畢業(yè)設(shè)計論文基于Proteus的水箱液位控制系統(tǒng)的設(shè)計

1、2015屆 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文） 基于proteus的水箱液位控制系統(tǒng)的設(shè)計the design of control system water level based on proteus 學(xué) 院： 工學(xué)院 專業(yè)班級：電氣工程及其自動化1102班 姓 名： 學(xué) 號： 指導(dǎo)教師： 完成時間： 2015年3月16日 二一五年三月論文題目：基于proteus的水箱液位控制系統(tǒng)的設(shè)計專 業(yè)：電氣工程及其自動化學(xué) 生： 簽 名： 指導(dǎo)教師： 簽 名： 摘要基于目前的狀態(tài)，本論文研究的主要內(nèi)容是使用單片機技術(shù)，來控制水箱液位系統(tǒng)，使水箱液位在達到一定水位自動報警并能人工進行切換的功能,并且在

2、高位和低位能夠聲光報警，提高安全性，在手動模式時，人工控制兩臺水泵的運行，并且在地位時強制開啟水泵進水，在高位時強制關(guān)閉水泵進水，保證水箱的可靠運行。因此，使用更為智能且精密的自動化系統(tǒng)來規(guī)范水箱液位控制，可以避免人為失誤，降低事故幾率，也能節(jié)約人力資源，降低企業(yè)成本，尤其是現(xiàn)如今的電子技術(shù)的普及，自動控制設(shè)備已經(jīng)不再是奢侈品這樣的系統(tǒng)的優(yōu)點是其他系統(tǒng)無法比擬的，是現(xiàn)代工廠一個必備的條件。關(guān)鍵詞：單片機；液位控制；聲光報警；自動控制title: the design of control system water level based on proteusmajor: electrical

3、engineering and automationname: jiang chao signature: supervisor: li mei yan signature: the design of control system water level based on proteusthe purpose of this study is to use single chip technology, the use of this technology is to control the water tank liquid level system, the water level of

4、 the tank can automatically alarm and manual switch to reaches a certain water level function. alarm at the high or low, improve security, when in manual mode, the manual control of the two pumps running, and forced open the water pump inlet low, high in the pump intake when forced to close, ensure

5、the reliable operation of water tank. therefore, the use of more to regulate the water tank liquid level control for intelligent and precision automation system can avoid human error, reduce the accident probability, it also can save human resources, reduce the cost of enterprise, especially nowaday

6、s, electronic technology automatic control equipment is no more a luxury, the advantages of this system is unmatched by other system, is a necessary condition of modern factories. key words：single chip micro computer; level control; sound and light alarm; automatic control目錄前言11緒論21.1研究意義21.2研究內(nèi)容22水

7、箱液位控制器的工作原理32.1單片機概述32.1.1 單片機的發(fā)展概況32.2 水箱給水設(shè)備原理42.3 89c51單片機控制系統(tǒng)原理42.3.1 89c51單片機控制部分結(jié)構(gòu)說明52.3.1單片機水箱控制系統(tǒng)工作原理53單片機水箱液位控制系統(tǒng)硬件設(shè)計73.1 單片機水箱液位控制器系統(tǒng)硬件介紹73.1.1 數(shù)據(jù)采集及處理模塊73.1.2 光電隔離、繼電器簡介113.1.3 給水泵電機控制回路介紹123.2水箱液位控制系統(tǒng)仿真平臺proteus介紹124水箱液位控制系統(tǒng)軟件設(shè)計144.1程序設(shè)計概要144.2程序設(shè)計原理144.2.1 系統(tǒng)主程序原理及其流程圖144.2.2 自動模式程序原理及其

8、流程圖154.2.3手動模式程序原理及其流程圖165水箱液位控制系統(tǒng)的仿真結(jié)果185.1 水箱液位控制系統(tǒng)的運行流程18結(jié)語21參考文獻22致謝23前言單片機技術(shù)在電子領(lǐng)域的運用越來越廣泛，目前很多新型電子器件對控制信號要求很高，若不采用單片機或者可編程控制器則幾乎無法使用，單片機技術(shù)的應(yīng)用不僅可以簡化電路設(shè)計，而且可以大大提高電路設(shè)計水平。本次畢業(yè)設(shè)計是通過89c51單片機作為核心，通過光電隔離器和繼電器作為外圍電路來實現(xiàn)水箱液位精確控制，并伴隨高限和低限的聲光報警，軟件采用匯編語言，來實現(xiàn)整個系統(tǒng)的快速反應(yīng)。1緒論1.1研究意義水箱水位控制系統(tǒng)在我們國家的工業(yè)生產(chǎn)中廣泛運用，在現(xiàn)如今的信息

