智能流量控制器設(shè)計(jì)與制作

本科生課程設(shè)計(jì)（論文） 摘 要 本次課設(shè)設(shè)計(jì)了一款智能流量控制器，本產(chǎn)品主要是用AT89S51進(jìn)行控制。 流量傳感器采用渦輪式傳感器，其輸出的脈沖信號(hào)經(jīng)過(guò)濾波整形電路后進(jìn)入單片 機(jī)，再送入LED顯示，通過(guò)兩個(gè)獨(dú)立按鍵分別控制瞬時(shí)流量顯示和總流量顯示。 電磁閥的開(kāi)度是通過(guò)PWM電路控制，用兩個(gè)獨(dú)立按鍵控制電磁閥的開(kāi)關(guān)檔位。 關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)；智能流量；顯示 本科生課程設(shè)計(jì)（論文） 目 錄 第 1 章 緒論 .1 第 2 章 課程設(shè)計(jì)的方案 .2 2.1 設(shè)計(jì)任務(wù)及要求.2 2.2 系統(tǒng)的方案論證.2 2.2.1 單片機(jī)芯片型號(hào)選擇.2 2.2.2 顯示模塊選擇.3 2.2.3 傳感器的選擇.3 2.3 系統(tǒng)總框圖.3 2.4 按鍵示意圖.4 第 3 章 硬件設(shè)計(jì) .5 3.1 單片機(jī)的時(shí)鐘電路.5 3.2 單片機(jī)的復(fù)位電路 .5 3.3 LED 顯示系統(tǒng)電路.6 3.4 流量傳感器的選擇 .7 3.5 濾波整形電路.7 3.6 PWM 驅(qū)動(dòng)電路.8 3.7 電磁閥的選型.8 3.8 系統(tǒng)原理圖 .9 第 4 章 軟件設(shè)計(jì) .10 4.1 系統(tǒng)總流程圖.10 4.2 系統(tǒng)程序.11 4.3 端口分配說(shuō)明.11 第 5 章 課程設(shè)計(jì)總結(jié) .12 參考文獻(xiàn) .13 附錄 .14 本科生課程設(shè)計(jì)（論文） 1 第 1 章 緒論 城鎮(zhèn)供水流量控制系統(tǒng)是極其重要系統(tǒng), 確保其安全可靠地運(yùn)行和正確有效 地管理具有重大意義。在保證供水水質(zhì)和水量安全可靠的前提下, 準(zhǔn)確的檢測(cè)供 水流量和控制自來(lái)水流量的大小尤其重要。為了檢測(cè)自來(lái)水流量系統(tǒng)的社會(huì)效益 和經(jīng)濟(jì)效益,采用現(xiàn)代化的技術(shù)手段、先進(jìn)的控制理論來(lái)提檢測(cè)技術(shù), 運(yùn)用計(jì)算 機(jī)技術(shù)對(duì)城市用戶供水流量檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行管理、監(jiān)控和優(yōu)化調(diào)度勢(shì)在必行。 我國(guó)家用自來(lái)水流量自動(dòng)化控制系統(tǒng)的發(fā)展過(guò)程可分為三個(gè)階段：第一階段 是分散控制階段，該時(shí)期自來(lái)水流量各部分分別進(jìn)行自動(dòng)控制，各獨(dú)立系統(tǒng)互不 相關(guān)；第二階段是自來(lái)水流量綜合自動(dòng)化階段，在該時(shí)期整個(gè)自來(lái)水流量控制作 為一個(gè)綜合自動(dòng)化控制系統(tǒng)進(jìn)行生產(chǎn)，同時(shí)各個(gè)獨(dú)立子系統(tǒng)又可以獨(dú)立工作，該 系統(tǒng)共享整個(gè)水廠的信息，同時(shí)又有分散控制的可靠性?，F(xiàn)階段大部分流量控制 處于此階段；第三階段是供水系統(tǒng)的綜合自動(dòng)化階段，該階段要求在一個(gè)區(qū)域的 供水企業(yè)共享信息，實(shí)現(xiàn)整個(gè)城市或地區(qū)供水系統(tǒng)的自動(dòng)控制。