基于單片機的高塔水位監(jiān)測報警控制系統(tǒng)設(shè)計畢業(yè)論文（含PCB圖、仿真圖）

1、基于單片機的高塔水位監(jiān)測報警控制系統(tǒng)姓 名： 指導老師： 專 業(yè)： 應(yīng)用電子技術(shù) 班 級： 07級應(yīng)用電子班 學 號： 時 間： 摘 要摘 要 采用at89單片機系統(tǒng)實現(xiàn)了水塔水位的自動控制，設(shè)計出一種低成本、高實用價值的水塔水位控制器。該系統(tǒng)具有水位檢測、低水位高水位報警以及自動加水等功能。本設(shè)計過程中主要采用了傳感技術(shù)、單片機技術(shù)、光報警技術(shù)以及弱電控制強電的技術(shù)。檢測系統(tǒng)采用銅針探測結(jié)構(gòu)簡單制、造成本低、靈敏度高。并采用52單片機系統(tǒng)控制整個電路的信號處理以及采用光電耦合和繼電器來實現(xiàn)弱電控制強電來實現(xiàn)加水系統(tǒng)的自動控制。 它能自動完成水位檢測、光報警、上水停水的全部工作循環(huán)，保證液面高

2、度始終處于較理想的范圍內(nèi)，它結(jié)構(gòu)簡單，制造成本低，靈敏度高，節(jié)約能源顯著，是用于各種高層液體儲存的理想設(shè)備。關(guān)鍵詞：單片機 自動監(jiān)測 自動控制 abstractat89c52 microcontroller system using cooling towers to achieve the level of automation, design a low cost and high practical value of the water tower water level controller. the system has the water level detection, low

3、water high water level alarm and automatic functions such as adding water. the design process mainly uses the sensor technology, single chip technology, optical technology and the weak control the strong police power technology. detection system using simple system for detection of copper needles, r

4、esulting in the low and high sensitivity. 52 scm system control by using the circuit of signal processing and the use of optical coupling and weak control relays to achieve strong power to realize automatic control of water systems. it can automatically detect the water level, light alarm, sheung sh

5、ui, all the work without water cycle, to ensure better surface height is always within the context of its structure simple, low cost, high sensitivity, significant energy is used in various kind of ideal equipment for high-level liquid storagekey words: scm automatic monitoring circuit controli目 錄摘

6、要i第1章 緒 論1第2章 設(shè)計思路與方案32.1.設(shè)計思路32.2 方案設(shè)計32.3 方案論證4第3章 硬件設(shè)計53.1 系統(tǒng)方框圖53.2 系統(tǒng)工作原理53.2.1單片機介紹6第4章 各部分電路設(shè)計104.1 傳感器的選用104.2穩(wěn)壓電路的設(shè)計104.3單片機控制處理電路114.4 光報警顯示統(tǒng)電路114.5繼電器控制水泵加水電路124.5.1繼電器控制電路的原理圖124.5.2光電耦合器簡介134.5.3 繼電器簡介13第5章 軟件設(shè)計155.1 程序流程圖155.2源程序16第6章 系統(tǒng)仿真186.1程序編譯和加載186.2系統(tǒng)仿真186.3系統(tǒng)仿真結(jié)果分析19總結(jié)20參 考 文 獻

7、21致 謝22附 錄23附錄一：系統(tǒng)的總的電路圖23附錄二 pcb版圖24第1章 緒 論第1章 緒 論一 研究現(xiàn)狀目前，我國住宅小區(qū)樓房自來水供水系統(tǒng)主要采用高塔供水，既在樓頂或者另外建設(shè)的高塔上面建個蓄水池以保證用戶水壓的恒定。在我們的指導老師的啟發(fā)之下，我們對住宅供水情況進行了調(diào)查，根據(jù)調(diào)查在城市興建的許多的房子現(xiàn)在都要實現(xiàn)自來水供水，所以在許多的家庭的樓頂都砌了一個高塔用來存儲用水，然后對整個房子的用水進行供給。調(diào)查的過程當中我們發(fā)現(xiàn)，目前大多數(shù)的住宅小區(qū)都是采用人工加水的辦法，即當水用完的時候，就人工開啟水泵進行加水，十分不便。引起了老百姓的抱怨-水用完只前，不知道水已經(jīng)很少，待用完后