9、化、智能化的工業(yè)控制領(lǐng)域，老舊的人工控制方式已經(jīng)難以滿足需求，它的能耗大、控制精度低的劣勢嚴重制約著我們國家的工業(yè)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型，但是隨著自動控制原理的發(fā)展，電子元器件的普及，技術(shù)人員的批量培養(yǎng)，一個用液位的變化來自動調(diào)整的水箱液位控制系統(tǒng)，通過運行參數(shù)的調(diào)節(jié)，使得有一個恒定的水壓來保證工廠的使用要求，使得系統(tǒng)在工作有一個很好的安全保障。并且改造成本低廉，安裝便捷，通過根據(jù)軟件proteus的仿真證明了實驗的可行性，靈敏度高，是節(jié)約人力物力的理想設(shè)備。此設(shè)備的系統(tǒng)采用單片機來進行實現(xiàn)水箱自動液位控制，保證了系統(tǒng)的成本低廉且實用價值高。它能自動完成上水停水的循環(huán)操作，并且保證液面高度處于理想水平，水壓

10、不會有太明顯的變化，它的結(jié)構(gòu)也很簡單，可以在現(xiàn)有的水箱上面進行安裝改造，兼容性強。靈敏度高，節(jié)約資源成本顯著，適用于各種大型儲液裝置。在現(xiàn)如今的社會高速發(fā)展大環(huán)境下，水的供應(yīng)在工廠企業(yè)的生產(chǎn)中占有很大的比重，這就需要一個廉價且能實現(xiàn)全自動運行的控制器來實現(xiàn)水量的充足、平穩(wěn)供應(yīng)。單片機，其體積大小可以以厘米級的單位來計量但在這一塊地方上集成了很多微型芯片，單片機的問世代表了這個時代的科技水平，為實現(xiàn)以前無法實現(xiàn)的功能提供個一個強有力的基礎(chǔ)，對后來自動化設(shè)備起到了關(guān)鍵作用。單片機也以其設(shè)計簡單，價格便宜，功能強大，兼容性好這些優(yōu)勢，讓許多系統(tǒng)開發(fā)所采用。1.2研究內(nèi)容這類系統(tǒng)的主要特點就是不需要人

11、的操作，自動輸出操作指令，所以他需要對水箱液位中傳感器輸出的信號進行分析，以之前人工設(shè)定好的數(shù)據(jù)來比對從而發(fā)出對控制水泵的工作指令。這套系統(tǒng)需要使用兩臺水泵來實現(xiàn)水位的動態(tài)控制，當系統(tǒng)需水大的時候，水位線過低，m1和m2兩臺水泵同時工作，來保證水位回到可控的平衡位置；當系統(tǒng)需要水小的時候，水位線到達正常時，m2水泵單獨工作,m1水泵停機待命；當沒有用水時，水位線到達上限時，m2水泵停機待命，整套設(shè)備處于待命狀態(tài)。并且在低水位有黃色指示燈警示并伴隨蜂鳴器報警；在水位線到達正常時有綠色燈指示，無報警。 2水箱液位控制器的工作原理2.1單片機概述單片微型計算機（single chip microco

12、mputer）簡稱單片機，在外國隨著科技的發(fā)展，傳統(tǒng)的單片機已經(jīng)在結(jié)構(gòu)上發(fā)生了大的改變，體現(xiàn)最為突出的最能展現(xiàn)人們智慧的是嵌入式微控制器mcu（micro-control-ler）但在國內(nèi)由于人們的習慣所以把這個新系統(tǒng)也稱之為單片機，它是把微型計算機的中央處理器（cpu）和數(shù)據(jù)存儲器（pam）、程序存儲器（rom）、定時/計數(shù)器以及i/o接口集成在了一起的一種微型計算機。伴隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，目前的單片機主要突出了它的控制功能。除了集成了定時/計數(shù)器外，有的單片機還集成了諸如數(shù)模轉(zhuǎn)換（d/a）、模數(shù)轉(zhuǎn)換（a/d）等功能部件（為了加強模擬信號的采集、處理）；有的單片機內(nèi)部集成了pwm（脈沖寬度調(diào)