目前我國(guó)的中小 型水廠大部分處于第一或第二階段，只有很少大型水廠達(dá)到了第三階段。在國(guó)外， 如加拿大、美國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家基本實(shí)現(xiàn)了供水系統(tǒng)的全自動(dòng)化，而且開(kāi)始進(jìn)行分質(zhì) 供水，同時(shí)對(duì)水廠內(nèi)部的自控系統(tǒng)也在不斷地進(jìn)行改進(jìn)和提高。 本科生課程設(shè)計(jì)（論文） 2 第 2 章 課程設(shè)計(jì)的方案 2.1 設(shè)計(jì)任務(wù)及要求 通過(guò)流量傳感器和單片機(jī)實(shí)現(xiàn)家用自來(lái)水流量的自動(dòng)計(jì)量、顯示和閥門(mén)的 自動(dòng)控制。按下顯示按鍵，可顯示用戶的瞬時(shí)流量和天、周、月、年的累積流 量，顯示 10 秒后，自動(dòng)消隱。按下流量控制鍵，用戶通過(guò)輸入流量等級(jí)（共 分為 10 級(jí)，等級(jí)越高，閥門(mén)開(kāi)度越大） ，控制自來(lái)水的流量。 技術(shù)參數(shù)： 1.管道通徑： DN1050 流速范圍：0.1 15m/s 2.流量檢測(cè)誤差1% 3.瞬時(shí)流量顯示：4 位有效數(shù)字，最大 累積流量顯示：8 位有效數(shù)字 4.閥門(mén)：電磁閥，輸入信號(hào) DC 420mA 2.2 系統(tǒng)的方案論證 2.2.1 單片機(jī)芯片型號(hào)選擇 在多數(shù)電子設(shè)計(jì)當(dāng)中，基于性價(jià)比的考慮，8 位單片機(jī)仍是首選。目前，8 位 單片機(jī)在國(guó)內(nèi)外仍占有重要地位。在 8 位單片機(jī)中又以 MCS51 系列單片機(jī)及 其兼容機(jī)所占的份額最大。MCS51 的硬件結(jié)構(gòu)決定了其指令系統(tǒng)不會(huì)發(fā)生變化 ，設(shè)計(jì)人員可以很容易的對(duì)不同公司的單片機(jī)產(chǎn)品進(jìn)行選型，他們只需將重點(diǎn)放 在芯片內(nèi)部資源的比較上。 在以前的電子設(shè)計(jì)中，應(yīng)用比較廣泛的單片機(jī)是 AT89C51 單片機(jī)了，但是 該單片機(jī)最致命的缺陷在于不支持 ISP 功能。Atmel 公司目前已經(jīng)停止了 AT89C 51 生產(chǎn)，51 單片機(jī)必須加上 ISP 功能才能更好延續(xù) MCS-51 的傳奇，AT89S51 就是在這樣的背景下誕生的，目前 AT89S51 已經(jīng)成為了實(shí)際應(yīng)用市場(chǎng)上的新寵兒 。89S51 在工藝上進(jìn)行了改進(jìn)，它采用 0.35 mm 新工藝，不但降低成本了，而且 增加了功能，提升了單片機(jī)性能，提高了市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。 AT89S51 新增了許多功能，性能也有了較大的提升，但是價(jià)格仍舊與 AT89C 51 的價(jià)格一致。新增的功能之中最具有影響力的就是 ISP 在線編程功能，這個(gè)功 能的優(yōu)勢(shì)在于，改寫(xiě)單片機(jī) Flash 存儲(chǔ)器內(nèi)的程序不需要把芯片從工作環(huán)境中剝 離。是一個(gè)強(qiáng)大易用的功能。 本科生課程設(shè)計(jì)（論文） 3 顯然，AT89S51 在性能上比 AT89C51 要優(yōu)良得多，因?yàn)樗坏?AT89C51 的基礎(chǔ)上增加了許多功能，而且價(jià)格基本沒(méi)有提高，所以在器件選擇的時(shí)候首先 排除 AT89C51，對(duì)于市場(chǎng)上的另外一種比較流行的單片機(jī) C8051F，盡管它在性 能、功能上都要比 AT89S51 優(yōu)良很多，但是它的價(jià)格是 S51 的數(shù)倍，本系統(tǒng)使 用 S51 已經(jīng)完全能夠?qū)崿F(xiàn)所需要的功能，基于成本的考慮，放棄 C8051F，選擇 AT89S51 作為本系統(tǒng)的主控單元。 