基于51單片機的水塔控制proteus仿真+源程序+詳細報告

ID:294903 · 發表于 2018-6-27 11:21

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電子系統設計創新實驗報告

題　　目基于單片機系統的水位控制系統的設計與實現

學生姓名　陳*

學生學號01

專業名稱電子信息工程　　

指導教師肖*

設計要求：

用按鍵控制六段水位的顯示。
電機工作時伴隨著工作指示燈的顯示。
實現水塔處于低水位時電機處于工作狀態，到達高水位電機自動停止。

`

摘要

隨著社會的進步，人類生活水平的不斷提高，現在許多家庭都要求能夠進行家庭用水自動供水，基于調查我們決定設計一款簡單實用、經濟的水位控制系統。

本文所設計的水塔水位控制，具有線路簡單，體積小等特點。本系統使用的是單片機AT89C51。在水塔的內部我們設計一個簡易的水位探測傳感器用來探測水塔水位，并用共陰極數碼管顯示水塔水位。整個水塔水位控制系統是由主控制電路、復位電路、晶振電路、工作電路、數碼管顯示電路、按鍵控制電路和電機電路六個部分組成的。

系統總體設計

水塔水位控制設計框圖如圖1所示。整個數字溫度計系統是由復位電路、晶振電路、工作顯示電路、數碼管顯示電路和按鍵控制電路、電機控制電路六個部分組成的。通過按鍵可以實現水位的控制，并實現低水位電機自動開機，高水位電機停止。

圖1水塔水位控制系統結構圖

系統硬件設計

1、系統的復位電路

AT89C51需要外加復位電路，本次設計采用按鍵上電復位，上電復位是利用電容充電來實現的，即上電瞬間RST/Vpd端的電位與Vcc相同，隨著充電電流減少，最后被嵌在0V，采用20uF的電容和1k電阻可以保證加在引腳上的高電平使單片機有效復位。按鍵可以隨時使電路復位。復位電路如下圖圖2所示：

圖2 復位電路圖

晶振電路

晶振電路在單片機系統中起著非常重要的作用，是保證系統正常工作的的基礎。晶振頻率的大小決定了單片機系統的工作快慢。本次設計采用內部方式的外部時鐘接法。為達到振蕩周期是12MHz的要求，采用12MHz的晶振，電容C1、C2對頻率有微調作用，故外接晶振時，C1和C2選擇30pF，振蕩頻率取12MHz。晶振的兩個引腳分別連接到XTAL1和XTAL2振蕩脈沖輸入引腳。晶振電路如下圖圖3所示：

圖3 晶振電路圖

工作提示電路

工作提示電路是用一個半導體發光二極管和一個限流電阻接到單片機的P3.7端口組成。二極管發光提示在工作狀態。工作提示電路如下圖圖4所示：

圖4工作提示電路圖

數碼管顯示電路

此次設計采用一個八段共陰極數碼管。數碼管顯示電路如下圖圖5所示：

圖5 數碼管顯示電路圖

按鍵控制電路

按鍵有七個， K1為控制水位在1、K2為控制水位在2，K3為控制水位在3,K4為控制水位在4，K5控制水控制水位在5，K6位在控制水位在6，并自動關閉電機，K7為控制水位在0，并且開啟電機。按鍵控制電路如下圖圖6所示：

圖6按鍵控制電路圖

電機控制電路

電機采用電源220v供電方式，電機控制電路由限流電阻、9015三極管、晶體二極管和電機回路及RL回路構成并與p1.7端口連接。電機控制電路如下圖圖7所示：

圖7電機控制電路圖

系統軟件設計系統工作的流程圖如下圖8所示：

圖8工作流程圖

當開始的時候，系統初始化，判斷是否有鍵按下，有則進入子程序，否則進行數據讀取并進行數據顯示，接下來判斷水位是否小于6，如果小于6，則電機啟動，工作指示燈亮起。子程序中按鍵K1，控制水位在1；按鍵K2，控制水位在2；按鍵K3，控制水位在3；按鍵K4，控制水位在4；按鍵K5，控制水位在5；按鍵K6，控制水位在6，并開啟電機；按鍵K7，控制水位在0，并且開啟電機。

四、系統測試仿真

1、在protues軟件中繪制系統原理圖，如下圖圖9所示：