单片机液位控制课程设计--基于89c51的液位控制器设计

单片机液位控制课程设计--基于89c51的液位控制器设计内容摘要：

e s \D e s i g n E x p l o r e r 9 9 S E \E x a m p l e s \ M y D e s i g n .d d bD r a w n B y :R22 2 0Q1N P NR35kP 1 .7U1蜂鸣器 图 声报警电路图 3． 4 液 位指示电路设计 LED 显示器是 一种 由发光二极管显示字段的显示器件，也可称为数码管。 单片机系统中通常使用 8 段 LED 数码显示器， 8 段 LED 显示器由 8 个发光二极管组成。 其中 7 个长条形的发光二极管排列成 “ 日 ” 字形，另一个圆点形的发光二极管在显示器的右下角作为显示小数点用，通过不同的组合可用来显示各种数字，包括 A～ F 在内的部分英文字母和小数点 “ ． ” 等字样。 LED 显示器有两种不同的形式：一种是 8 个发光二极管的阳极都连在一起 构成公共阳极，使用时公共阳极接 +5V,每个发光二极管的阳极通过电阻与输入端相连。 当阴极端输入低电平时，段发光二极管就导通点亮，而输入高电平时不点亮。 称为共阳极 LED 显示器；另一种是 8 个发光二极管的阴极都连在一起 构成 单片机 系统 课程设计 12 公共阴极，使用时公共阴极接地 ， 每个发光二极管的阴极通过电阻与输入端相连。 当阳极端输入高电平时，段发光二极管就导通点亮，而输入低电平时不点亮。 称为共阴极 LED 显示器。 本系统可采用共阳极的 LED 显示器，如图 所示。 1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBAT i t l eN u m b e r R e v i s i o nS i z eBD a t e : 2 4 D e c 2 0 1 3 S h e e t o f F i l e : C : \P r o g r a m F i l e s \D e s i g n E x p l o r e r 9 9 S E \E x a m p l e s \ M y D e s i g n .d d bD r a w n B y :c o m + 5 Va b c d e f g dp共阳极数码管显示器 图 共阳极数码管显示电路图 LED 数码管显示器的显示段码 ： 为了显示字符，要为 LED 显示器提 供显示段码（或称字形代码），组成一个“ 8”字形字符的 7 段，再加上 1 个小数点位，共计 8 段，因此提供给 LED 显示器的显示段码为 1 个字节。 各段码位的对应关系如 下表 所示： 表 段码位关系表 共阳结构的 LED 显示器各笔划段名和安排位置 ： 当二极管导通时 ， 相应的笔划段发亮，由发亮的笔划段组合从而 显示各种字符。 8 个笔划段 dpgfedcba 对应于 1B（ 8 位）的 D D D D D D D D0，于是用 8 位二进制码就可以表示欲显示字符的字形代码 ， 如下表 所示。 段码位 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 显示段 dp g f e d c b a 单片机 系统 课程设计 13 表 共阳极常用字形表 （ 1） LED 静态显示： 静态驱动也称直流驱动。 静态驱动是指每个数码管的每一个段码都由一个单片机的 I/O 进行驱动，或者使用如 BCD 码二 — 十进位器进行驱动。 静态驱动的优点是 显示组件间连线非常简洁， 编程简单，显示亮度高， 调试检修也很方便； 缺点是占 用 I/O 多，如驱动 3 个数码管静态显示则需要 8＝ 24 根 I/O 来驱动，要知道一个 89C51 单片机可用的 I/O 才 32 个。 故实际应用时必须增加驱动器进行驱动，增加了硬体电路的复杂性。 采用 LED 静态显示，除了驱动多个数码管需要的 I/O 多或者需要驱动器进行驱动之外，还有非常重要的一点就是， LED 静态显示不节能，功耗相对较大。 另外， LED 静态显示的制作成本也相对较高。 尽管如此，但 LED 静态显示在驱动少量数码管时，还是具有一定的优势，连线简单，程序设计较为简单，方便调试与维修，性能可靠，并且亮度也高。 （ 2） LED 动态显示： 数码管动态显示是单片机中应用最为广泛的一种显示方式之一，动态驱动是将所有数码管的 8 个显示笔划 a、 b、 c、 d、 e、 f、 g、 dp 的同名端连在一起，另外为每个数码管的公共极 COM 增加位元选通控制电路，位元选通由各自独立的I/O 线控制，当单片机输出字形码时，所有数码管都接收到相同的字形码，但究 单片机 系统 课程设计 14 竟是那个数码管会显示出字形，取决于单片机对位元选通 COM 端电路的控制，所以我们只要将需要显示的数码管的选通控制打开，该位元就显示出字形，没有选通的数码管就不会亮。 