2.2.2 顯示模塊選擇 本設(shè)計(jì)要求顯示 8 位數(shù)字，可由以下方案完成。 方案一： 采用 LCD 液晶顯示屏,液晶顯示屏的顯示功能強(qiáng)大,可顯示大量文字,圖形,顯 示多樣,清晰可見(jiàn),但是價(jià)格昂貴,需要的接口線多,所以在此設(shè)計(jì)中不采用 LCD 液 晶顯示屏. 方案二： 采用點(diǎn)陣式數(shù)碼管顯示，點(diǎn)陣式數(shù)碼管是由八行八列的發(fā)光二極管組成，對(duì) 于顯示文字比較適合,如采用在顯示數(shù)字顯得太浪費(fèi),且價(jià)格也相對(duì)較高,所以也不 用此種作為顯示. 方案三： 采用 LED 數(shù)碼管動(dòng)態(tài)掃描,LED 數(shù)碼管價(jià)格適中,對(duì)于顯示數(shù)字最合適,而且采 用動(dòng)態(tài)掃描法與單片機(jī)連接時(shí),占用的單片機(jī)口線少。 所以采用了 8 位 LED 數(shù)碼管作為顯示。 2.2.3 傳感器的選擇 本次課設(shè)選擇的流量傳感器是渦輪傳感器，渦輪流量傳感器是精密流量測(cè)量 工具之一, 基本誤差小, 量程比寬, 動(dòng)態(tài)特性好, 時(shí)間常數(shù)小, 可測(cè)量脈動(dòng)流量, 耐高壓及壓力損失小, 使用溫度范圍寬,可輸出數(shù)字信號(hào), 便于與微機(jī)或數(shù)字電 路接口, 有較強(qiáng)的抗干擾能力,廣泛應(yīng)用于測(cè)量液體瞬時(shí)流量或總量。由于其他 流量傳感器輸出信號(hào)大多為電信號(hào)，還需經(jīng)濾波放大進(jìn)入 AD 轉(zhuǎn)換，花費(fèi)高，精 度差，所以選擇渦輪傳感器來(lái)進(jìn)行本次課設(shè)的流量檢測(cè)。 2.3 系統(tǒng)總框圖 該系統(tǒng)從渦輪傳感器檢測(cè)水的流量，其輸出脈沖信號(hào)經(jīng)過(guò)濾波整形電路進(jìn)入 單片機(jī)進(jìn)行換算并累計(jì)。轉(zhuǎn)換后的信號(hào)送入 LED 數(shù)碼管上顯示流量值。并通過(guò) 本科生課程設(shè)計(jì)（論文） 4 控制 PWM 電路來(lái)控制電磁閥門(mén)的開(kāi)度檔位變換。用四個(gè)獨(dú)立按鍵來(lái)控制瞬時(shí)流 量、總流量、閥門(mén)開(kāi)大和閥門(mén)開(kāi)小四個(gè)功能。 系統(tǒng)總框圖如圖 3.1 所示 渦 輪 傳 感 器 濾波 與整 形電 路 AT89s 51 8 位 數(shù)碼 顯示 電路 PWM 電路 電 磁 閥 按 鍵 圖 2.1 系統(tǒng)總框圖 2.4 按鍵示意圖 123456 A B C D 654321 D C B A Title NumberRevisionSize B Date:7-Jan-2011 Sheet of File:C:PROG RAM FILE SPROT EL 99SE 一一一EXAM PLESBACKUP16.DDBDrawn By: 一一一一一一 一一一一一 一一一一一一 一一一一一一 P1.0 P1.1 P1.2 P1.3 圖 2.2 按鍵示意圖 本科生課程設(shè)計(jì)（論文） 5 123456 A B C D 654321 D C B A Title Num berRevisionSize B Date:5-Jan-2011 Sheet of File:C:PROG RAM FILE SPROT EL 99SE 一一一EXAM PLESBACKUP11.DDBDrawn By: R1 200 R2 1K 22uF VCC RESER0 第 3 章 硬件設(shè)計(jì) 3.1 單片機(jī)的時(shí)鐘電路 AT89S51 單片機(jī)內(nèi)部的振蕩電路是一個(gè)高增益反向放大器，引線 XTAL1 和 XTAL2 分別是放大器的輸入端和輸出端。