 534P 0 .6 /A D 633P 0 .7 /A D 732P 1 .01P 1 .12P 1 .23P 1 .34P 1 .45P 1 .56P 1 .67P 1 .78P 3 .0 /R X D10P 3 .1 /T X D11P 3 .2 /I NT 012P 3 .3 /I NT 113P 3 .4 /T 014P 3 .7 /R D17P 3 .6 /W R16P 3 .5 /T 115P 2 .7 /A 1 528P 2 .0 /A 821P 2 .1 /A 922P 2 .2 /A 1 023P 2 .3 /A 1 124P 2 .4 /A 1 225P 2 .5 /A 1 326P 2 .6 /A 1 427U1A T 8 9 C5 1 图 3 AT89C51 引脚图 时钟电路 单片机片内有一个高增益的反相放大器，其输入端为引脚 XTAL1 和输出端为引脚为 XTAL2，用于外接石英晶体振荡器和微调电容，构成稳定的的自激振荡器，其发出的脉冲直接送入内部的时钟电路 [6]，如图 3 所示。 电容 C1 和 C2对频率有微调作用，电容取 30pF。 晶体振荡频率范围是 ～ 12MHz，一般情况下，选用振荡频率为 12MHz 的石英晶体。 振荡脉冲信号经过内部时钟发生器进行二分频之后，才成为单片机的时钟信号 [7]。 其电路图如下。 X T A L 1X T A L 2C13 0 p FC23 0 p FX1CR Y S T A L 图 4 时钟电路 复位电路 当在 80C51 单片机的 RST 引脚引入高电平并保持两个机器周期时，单片机内部就执行复位操作。 实际应用中，复位操作有两种基本形式：一种是上电复位，另一种是上电与按键均有效的复位 [8]。 本 设计 采用上电复位 的方式 ，电路图如图5 所示。 当 接通电源后，单片机自动实现复位操作。 上电瞬间 RST 引脚获得高电6 平，随着电容 C3 的充电， RST 引脚的高电平将逐渐下降 [9]。 RS TC31 0 u FR18 .2 k 图 5 复位电路 液位检测电路 为了便于实现水位检测功能，用一个两位的拨码开关 [10]模拟 b、 c 端的状态( 0)，正电极接 +5 V 电源，每个负电极分别通过 的电阻 (R R2)接地。 将单片机的 端口接开关 1， 端口接开关 2。 假设被水淹没的负电极都为高电平，此时开关置 1； 露在水面的负电极都为低电平，开关此时置 0。 单片机通过负电极 [12]重复采集检测水位，当缺水时 (此时两个开关均置 0)，电机必须带动水泵抽水；若水位在正常范围内时，检测信号为高，低电平 (此时开关 1 置 1，开关 2 置 0)；当水位过高时 ，检测信号为高电平 (此时开关 l 和 2 都置 1)，单片机检测到 和 为高电平后，立即停机。 其接口电路图如图 6 所示。 P 1 . 0P 1 . 1O F F ON 1243D S W 1DI P S W _ 2R24 .7 kR34 .7 k 图 6 液位检测接口电路 报警电路 和电机控制电路 为 了避免系统发生故障时，水位失去控制造成严重后果， 在超出、低于警戒界水位时，报警信号直接从高、低警界水位电极获得 ，系统发出报警信号，同时对电机的运转进行控制 [13]。 报警电路和电机控制电路的电路图如下图 7 和图 8 所示。 7 L1L2L3L4D1L E D R E DD2L E D G RE E ND3L E D Y E L L O WD4L E D B L U ER41 0 0R51 0 0R61 0 0R71 0 0 图 7 报警电路 L5 图 8 电机控制电路 4 液位自动控制系统程序设计 系统软件编译开发环境 8051系类 单片机共拥有 111条系统指令，可实现 51种基本操作。 然而汇编语言指令却有程序的可读性低，程序开发人员的开发时间长与开发难度大，程序移植性差等缺点。 C言是一种编译型程序设计语言。 它 兼顾了多种高级语言的特点，并具备汇编语言的功能。 用 C语言来编写目标系统软件，会大大缩短开发周期，增加软件的可读性，便于改进和扩充。 用 C语言进行 51系列单片机程序设计是单片机开发。