8、才知曉，如果是急需水的情況下，那就十分麻煩要等加水后才有水用；加水的過程當中，還需要人時刻檢查水位情況，以防止水量超過最高水位線；所以這一切問題的存在，都在呼喚一種簡單經(jīng)濟的高塔水位檢測報警控制系統(tǒng)的誕生 。另外，現(xiàn)在許多的鍋爐系統(tǒng)、防洪系統(tǒng)也需要對水位進行控制，以能夠方便地控制水位，對不同的水位進行報警，所以如果研制了一種很好的水位控制裝置便能夠很好地造福人民。傳統(tǒng)的控制方式存在控制精度低、能耗大的缺點,而自動控制原理, 依據(jù)用水量的變化自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)的運行參數(shù),保持水壓恒定以滿足用水要求, 從而提高了供水系統(tǒng)的質(zhì)量。而且成本低，安裝方便，經(jīng)過多次實驗證明，靈敏性好，是節(jié)約水源，方便家庭和單位

9、控制水塔水位的理想裝置。二 設(shè)計任務(wù)與計劃基于調(diào)查我們決定設(shè)計一款簡單實用，經(jīng)濟的高塔水位檢測報警控制系統(tǒng)。本設(shè)計過程中主要采用了傳感技術(shù)、單片機技術(shù)、光報警技術(shù)以及弱電控制強電的技術(shù)。在高塔的內(nèi)部我們設(shè)計一個簡易的水位探測傳感器用來探測三個水位，即低水位，正常水位，高水位。低水位時送給單片機一個高電平，驅(qū)動水泵加水，紅燈亮；正常范圍的水位時，水泵加水，綠燈亮；高水位時，水泵不加水，黃燈亮。當紅燈、綠燈亮的同時，p2.0出來一個信號使光電耦合器gdouhe導通，這樣繼電器閉合，使水泵加水，到達高水位時黃燈亮在p2.0端出來一個低電平不能使光電耦合器導通，這樣繼電器不能閉合，水泵不能加水；當三燈

10、閃爍表示系統(tǒng)出現(xiàn)故障。通過這樣一個簡單使用的電路系統(tǒng)從而實現(xiàn)對水位的自動監(jiān)測與控制。三 發(fā)展前景我們學習了單片機、模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)、電路等知識，為我們此次設(shè)計打下了良好的基礎(chǔ)?；谖覀兊恼{(diào)查，感到現(xiàn)實生活急需要這樣的水位控制系統(tǒng)，所以我決定在老師指導之下設(shè)計與研制一種高塔水位控制系統(tǒng)作為我們本次課題。相信本次的設(shè)計一定能夠給老百姓的生活帶來方便，也一定會具有廣闊的市場前景，一定能夠使我們電子設(shè)計能力得到很好的鍛煉，使我們的理論和現(xiàn)實生活聯(lián)系起來！1附 錄第2章 設(shè)計思路與方案2.1.設(shè)計思路隨著社會的進步，人類生活水平的不斷提高，現(xiàn)在許多家庭都要求能夠進行家庭用水自動供水，基于調(diào)查我

11、們決定設(shè)計一款簡單實用，經(jīng)濟的高塔水位控制系統(tǒng)。 在高塔的內(nèi)部我們設(shè)計一個簡易的水位探測傳感器用來探測三個水位，即低水位，正常水位，高水位。低水位時送給單片機一個高電平，驅(qū)動水泵加水，紅燈亮；正常范圍的水位時，水泵加水，綠燈亮；高水位時，水泵不加水，黃燈亮。本設(shè)計過程中主要采用了傳感技術(shù)、單片機技術(shù)、光報警技術(shù)以及弱電控制強電的技術(shù)。2.2 方案設(shè)計 方案一：本方案采用555電路進行控制，即當水位探測傳感器探測到低水位時送一個低于1/3vcc的低電平給ne555芯片,555的輸出即為高電平驅(qū)動水泵加水;當在正常的水位時候,送給ne555為1/3vcc-2/3vcc的電平,即保持前一個水泵不加水