單片機(jī)內(nèi)部雖然有振蕩電路，但要形成 時(shí)鐘，外部還需附加電路。AT89S51 的時(shí)鐘產(chǎn)生方式有兩種： 123456 A B C D 654321 D C B A Title NumberRevisionSize B Date:5-Jan-2011 Sheet of File:C:PROG RAM FILE SPROT EL 99SE 一一一EXAMPLESBACKUP11.DDBDrawn By: 30pF 30pF12MHz 圖 3.1 片內(nèi)振蕩電路的時(shí)鐘電路 內(nèi)部時(shí)鐘電方式和外部時(shí)鐘方式。由于外部時(shí)鐘方式用于多片單片機(jī)組成的系統(tǒng) 中，所以此處選用內(nèi)部時(shí)鐘方式。即利用其內(nèi)部的振蕩電路在 XTAL1 和 XTAL2 引線上外接定時(shí)元件，內(nèi)部振蕩電路產(chǎn)生自激振蕩。最常用的是在 XTAL1 和 XTAL2 之間接晶體振蕩器與電路構(gòu)成穩(wěn)定的自激振蕩器，如圖 3.電路所示為單片 機(jī)最常用的時(shí)鐘振蕩電路的接法，其中晶振可選用振蕩頻率為 12MHz 的石英晶 體，兩個(gè)電容器一般選擇 30PF 左右。 3.2 單片機(jī)的復(fù)位電路 圖 3.2 AT89C51 的復(fù)位電路 本科生課程設(shè)計(jì)（論文） 6 123456 A B C D 654321 D C B A Title NumberRevisionSize B Date:7-Jan-2011 Sheet of File:C:PROGRAM FILESPROTEL 99SE一一一EXAMPLESBACKUP16.DDBDrawn By: OC 1 C 11 1D 2 2D 3 3D 4 4D 5 5D 6 6D 7 7D 8 8D 9 1Q 19 2Q 18 3Q 17 4Q 16 5Q 15 6Q 14 7Q 13 8Q 12 U1 74HC573 OC 1 C 11 1D 2 2D 3 3D 4 4D 5 5D 6 6D 7 7D 8 8D 9 1Q 19 2Q 18 3Q 17 4Q 16 5Q 15 6Q 14 7Q 13 8Q 12 U2 74HC573 a bf c g d e DPY a b c d e f g dp dp a bf c g d e DPY a b c d e f g dp dp a bf c g d e DPY a b c d e f g dp dp a bf c g d e DPY a b c d e f g dp dp a bf c g d e DPY a b c d e f g dp dp a bf c g d e DPY a b c d e f g dp dp a bf c g d e DPY a b c d e f g dp dp a bf c g d e DPY a b c d e f g dp dp P2.6 P0.0 P0.1 P0.2 P0.3 P0.4 P0.5 P0.6 P0.7 P2.7 P0.0 P0.1 P0.2 P0.3 P0.4 P0.5 P0.6 P0.7 本設(shè)計(jì)中 AT89S51 是采用上電自動(dòng)復(fù)位和按鍵復(fù)位兩種方式。最簡(jiǎn)單的復(fù)位 電路如圖 3.2 所示。上電瞬間，RC 電路充電，RST 引線端出現(xiàn)正脈沖，只要 RST 端保持 10ms 以上的高電平，就能使單片機(jī)有效地復(fù)位。其中 R1 和 R2 分別 選擇 200 和 1K 的電阻，電容器一般選擇 22F。 