13、制）,pca（計數(shù)器捕獲比較邏輯）、高速i/o口、wdt（看門狗定時器）等功能部件。因為單片機的使用場合多數(shù)都是控制方面，所以單片機又被稱之為微型控制器。2.1.1 單片機的發(fā)展概況在計算機控制領(lǐng)域（如家電、汽車、工業(yè)控制等），對控制系統(tǒng)的要求都比較苛刻。例如體積小、高智能、成本低、功耗小、抗干擾能力強和可靠性好。不但傳統(tǒng)的電氣控制設(shè)備不能勝任，就連一般的應(yīng)用型pc機也不能一一滿足。在此背景之下，有關(guān)于單片機的想法才逐漸成形。單片機就是將計算機的基本部件做了高度集成和合理的簡配后綜合在了單一的芯片上，體積較小，能很好的滿足對控制系統(tǒng)的體積要求。在許多的控制場合不需要復(fù)雜的數(shù)學(xué)邏輯計算，因此單片

14、機在生產(chǎn)工藝上進行了簡化，降低了制造成本。同時采用規(guī)?；a(chǎn)來進一步降低成本，目前的市場行情就很好的證明了這一切。而且在工藝上所有的電路都集成在一個芯片上，避免了因為線路連接錯誤導(dǎo)致的系統(tǒng)失效的可能性，提高了可靠性。而且在設(shè)計上采取了很多措施來降低功耗，滿足了控制系統(tǒng)的功耗需求，同時也采用了很多抗干擾措施，讓單片機在各種復(fù)雜的干擾壞境下可以繼續(xù)不受干擾的工作，并且在-50-100攝氏度范圍內(nèi)都能正常工作。目前以intel公司出的mcs-51系列最為普遍，但是后來intel將工作重心轉(zhuǎn)移到了pc業(yè)務(wù)，將內(nèi)核使用權(quán)扎un讓給了atmel等著名ic制造商，本次設(shè)計就是采用atmel的89c51系列8

15、位單片機設(shè)計的控制器2.1.2 89c51系列單片機 89c51是有著4k字節(jié)閃爍可編可刪的高性能單片機、高性能cmos8位微處理器，國內(nèi)技術(shù)人員中的單片機。由于將8位多功能cpu和閃爍存儲器組合在單個芯片中，這讓該型單片機成了一款高效的產(chǎn)品，并且atmel公司為這款單片機提供了更多的方案是得他在易用性和價格方面提出了更多的可能。 2.2 水箱給水設(shè)備原理水箱給水設(shè)備系統(tǒng)由兩臺水泵機組、水箱和三個液位傳感器組成，其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2.1： 圖2.1 水箱給水控制器結(jié)構(gòu)圖 其中m1、m2為給水泵機組，高位、中位、低位是液位傳感器，當水位到達高位時，高位傳感器就會從低電位變?yōu)楦唠娢?；當水位到達中位時，

16、中位傳感器就會從低電位變?yōu)楦唠娢?；同理水位到達低位也是一樣的。2.3 89c51單片機控制系統(tǒng)原理2.3.1 89c51單片機控制部分結(jié)構(gòu)說明本系統(tǒng)采用的單片機引腳圖具體控制如下：p1口和p3口為輸入輸出檢測信號和控制信號。下面是芯片引腳圖具體分配：p1.0：水位低位輸入信號。（低1，高0）p1.1：水位中位輸入信號。（低1，高0）p1.2：水位高位輸入信號。（低1，高0）p1.3：手動與自動轉(zhuǎn)換輸入信號。（手動1，自動0）p1.4：m1開關(guān)狀態(tài)輸入信號。（開0，關(guān)1）p1.5：m2開關(guān)狀態(tài)輸入信號。（開0，關(guān)1）p1.6：m1開關(guān)狀態(tài)輸入信號。（開1，關(guān)0）p1.7：m2開關(guān)狀態(tài)輸入信號。（

17、開1，關(guān)0）p3.0：高水位報警輸出信號。p3.1：中水位報警輸出信號。p3.2：低水位報警輸出信號。p3.3：蜂鳴器報警輸出信號。p3.4：手動啟動m1輸入信號，低電平有效動作。p3.5：手動啟動m2輸入信號，低電平有效動作。p3.6：手動停止m1輸入信號，低電平有效動作。p3.7：手動停止m2輸入信號，低電平有效動作。2.3.1單片機水箱控制系統(tǒng)工作原理當水箱液位沒有到達低位時，啟動m1、m2給水，水位上升到50%，此時低位液位傳感器接收到信號，液位指示燈黃色報警，并伴隨蜂鳴器鳴響。當水箱液位繼續(xù)增加到75%時，此時m1停止工作處于待命狀態(tài)，m2單獨給水。當水箱液位上升達到90%時，m2停