12、的狀態(tài);當水位居于高水位時,給ne555電路一個高電平,這時ne555輸出電平翻轉(zhuǎn)為低電平,不能驅(qū)動水泵,水泵停止加水。圖2.2.1 方案一方框圖方案二：本方案采用單片機80c52作為我們的控制芯片,主要工作過程是當高塔中的水在低水位時,水位探測傳感器送給單片機一個高電平,然后單片機驅(qū)動水泵加水和顯示系統(tǒng)使紅燈變亮;當水位在正常范圍內(nèi)時,水泵加水,綠燈亮,;當水位在高水位時,單片機不能驅(qū)動水泵加水,黃燈亮。單片機80c52電源電路水位檢測傳感器水泵加水系統(tǒng)水塔模型水箱顯示系統(tǒng)穩(wěn)壓電路圖2.2.2 方案二方框圖2.3 方案論證第一種方案設(shè)計使用起來比較方便也簡單,不用編程等軟件方面的設(shè)計，但是沒

13、有穩(wěn)壓電路,使輸入ne555芯片的電平十分不穩(wěn)定,容易發(fā)生誤判水位引起混亂的情況,且ne555電路只有一個輸出端,不能接顯示系統(tǒng),所以不能完成顯示功能。第二種方案中使用了單片機處理，單片機技術(shù)是信息時代用于精密測量的一種新技術(shù)。此系統(tǒng)使用過程中采用穩(wěn)壓電路能夠準確地把輸入的電平送給單片機不會產(chǎn)生誤判的情況,由于80c52單片機有四端口32引腳能夠非常方便地設(shè)計顯示系統(tǒng)。綜上,我們已經(jīng)清楚地看到了兩種方案的優(yōu)劣,要能夠很好地完成本次設(shè)計的各個指標和達到設(shè)計的目的,我們選擇第二種方案作為我們的設(shè)計方案。3第3章 硬件設(shè)計3.1 系統(tǒng)方框圖本系統(tǒng)由電源電路、水位探測傳感電路、穩(wěn)壓電路、單片機系統(tǒng)、光

14、報警顯示電路、繼電器控制水泵加水電路、以及高塔模型組成。主電氣原理框圖如下。單片機80c52電源電路水位檢測傳感器水泵加水系統(tǒng)水塔模型水箱顯示系統(tǒng)穩(wěn)壓電路圖3.1.1系統(tǒng)框圖3.2 系統(tǒng)工作原理當水位處于低水位的時候，傳感器的低水位探測線沒被+5v的電源導通進入穩(wěn)壓電路經(jīng)過處理在穩(wěn)壓電路的輸出端有一個高電平，送入單片機的p1.0口，單片機經(jīng)過分析，在p2.3口輸出一低電平，驅(qū)動紅燈亮，p2.0出來一個信號使光電耦合器gdouhe導通，這樣繼電器閉合，使水泵加水；當水位處于正常范圍內(nèi)時，水泵加水，綠燈亮；當水位在高水位區(qū)時，傳感器的兩根探測線均被導通，均被+5v的電源導通，送入單片機，單片機經(jīng)過