3.3 LED 顯示系統(tǒng)電路 由于系統(tǒng)要顯示的內(nèi)容比較簡(jiǎn)單，顯示量不多，所以選用數(shù)碼管既方便又經(jīng) 濟(jì)。一位顯示器由 8 個(gè)發(fā)光二極管組成，其中 7 個(gè)發(fā)光二極管構(gòu)成字型“8”的各個(gè) 筆劃（段）ag，另一個(gè)小數(shù)點(diǎn)為 dp 發(fā)光二極管。當(dāng)在某段發(fā)光二極管施加一 定的正向電壓時(shí)，該段筆劃即亮；不加電壓則暗。為了保護(hù)各段 LED 不被損壞， 需外加限流電阻。各發(fā)光二極管是否點(diǎn)亮取決于 a-dp 各引腳上是否是高電平。 圖 3.3 8 位數(shù)碼顯示 驅(qū)動(dòng) LED 的是 74HC573 鎖存器，U1 用來(lái)控制位選信號(hào)，U2 用來(lái)控制段選信 號(hào)。通過(guò)控制兩個(gè)芯片的片選為來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)碼管的動(dòng)態(tài)掃描顯示方式。 本科生課程設(shè)計(jì)（論文） 7 3.4 流量傳感器的選擇 LWGY系列渦輪流量傳感器基于力矩平衡原理，屬于速度式流量?jī)x表。傳感 器為硬質(zhì)合金軸承止推式，不僅精度高，復(fù)現(xiàn)性好、反應(yīng)靈敏、耐磨性能高，而 且具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、牢固以及安裝維護(hù)使用方便等特點(diǎn)。廣泛用于供水、造紙等行 業(yè)，是流量計(jì)量和節(jié)能的理想儀表。 在測(cè)量范圍內(nèi)，傳感器輸出的脈沖頻率信號(hào)與流體的體積流量成正比，這個(gè) 比值即為儀表系數(shù)用K表示： K=f/Q 式中：f脈沖頻率 Q體積流量(m 3/h或Lh) 每臺(tái)傳感器的儀表系數(shù)由制造廠填寫(xiě)在檢定證書(shū)中，k 值設(shè)入配套的顯示儀 表中，便可顯示出瞬時(shí)流量和累積總量。 主要技術(shù)參數(shù)： 1 基本參數(shù)：見(jiàn)表3.1 2 介質(zhì)溫度：20120 3 環(huán)境溫度：2050 4 傳輸距離：傳感器至顯示儀表的距離可達(dá)500m 5 防爆等級(jí)：ExibBT4 7 供電電源：直流：12V; 24V 6 精確度：0.5；1 表3.1 基本參數(shù) 產(chǎn)品型號(hào)公稱通徑 (mm) 流量范圍 (m3/h) 最大工作壓力 (MPa) 儀表系數(shù) K（1/L） （參考值） LWGY25251106.3210.0 3.5 濾波整形電路 渦輪流量?jī)x的關(guān)鍵在于頻率量的獲取，頻率信號(hào)電容 C1 濾波，再通過(guò) 電阻 R1 引入電壓比較器。電壓比較器 LM258 的主要特點(diǎn)是，輸入阻抗高輸 出阻抗低，其輸出信號(hào)經(jīng) 74LS14 整形送入單片機(jī) T0 端口。電路原理圖如圖 3.4 所示. 本科生課程設(shè)計(jì)（論文） 8 123456 A B C D 654321 D C B A Title NumberRevisionSize B Date:1-Nov-2010 Sheet of File:C:PROGRAM FILESDESIGN EX PLORE R 99 SEEXAMPL ESMyDesign.ddbDrawn By: M VCC Ub1 Ub3 Ub2 Ub4 123456 A B C D 654321 D C B A Title NumberRevisionSize B Date:5-Jan-2011 Sheet of File:C:Documents and SettingsAdministrator一一Sheet1.DDBDrawn By: 0.1uF C1 100k R1 10K 10K LM258 VCC 100K 74LS14 IN T0 圖 3.4 濾波整形電路 3.6 PWM 驅(qū)動(dòng)電路 圖 3.5 為 H 形雙極式 PWM 驅(qū)動(dòng)電路。