通 过分时轮流控制各个 LED 数码管的 COM 端，就使各个数码管轮流受控显示，这就是动态驱动。 在轮流显示过程中，每位元数码管的点亮时间为 1～ 2ms，由于人的视觉暂留现象及发光二极体的余辉效应，尽管实际上各位数码管并非同时点亮，但只要扫描的速度足够快，给人的印象就是一组稳定的显示资料，不会有闪烁感，动态显示的效果和静态显示是一样的，能够节省大量的 I/O 口，而且功耗更低。 LED 动态显示 优点是显示驱动电路简单 ,成本较低。 各种尺寸的 LED 可直接与主控板 .驱动板 .扩展板连接，甚至可不采用 PCB 板。 采用分时扫描显示方式，功耗只有静态显示的 1/5， 功耗低。 缺点是 LED 至驱动板间的连线较多 (共8+LED 个数根 )， 因此 当位数较多时 ,连线及检修不便。 如 下图 所示， 则 是使用输出端口的信号 来 驱动 共阳极 数码管显示，根据信号的不同 ， 即光电式液位传感器所反馈回来的信号，也就是锅炉内液面的高度，数码管 将显示不同的数字 ： 1， 2， 3， 4， 从而表示锅炉的液位状态 是否正常。 通过数码管显示的数字，工作人员就可以轻松地知道锅炉的运行状态，减轻工作人员的负担，进而提高工作效率。 单片机 系统 课程设计 15 1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBAT i t l eN u m b e r R e v i s i o nS i z eBD a t e : 2 4 D e c 2 0 1 3 S h e e t o f F i l e : C : \P r o g r a m F i l e s \D e s i g n E x p l o r e r 9 9 S E \E x a m p l e s \ M y D e s i g n .d d bD r a w n B y :R4 1KR5 1KR6 1KR7 1KR8 1KR9 1KR 1 0 1KP 2 .0P 2 .1P 2 .2P 2 .3P 2 .4P 2 .5P 2 .6abfcgdeD P Y1234567abcdefg8dpdpD S 1R 1 1 1KP 2 .7 图 数码管显示电路图 如图 可用开关 S7 S6 代替手动操作部分设置一控制按钮图 ,D4 代表压力报警。 当按下开关 S7 时，表示锅炉内压力过高，此时 LED4 会点亮，进行压力报警，如图 所示。 从而引起工作人员的注意，及时检查故障并排除，从而保证锅炉的正常运行。 按下开关 S6 时，则代表风机开始工作，为锅炉的燃烧提供保障。 1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBAT i t l eN u m b e r R e v i s i o nS i z eBD a t e : 2 4 D e c 2 0 1 3 S h e e t o f F i l e : C : \P r o g r a m F i l e s \D e s i g n E x p l o r e r 9 9 S E \E x a m p l e s \ M y D e s i g n .d d bD r a w n B y :S6S7D3R 1 2 1k+ 5 vP 0 .0P 0 .1 图 压力模拟电路图 单片机 系统 课程设计 16 1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBAT i t l eN u m b e r R e v i s i o nS i z eBD a t e : 2 4 D e c 2 0 1 3 S h e e t o f F i l e : C : \P r o g r a m F i l e s \D e s i g n E x p l o r e r 9 9 S E \E x a m p l e s \ M y D e s i g n .d d bD r a w n B y :V c c40P 0 .0 ( A D 0 )39P 0 .1 ( A D 1 )38P 0 .2 ( A D 2 )37P 0 .3 ( A D 3 )36P 0 .4 ( A D 4 )35P 0 .5 ( A D 5 )34P 0 .6 ( A D 6 )33P 0 .7 ( A D 7 )32E A / V p p31A L E / P R O。