15、分析，在p2.2引腳出來一個低電平，使黃燈亮，在p2.0端出來一個低電平不能使光電耦合器導通，這樣繼電器不能閉合，水泵不能加水；當三燈閃爍表示系統(tǒng)出現(xiàn)故障。 3.2.1單片機介紹我們選用at89c52作為我們的控制芯片其引腳圖如3.2.1（1） 80c52是intel公司mcs-52系列單片機中最基本的產(chǎn)品，它采用ntel公司可靠的chmos工藝技術(shù)制造的高性能8位單片機，屬于標準的mcs-52的hcmos產(chǎn)品。它結(jié)合了hmos的高速和高密度技術(shù)及chmos的低功耗特征，它繼承和擴展了mcs-48單片機的體系結(jié)構(gòu)和指令系統(tǒng).（2） 80c52的封裝 80c52的封裝如圖3.3所示圖3.2.1a

16、t89c52引腳圖 圖3.2.2 80c52封裝圖（3） at89c52各引腳功能及管腳電壓概述：at89c52p為40 腳雙列直插封裝的8 位通用微處理器，采用工業(yè)標準的c51內(nèi)核，在內(nèi)部功能及管腳排布上與通用的8xc52 相同，其主要用于會聚調(diào)整時的功能控制。功能包括對會聚主ic 內(nèi)部寄存器、數(shù)據(jù)ram及外部接口等功能部件的初始化，會聚調(diào)整控制，會聚測試圖控制，紅外遙控信號ir的接收解碼及與主板cpu通信等。主要管腳有：xtal1（19 腳）和xtal2（18 腳）為振蕩器輸入輸出端口，外接12mhz 晶振。rst/vpd（9 腳）為復位輸入端口，外接電阻電容組成的復位電路。vcc（40

17、腳）和vss（20 腳）為供電端口，分別接+5v電源的正負端。p0p3 為可編程通用i/o 腳，其功能用途由軟件定義，在本設(shè)計中，p0 端口（3239 腳）被定義為n1 功能控制端口，分別與n1的相應(yīng)功能管腳相連接，13 腳定義為ir輸入端，10 腳和11腳定義為i2c總線控制端口，分別連接n1的sdas（18腳）和scls（19腳）端口，12 腳、27 腳及28 腳定義為握手信號功能端口，連接主板cpu 的相應(yīng)功能端，用于當前制式的檢測及會聚調(diào)整狀態(tài)進入的控制功能。 p0口p0 口是一組8 位漏極開路型雙向i/o 口， 也即地址/數(shù)據(jù)總線復用口。作為輸出口用時，每位能吸收電流的方式驅(qū)動8 個

18、ttl邏輯門電路，對端口p0 寫“1”時，可作為高阻抗輸入端用在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器或程序存儲器時，這組口線分時轉(zhuǎn)換地址（低8 位）和數(shù)據(jù)總線復用，在訪問期間激活內(nèi)部上拉電阻。在flash 編程時，p0 口接收指令字節(jié)，而在程序校驗時，輸出指令字節(jié)，校驗時，要求外接上拉電阻。 p1 口p1 是一個帶內(nèi)部上拉電阻的8 位雙向i/o 口， p1 的輸出緩沖級可驅(qū)動（吸收或輸出電流）4 個ttl 邏輯門電路。對端口寫“1”，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時可作輸入口。作輸入口使用時，因為內(nèi)部存在上拉電阻，某個引腳被外部信號拉低時會輸出一個電流(iil)。與at89c51 不同之處是，p1.0

19、和p1.1 還可分別作為定時/計數(shù)器2 的外部計數(shù)輸入（p1.0/t2）和輸入（p1.1/t2ex），flash 編程和程序校驗期間，p1 接收低8 位地址。 引腳號功能特性p1.0t2，時鐘輸出p1.1t2ex（定時/計數(shù)器2）表3.2.1 p1.0和p1.1的第二功能p2 口p2 是一個帶有內(nèi)部上拉電阻的8 位雙向i/o 口，p2 的輸出緩沖級可驅(qū)動（吸收或輸出電流）4 個ttl 邏輯門電路。對端口p2 寫“1”，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時可作輸入口，作輸入口使用時，因為內(nèi)部存在上拉電阻，某個引腳被外部信號拉低時會輸出一個電流(iil)。 在訪問外部程序存儲器或16 位地址的