它由四個(gè)大功率晶體管和四個(gè)續(xù) 流二極管組成。從單片機(jī)中輸出恒定占空比的脈沖來(lái)控制電動(dòng)機(jī)勻速的正反 轉(zhuǎn)，從而控制電磁閥的開(kāi)度增大或減小。 圖 3.5 PWM 驅(qū)動(dòng)電路 3.7 電磁閥的選型 電磁閥我選擇余姚市永創(chuàng)二位二通直動(dòng)式電磁閥（編號(hào)：YCSM32） 本科生課程設(shè)計(jì)（論文） 9 123456 A B C D 654321 D C B A Title NumberRevisionSize B Date:5-Jan-2011 Sheet of File:C:PROGRAM FILESPROTEL 99SE一一一EXAMPLESBACKUP11.DDBDrawn By: 0.1uF C1 100k R1 10K 10K LM258 VCC 100K 74LS14 T0 P1.0 1 P1.1 2 P1.2 3 P1.3 4 P1.4 5 P1.5 6 P1.6 7 P1.7 8 RESET 9 RXD 10 TXD 11 INT0 12 INT1 13 T0 14 T1 15 /WR 16 /RD 17 X2 18 X1 19 GND 20 P2.0 21 P2.1 22 P2.2 23 P2.3 24 P2.4 25 P2.5 26 P2.6 27 P2.7 28 PSEN 29 ALE 30 /EA 31 P0.7 32 P0.6 33 P0.5 34 P0.4 35 P0.3 36 P0.2 37 P0.1 38 P0.0 39 VCC 40 AT89S51 30pF 30pF12MHz R1 200 R2 1K 22uF VCC RESER0 RESET0 一一一一一一一一一 T0 a bf c g d e DPY a b c d e f g dp dp a bf c g d e DPY a b c d e f g dp dp a bf c g d e DPY a b c d e f g dp dp a bf c g d e DPY a b c d e f g dp dp a bf c g d e DPY a b c d e f g dp dp a bf c g d e DPY a b c d e f g dp dp OC 1 C 11 1D 2 2D 3 3D 4 4D 5 5D 6 6D 7 7D 8 8D 9 1Q 19 2Q 18 3Q 17 4Q 16 5Q 15 6Q 14 7Q 13 8Q 12 U1 74ALS573 OC 1 C 11 1D 2 2D 3 3D 4 4D 5 5D 6 6D 7 7D 8 8D 9 1Q 19 2Q 18 3Q 17 4Q 16 5Q 15 6Q 14 7Q 13 8Q 12 U2 74ALS573 a bf c g d e DPY a b c d e f g dp dp a bf c g d e DPY a b c d e f g dp dp P2.7 P2.6 P0.0 P0.1 P0.2 P0.3 P0.4 P0.5 P0.6 P0.7 P0.0 P0.1 P0.2 P0.3 P0.4 P0.5 P0.6 P0.7 VCC M VCC U1 U2 U3 U4 100K +5V P0.0 P0.1 P0.2 P0.3 P0.4 P0.5 P0.6 P0.7 P2.6 P2.7 10K 10K 10K 10K VCC 產(chǎn)品特性 : 直動(dòng)式結(jié)構(gòu)；開(kāi)閉可靠,速度快；長(zhǎng)壽命。 使用介質(zhì) : 空氣、水、蒸汽、熱水、真空及其它氣體等。 