18、止工作處于待命狀態(tài)。經(jīng)過實驗驗證，得到以下數(shù)據(jù)：在只進不出的情況下水位從50%-75%，兩臺水泵工作需要10min：水位從75%-90%，一臺水泵工作需要15min：在平均出水的情況下水位從50%-75%，兩臺水泵工作需要30min：水位從75%-90%，一臺水泵工作需要45min：水箱液位一般情況下維持在50%-90%之間，以保證水壓在允許范圍內(nèi)。報警控制如下：當液位到達90%甚至超過時，液位傳感器發(fā)出信號，系統(tǒng)報警，紅色指示燈點亮，蜂鳴器警示。當水位到達75%甚至超過時，液位傳感器發(fā)出信號，系統(tǒng)不報警，綠色指示燈點亮，蜂鳴器不動作。當水位到達50%甚至超過時，液位傳感器發(fā)出信號，系統(tǒng)報警，

19、黃色指示燈點亮，蜂鳴器動作。當水位低于50%時，液位傳感器接收不到信號，視為水箱空位后初次進水，無警示。手動/自動模式轉(zhuǎn)換控制如下：自動模式下，由單片機根據(jù)信號判斷水位情況，根據(jù)不同液位，自動調(diào)整水泵、指示燈和蜂鳴器工作。手動模式下，兩臺水泵的工作根據(jù)人工控制運行，但是指示燈依舊工作，且當水位到達90%時系統(tǒng)報警，強制切斷兩臺水泵工作。3單片機水箱液位控制系統(tǒng)硬件設(shè)計3.1 單片機水箱液位控制器系統(tǒng)硬件介紹3.1.1 數(shù)據(jù)采集及處理模塊 單片機在整個系統(tǒng)中有舉足輕重的位置，是系統(tǒng)的交換中心，本次設(shè)計采用的是atmel公司的89c51單片機，這類產(chǎn)品有著成本低，易用性高的優(yōu)點，所以我選擇這款單片

20、機為實驗設(shè)備。盡管8位單片機的種類很多，但是無論從全國還是從世界范圍來看，51系列都是最廣泛、影響最深的，許多公司都推出了兼容系列單片機。51單片機是行業(yè)中的一個標桿，并且在市場中占有很高的低位。它的片內(nèi)rom空間為4kb，片內(nèi)ram空間為128b，尋址范圍在64kb+64kb，定時/計數(shù)器為2×16位，并行i/o口為4×8個，串行i/o口為1個，中斷源5個。51系列單片機采用兩種半導(dǎo)體工藝：一種是hmos工藝；另一種是chmos工藝。單片機中標有c的就是指采用chmos工藝。chmos有著hmos的具有的所有的特點，唯一不同的的就是chmos功耗相比hmos會低很多。例如

21、：8051的功耗是630mw，而80c51的功耗只有120mw。下面簡單介紹其各個部分的功能。程序存儲器：rom，用來存儲程序，89c51為4k rom。當片內(nèi)存儲器的容量不夠時，可以在外部擴展一個存儲器來滿足項目需求，片外最多可以擴展到64kb。中斷系統(tǒng)：具有5個中斷源，2個中斷優(yōu)先權(quán)。定時器/計數(shù)器：片內(nèi)有2×16位的定時器/計數(shù)器，有4種工作模式可供選擇。實際項目的運用中，單片機往往要準確的定時，或者對外部的信息進行準確的計數(shù)，因而需要在單片機的內(nèi)部設(shè)有定時/計數(shù)裝置。串行口：可以用來進行串行通信，擴展并行i/o口，根據(jù)項目需要，可以與其它的單片機鏈接，構(gòu)成單片機組，從而讓單片

22、機的使用更靈活機動，匹配各種復(fù)雜的控制系統(tǒng)，執(zhí)行多樣的任務(wù)。特殊功能寄存器：簡稱sfr，其在cpu中設(shè)有21個，對于中央處理器的各個部件進行管理、控制、監(jiān)控。單片機的時序控制：時鐘電路：51系列單片機內(nèi)設(shè)有震蕩電路，由反向放大器構(gòu)成，xtal1和xtal2分別作為震蕩電路的輸入部分和輸出部分。時序：89c51單片機的執(zhí)行器周期由s1-s6,6個狀態(tài)組成，每一個狀態(tài)又持續(xù)2個震蕩周期，分別是p1、p2兩個節(jié)拍。因此，89c51單片機的一個機器周期由12個震蕩周期組成。如果采用12mhz的晶體振蕩器，那么每個機器周期為1us，每個狀態(tài)周期為1/6us；在一般情況下，邏輯操作和算術(shù)發(fā)生在第n期間，內(nèi)