20、外部數(shù)據(jù)存儲器（例如執(zhí)行movx dptr 指令）時，p2 口送出高8 位地址數(shù)據(jù)。在訪問8 位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器（如執(zhí)行movx ri 指令）時，p2 口輸出p2 鎖存器的內(nèi)容。flash 編程或校驗時，p2亦接收高位地址和一些控制信號。 p3 口p3 口是一組帶有內(nèi)部上拉電阻的8 位雙向i/o 口。p3 口輸出緩沖級可驅(qū)動（吸收或輸出電流）4 個ttl 邏輯門電路。對p3 口寫入“1”時，它們被內(nèi)部上拉電阻拉高并可作為輸入端口。此時，被外部拉低的p3 口將用上拉電阻輸出電流（iil）。 p3 口除了作為一般的i/o 口線外，更重要的用途是它的第二功能 p3 口還接收一些用于flash 閃

21、速存儲器編程和程序校驗的控制信號。 rst復位輸入。當振蕩器工作時，rst引腳出現(xiàn)兩個機器周期以上高電平將使單片機復位。 ale/prog當訪問外部程序存儲器或數(shù)據(jù)存儲器時，ale（地址鎖存允許）輸出脈沖用于鎖存地址的低8 位字節(jié)。一般情況下，ale 仍以時鐘振蕩頻率的1/6 輸出固定的脈沖信號，因此它可對外輸出時鐘或用于定時目的。要注意的是：每當訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時將跳過一個ale 脈沖。對flash 存儲器編程期間，該引腳還用于輸入編程脈沖（prog）。 如有必要，可通過對特殊功能寄存器（sfr）區(qū)中的8eh 單元的d0 位置位，可禁止ale 操作。該位置位后，只有一條 movx 和mov

22、c指令才能將ale 激活。此外，該引腳會被微弱拉高，單片機執(zhí)行外部程序時，應(yīng)設(shè)置ale 禁止位無效。 psen程序儲存允許（psen）輸出是外部程序存儲器的讀選通信號，當at89c52 由外部程序存儲器取指令（或數(shù)據(jù)）時，每個機器周期兩次psen 有效，即輸出兩個脈沖。在此期間，當訪問外部數(shù)據(jù)存儲器，將跳過兩次psen信號。 ea/vpp外部訪問允許。欲使cpu 僅訪問外部程序存儲器（地址為0000hffffh），ea 端必須保持低電平（接地）。需注意的是：如果加密位lb1 被編程，復位時內(nèi)部會鎖存ea端狀態(tài)。如ea端為高電平（接vcc端），cpu 則執(zhí)行內(nèi)部程序存儲器中的指令。 flash

23、存儲器編程時，該引腳加上+12v 的編程允許電源vpp，當然這必須是該器件是使用12v 編程電壓vpp。 xtal1振蕩器反相放大器的及內(nèi)部時鐘發(fā)生器的輸入端。 xtal2振蕩器反相放大器的輸出端。特殊功能寄存器在at89c52 片內(nèi)存儲器中，80h-ffh 共128 個單元為特殊功能寄存器（sfe），sfr 的地址空間映象如表2 所示。 并非所有的地址都被定義，從80hffh 共128 個字節(jié)只有一部分被定義，還有相當一部分沒有定義。對沒有定義的 單元讀寫將是無效的，讀出的數(shù)值將不確定，而寫入的數(shù)據(jù)也將丟失。不應(yīng)將數(shù)據(jù)“1”寫入未定義的單元，由于這些單元在將來的產(chǎn)品中可能賦予新的功能，在這種