工作壓力 : 0.0 1.20MPa 閥體材料 : 黃銅或不銹鋼 sus304(可提供 sus316 材質(zhì)) 連接尺寸 : 1/8、1/4、3/8G 螺紋、NPT 螺紋 通徑（mm): DN 16、25、30、25、30、35、40 選用電壓 : DC: 12V, 24V AC: 220V 110V 24V 50HZ 線圈類(lèi)型： S21B/H, 22VA(AC), 15W(DC), IP65,100%ED 3.8 系統(tǒng)原理圖 系統(tǒng)原理圖如圖 3.6 所示 圖 3.6 系統(tǒng)原理圖 本科生課程設(shè)計(jì)（論文） 10 第 4 章 軟件設(shè)計(jì) 4.1 系統(tǒng)總流程圖 圖 4.1 為系統(tǒng)總流程圖 渦輪傳感器檢測(cè) 流量，輸出脈沖 濾波整形電路 單片機(jī)執(zhí)行流量瞬 時(shí)值與總值統(tǒng)計(jì)， 并存入內(nèi)存單元。 8 位 LED 數(shù)碼顯示PWM 電路控 制閥門(mén)開(kāi)度 顯示按鍵 是否按下 控制閥門(mén)開(kāi)度按 鍵是否按下 等待按鍵控制 是 是 否 否 開(kāi)始 圖 4.1 系統(tǒng)總流程圖 本科生課程設(shè)計(jì)（論文） 11 4.2 系統(tǒng)程序 由 Q=f/K 得到流量值，則瞬時(shí)流量 QL0 等于 INT0 口檢測(cè)到的脈沖頻率除以 210。每段時(shí)間的總流 QL1 量等于瞬時(shí)流量相加。系統(tǒng)分為兩部分顯示，當(dāng)按鍵 1 按下時(shí)顯示的是瞬時(shí)流量值，4 位有效數(shù)字，保留 1 位小數(shù)。當(dāng)按鍵 2 按下時(shí) 顯示的總流量值，8 位有效數(shù)字，保留 2 位小數(shù)。由單片機(jī)的 P2.5 口輸出一頻率 恒定的脈沖，則所控制的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速（正傳或反轉(zhuǎn)）一定，通過(guò)測(cè)試，當(dāng)電動(dòng)機(jī) 在此頻率下轉(zhuǎn) 10s 時(shí)，電磁閥由全關(guān)到全開(kāi)。所以根據(jù)課設(shè)要求將閥門(mén)開(kāi)度分為 10 檔，電動(dòng)機(jī)每轉(zhuǎn) 1s 電磁閥開(kāi)度相對(duì)變化一檔。按鍵 3 按下時(shí)是使閥門(mén)開(kāi)大一 檔，按鍵 4 按下時(shí)是使閥門(mén)關(guān)小一檔。 4.3 端口分配說(shuō)明 表 4.1 端口分配說(shuō)明 單片機(jī)端口名稱作用說(shuō)明 P1.0 口瞬時(shí)流量顯示按鍵 P1.1 口總流量顯示按鍵 P1.2 口電磁閥開(kāi)大按鍵 P1.3 口電磁閥開(kāi)小按鍵 P0 口數(shù)碼管顯示 P2.6 口數(shù)碼管段選信號(hào) P2.7 口數(shù)碼管位選信號(hào) P2.5 口PWM 輸入信號(hào) P3.4 口流量脈沖輸入端口 本科生課程設(shè)計(jì)（論文） 12 第 5 章 課程設(shè)計(jì)總結(jié) 本次課設(shè)設(shè)計(jì)了一種基于單片機(jī)控制的低成本，高可靠性流量統(tǒng)計(jì)式智能 流量控制器，通過(guò)使用渦輪流量傳感器，將用戶實(shí)際用水量轉(zhuǎn)化為電脈沖，送 入單片機(jī)，再送入顯示單元，實(shí)現(xiàn)可觀察，并通過(guò)單片機(jī)控制電磁閥的開(kāi)度來(lái)調(diào) 節(jié)流量的大小。從而實(shí)現(xiàn)智能流量控制。該系統(tǒng)集成度高、可靠性強(qiáng)、功耗低、 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可較長(zhǎng)期工作而需檢驗(yàn)，但安裝復(fù)雜，計(jì)算繁瑣。隨著測(cè)量對(duì)象的日 益增多，對(duì)流量的測(cè)量和控制也提出了更多更具體的要求，許多流量測(cè)量的疑難 問(wèn)題需要解決。 本科生課程設(shè)計(jì)（論文） 13 參考文獻(xiàn) 1 劉勇.數(shù)字電路.北京：電子工業(yè)出版. M 2004 2 陳正振.電子電路設(shè)計(jì)與制作.廣西交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院信息工程系. M 2007 3 楊子文.單片機(jī)原理及應(yīng)用.西安電子科技大學(xué)出版社. M 2006 4 王法能.單片機(jī)原理及應(yīng)用.科學(xué)出版. M 2004 5 何立民.單片機(jī)高級(jí)教程.北京：北京航空航天大學(xué)出版社. M 2000 6 張齊，杜群貴.單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù).北京：電子工業(yè)出版社.M 2004 本科生課程設(shè)計(jì)（論文） 14 附錄 總程序如下所示： #include #include #define uchar unsigned char #define uint unsigned int uchar code table1=0 x3f,0 x06,0 x5b,0 x4f, 0 x66,0 x6d,0 x7d,0 x07, 0 x7f,0 x6f; uchar count1,count2,count3,flag,aa,bb,cc,dd,ee,ff,gg,hh,aa1,bb1,cc1,dd1; float QL0,QL1; sbit zkb=P25; sbit duan=P26; sbit wei=P27; sbit key1=P10; sbit key2=P11; sbit key3=P12; sbit key4=P13; void init() TMOD=0 x11; TH0=0 x3C; TL0=0 xB0; TH1=(65536-50000)/256; TL1=(65536-50000)%256; EA=1; IE0=1; IT0=1; TR0=1; TR1=1; 本科生課程設(shè)計(jì)（論文） 15 void delay(uint z) int x,y; for(x=100;x0;x-) for(y=z;y0;y-); void zkb() zkb=1; delay(80); zkb=0; delay(20); void zkb1() zkb=1; delay(20); zkb=0; delay(80); void display1(uchar aa1,uchar bb1,uchar cc1,uchar dd1) duan=1; P0=table1aa1; duan=0; wei=1; P0=0 xfe; wei=0; delay(1); 本科生課程設(shè)計(jì)（論文） 16 duan=1; P0=table1bb1; duan=0; wei=1; P0=0 xfd; wei=0; delay(1); duan=1; P0=table1cc1; duan=0; wei=1; P0=0 xfb; wei=0; delay(1); duan=1; P0=table1dd1; duan=0; wei=1; P0=0 xf7; wei=0; delay(1); void display(uchar aa,uchar bb,uchar cc,uchar dd,uchar ee,uchar ff,uchar gg,uchar hh) duan=1; P0=table1aa; duan=0; wei=1; P0=0 xfe; wei=0; delay(1); 本科生課程設(shè)計(jì)（論文） 17 duan=1; P0=table1bb; duan=0; wei=1; P0=0 xfd; wei=0; delay(1); duan=1; P0=table1cc; duan=0; wei=1; P0=0 xfb;