24、情況下，復位后這些單 元數(shù)值總是“0”。 at89c52除了與at89c51所有的定時/計數(shù)器0 和定時/計數(shù)器1 外，還增加了一個定時/計數(shù)器2。定時/計數(shù)器2 的控制和狀態(tài)位位于t2con（參見表3）t2mod（參見表4），寄存器對（rcao2h、rcap2l）是定時器2 在16 位捕獲方式或16 位自動重裝載方式下的捕獲/自動重裝載寄存器。7第4章 各部分電路設(shè)計4.1 傳感器的選用傳感器是一種能感受被測物體物理量并將其轉(zhuǎn)化為便于傳輸或處理的電信號的裝置，在現(xiàn)代科技領(lǐng)域中，傳感器得到了廣泛應(yīng)用，各種信息的采集離不了各種傳感器，傳感器的基本功能在于能感受外界的各種“刺激”并作出迅速反映。本

25、設(shè)計當中我們采用的水位探測傳感器簡單易做，經(jīng)濟實惠。其外形輪廓如下：圖4.1.1 水位探測傳感器外觀圖a為接+5v電源的線與水一直保持連通，b線為低水位控制線，當水位到達低水位的時候它不導通，水在正常范圍內(nèi)時，它導通。c線為高水位控制線，當它導通時，表示水已經(jīng)為高水位。我們經(jīng)過反復思考與實驗，采用了細銅線作為我們的傳感器制作材料。主要考慮了(1)細銅線的電阻率比較低，這樣就可以避免由于電阻過大而使輸出的電平過低，以致不能很好地驅(qū)動單片機工作(2)傳電性能比較好，傳電速率比較快，也就是說靈敏性非常好。(3)細銅線經(jīng)濟容易尋找，對我們在實驗室做模型來說十分方便。在制作的過程當中我們用pvc塑料管包

26、扎起來，在外部不要露出銅線，而是采用插針的辦法接到pcb版上去。這樣做有幾個好處主要是(1)非常美觀漂亮，讓線路隱藏。(2)能夠讓各線路緊湊，不會互相產(chǎn)生干擾，接觸的地方都讓絕緣膠布包扎好了。 本傳感器的尺寸是a線是cm，b線cm，c線是cm，銅線直徑是15mm.4.2穩(wěn)壓電路的設(shè)計我們設(shè)計的穩(wěn)壓電路如下:圖4.2 .1穩(wěn)壓電路原理圖本電路的主要作用是使從傳感器輸出的電平能夠穩(wěn)定地輸入單片機中，主要由三極管的兩極放大穩(wěn)定電路組成，其工作過程是水位探測傳感器把探測到的電信號送給r12,如果送入的是高電平則r11、q5、d3、q4導通把低于1.4v的低電平穩(wěn)定地送給單片機。如果是低電平送給r12則

27、r11、q5、d3、q4均不能導通二是r13導通將把高于1.4v的高電平穩(wěn)定的送給單片機。我們查找了相關(guān)資料以及我們自己在設(shè)計過程當中免去此穩(wěn)定電路,發(fā)現(xiàn)有時候也能實現(xiàn)我們的設(shè)計目的,但是也有很多時候發(fā)生水位誤判的情況,產(chǎn)生不穩(wěn)定現(xiàn)象,所以我們認為此電路是不可缺少的。既然是控制系統(tǒng),當然就要控制精確。4.3單片機控制處理電路 本設(shè)計當中，我們主要采用了p1.0、p1.1的靈活的i/o端口作用作為我們的低水位和高水位信號輸入口，單片機通過軟件的控制不斷檢測這個端口的輸入電平，一旦發(fā)現(xiàn)則執(zhí)行相應(yīng)的控制程序，輸出不同的信號給p2.3、p2.2、p2.1來告知水位情況即紅、黃、綠分別表示水位在低水位狀

28、態(tài)，高水位狀態(tài)，正常水位狀態(tài)。然后，根據(jù)不同的水位決定是否通過p2.0口驅(qū)動水泵加水還是停止加水。4.4 光報警顯示統(tǒng)電路本電路采用不同顏色的發(fā)光二極管來表示不同的水位情況。即紅燈亮，其他兩燈不亮表示是低水位狀態(tài)，此時需要啟動水泵加水；綠燈亮，其他兩燈不亮表示在正常的水位線內(nèi)；黃燈發(fā)亮，其他兩燈不亮為高水位狀態(tài)，水泵停止加水，三燈閃爍表示系統(tǒng)出現(xiàn)故障。圖4.4.1光報警電路的原理圖此電路采用的是共陽極的，所以只有當單片機給發(fā)光二極管為低電平時才能推動發(fā)光二極管點亮。其中r14、r15、r16為上拉電阻起限壓控流作用。4.5繼電器控制水泵加水電路4.5.1繼電器控制電路的原理圖該電路由繼電器rl

29、1和閉合開關(guān)、光電耦合器、水泵r7、r8、r9、r10y以及d2、q3等組成。當水位在低水位時單片機給p2.0送一個高電平導通光電耦合器然后光電耦合器驅(qū)動q3導致繼電器閉合從而讓220v的交流電接通使水泵加水。圖4.5.1繼電器控制水泵加水電路的原理圖4.5.2光電耦合器簡介其外觀如圖：圖4.5.2光電耦合器外觀圖光電耦合器是以光為媒介傳輸電信號的一種電一光一電轉(zhuǎn)換器件。它由發(fā)光源和受光器兩部分組成。把發(fā)光源和受光器組裝在同一密閉的殼體內(nèi)，彼此間用透明絕緣體隔離。發(fā)光源的引腳為輸入端，受光器的引腳為輸出端，在本設(shè)計當中發(fā)光源為發(fā)光二極管，受光器為光敏三極管。本設(shè)計當中我們采用光電耦合器組成開關(guān)

30、電路的作用，能夠很好地將單片機信號穩(wěn)定地送給繼電器驅(qū)動繼電器閉合。4.5.3 繼電器簡介 繼電器是具有隔離功能的自動開關(guān)元件，在我們設(shè)計當中主要來做自動控制作用，我們采用+5v的直流電來控制220v的交流電，以達到控制水泵的作用，因為是在這里是以一種弱電來控制強電所以安裝和使用的過程當中我們一定要注意用電安全注意事項。電磁式繼電器一般由鐵芯、線圈、銜鐵、觸點簧片等組成的。只要在線圈兩端加上一定的電壓，線圈中就會流過一定的電流，從而產(chǎn)生電磁效應(yīng)，銜鐵就會在電磁力吸引的作用下克服返回彈簧的拉力吸向鐵芯，從而帶動銜鐵的動觸點與靜觸點（常開觸點）吸合。當線圈斷電后，電磁的吸力也隨之消失，銜鐵就會在彈簧

31、的反作用力返回原來的位置，使動觸點與原來的靜觸點（常閉觸點）吸合。這樣吸合、釋放，從而達到了在電路中的導通、切斷的目的。對于繼電器的“常開、常閉”觸點，可以這樣來區(qū)分：繼電器線圈未通電時處于斷開狀態(tài)的靜觸點，稱為“常開觸點”；處于接通狀態(tài)的靜觸點稱為“常閉觸點”。圖4.5.3常用繼電器 17第5章 軟件設(shè)計5.1 程序流程圖根據(jù)設(shè)計方案以及電路特點我采用匯編語言編寫單片機程序畫出程序流程圖如圖5.1.1： 開始初始化(p1)=#00h?延時0.5秒yp2.0=0 p2.1=0p2.2=1 p2.3=1水泵抽水，紅燈亮np2.0=0 ， p2.1=1p2.2=1 ， p2.3=0水泵抽水，綠燈亮

32、y(p1)=#01h? np2.0=1、p2.1、p2.2p2.3同時變?yōu)?或1水泵停止抽水，燈閃爍(p1)=#02h?ynp2.0=1 ， p2.1=1p2.2=0 ， p2.3=1水泵停止抽水，黃燈亮y(p1)=#03h? n圖5.1.1流程圖5.2源程序程序如下： org 0000h ljmp startstart: setb p1.0 setb p1.1restart: mov a,p1 anl a,#00000011b cjne a,#00h,loop1 ;在低水位之下，開啟電動機，亮紅燈 setb p3.2 setb p3.3 clr p3.0 clr p3.1 lcall del

33、ay ljmp restartloop1: cjne a,#01h,loop2 ;當超過低水位，并且未達到高水位時，保持電動機轉(zhuǎn)動，亮綠燈 setb p3.2 setb p3.1 clr p3.0 clr p3.3 lcall delay ljmp restartloop2: cjne a,#02h,loop3 ; 系統(tǒng)故障（達到高水位，卻沒達到低水位）紅，黃，綠燈均閃爍 setb p3.0 clr p3.3 clr p3.2 clr p3.1 lcall delay setb p3.3 setb p3.2 setb p3.1 lcall delay ljmp restartloop3: cj

34、ne a,#03h,restart ;當達到高水位時，停止電動機，亮黃燈 setb p3.1 setb p3.0 setb p3.3 clr p3.2 lcall delay ljmp restartdelay: mov r0,#250delay3: mov r1,#200delay2: mov r2,#5delay1: djnz r2,delay1 djnz r1,delay2 djnz r0,delay3 ret end第6章 系統(tǒng)仿真6.1程序編譯和加載 點菜單sourceadd/remove source files”在出現(xiàn)的對話框中，選擇asem51編輯器，將上面的匯編源程序添加，點

35、菜單sourcebuild all編譯匯編源程序，生成目標代碼文件。在編輯環(huán)境左擊單片機然后右擊，將編譯生成的hex文件加載到芯片中，設(shè)單片機的時鐘工作頻率為12mhz。6.2系統(tǒng)仿真點全速運行按鍵，得到圖5.1所示的仿真結(jié)果,圖中是處于低水位狀態(tài),水泵處于運行狀態(tài)。圖6.1低水位狀態(tài)仿真結(jié)果當水位處于故障時,仿真的結(jié)果如圖5.2所示.圖6.1故障狀態(tài)仿真結(jié)果6.3系統(tǒng)仿真結(jié)果分析在proteus環(huán)境,運行高塔水位控制系統(tǒng),我們發(fā)現(xiàn),當水位處于低水位區(qū)時,紅燈亮,水泵處于運行狀態(tài),隨著水位的上升,水泵仍處于運行狀態(tài),當水位到達高位時,黃燈亮,水泵停止運行。隨著用戶使用,水位不斷下降,此時,水泵

36、處于停止狀態(tài),當水位到達低位時,水泵起動,重復以上過程。上述仿真表明，本設(shè)計達到了預期的設(shè)計目標，實現(xiàn)了水位自動控制總結(jié)以往，人們由于自己的樓頂水塔中的水位不清楚，加水不方便而感到苦惱，現(xiàn)在我們順應(yīng)大家的需要研制了這款簡單經(jīng)濟實用的高塔水位控制系統(tǒng)，相信能夠給廣大的老百姓的生活帶來方便，帶來開心，以后大家再也不用親自跑到樓頂加水啦！本系統(tǒng)主要由水位探測傳感器，單片機控制系統(tǒng)，水位顯示系統(tǒng)，繼電器驅(qū)動電路，水泵加水系統(tǒng)組成，系統(tǒng)簡單，安裝方便，建議廣大用戶嘗試使用，我相信大家在用了之后一定會感到滿意的。本系統(tǒng)采工作過程是當水位處于低水位的時候，傳感器的低水位探測線沒被+5v的電源導通進入穩(wěn)壓電路經(jīng)過處理在穩(wěn)壓電路的輸出端有一個高電平，送入單片機的p1.0口，單片機經(jīng)過分析，在p2.3口輸出一低電平，驅(qū)動紅燈亮，p2.0出來一個信號使光電耦合器gdouhe導通，這樣繼電器閉合，使水泵加水；當水位處于正常范圍內(nèi)時，水泵加水，綠燈亮；當水位在高水位區(qū)時，傳感器的兩根探測線均