23、部寄存器到寄存器的傳輸則發(fā)生在p2期間。對于單周期指令，當指令操作碼讀指令寄存器時，使從sip2開始執(zhí)行指令。如果是雙字節(jié)指令，則在同一機器周期的s4讀第二個字節(jié)。如果是單字節(jié)指令，那么在s1區(qū)間依然進行讀指令，但所讀取的代碼被單片機忽略，單片機的計數(shù)器也不會工作+1.在計數(shù)器結(jié)束工作時完成指令操作。多數(shù)mcs51指令的周期為12個機器周期。對于雙字節(jié)的單機器指令，通常在一個機器周期內(nèi)從單片機存儲器中讀取兩個字節(jié)，但movx指令是個例外，movx指令是單片機內(nèi)部與外部交流的的單字節(jié)雙機器周期指令，在執(zhí)行movx代碼的時候，外部數(shù)據(jù)讀取時用了機器的2個周期。下面是89c51單片機的震蕩電路。如圖

24、3-1：圖3.1 89c51單片機震蕩電路引腳及其功能說明：89c51單片機的引腳圖3.2如下：圖3.2 89c51引腳圖p0口：（ad0-ad7）為一個8位漏級開路雙向i/o口，每個管腳可以接收8ttl門電流。當p1口的一個管腳第一次寫1時，被定義為高阻輸入。p0口作為通用雙向i/o口，用來輸入或者輸出數(shù)據(jù)，并且可以作為低8位地址輸出和8位數(shù)據(jù)總線的輸入輸出。p1口：在單片機的內(nèi)部提供有上拉電阻，可以作為通用雙向i/o口來輸入或者輸出數(shù)據(jù)，其緩沖器可以接收輸出4ttl門電流。其管腳寫入1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，p1口被外部電路下拉為低電平時，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。p2口

25、：在機器的內(nèi)部提供有上拉電阻，并且也可以作為通用雙向i/o口來輸入或者輸出數(shù)據(jù)，并且在訪問外部存儲器或者外部接口芯片時，輸出高8位地址，其緩沖器可接收輸出4個ttl門電流，當p2口被寫“1”時，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時，p2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。p2口當用于外部程序存儲器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進行存儲時，p2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進行讀寫時，p2口輸出器特殊功能寄存器的內(nèi)容。p3口：在單片機的內(nèi)部提供有上拉電阻，也可以作為通用雙向i/o口來輸入或者輸出數(shù)據(jù)，可接收

26、輸出4個ttl門電流。當p3口寫入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為高點平，并且用作輸入，由于外部下拉為低電平，p3口將輸出電流（ill），這也是由于上拉電阻的緣故。它也有第二功能見下表3-1表3-1 p3口功能表引腳信號名稱第二功能p3.0rxd串行接收時，串行數(shù)據(jù)的輸入口p3.1txd串行發(fā)送時，串行數(shù)據(jù)的輸出口p3.2int0外部中斷0的中斷請求輸入信號輸入端p3.3int1外部中斷1的中斷請求輸入信號輸入端p3.4t0定時器0作為外部計數(shù)時，外部計數(shù)脈沖輸入端p3.5t1定時器1作為外部計數(shù)時，外部計數(shù)脈沖輸入端p3.6wr訪問外部數(shù)據(jù)存儲器寫信號輸入端p3.7rd訪問外部數(shù)據(jù)存儲器寫信號輸出

27、端rst：復(fù)位輸入。作為振蕩器的復(fù)位器件時， rst腳兩個機器周期都要保持為高電平時間。xtal1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時鐘工作電路的輸入。xtal2：來自反向振蕩器的輸出。其中，vcc：供電電源。gnd：接地。3.1.2 光電隔離、繼電器簡介水箱的控制核心單元由89c51系統(tǒng)組成。但是在工業(yè)環(huán)境中，復(fù)雜的電磁環(huán)境干擾著電路核心單元的輸入輸出，容易引起水泵的誤操作，并且水泵的起停會引起電源的波動從而對控制電路造成影響，所以為避免以上問題，單片機的輸入輸出都采用光電隔離。而在輸出信號上面是弱電控制強電，所以避免干擾就要通過繼電器隔離。光電隔離器在工作時，把輸入信號加入到輸入端，使發(fā)光二極管

28、發(fā)光，光敏三級管在接收到光信號后導(dǎo)通，從而達到電-光-電的三次轉(zhuǎn)換。而繼電器隔離是用電信號控制繼電器的電磁線圈，當輸出高電位時，電磁線圈通電，吸合開關(guān)，常閉觸電斷開，常開觸電閉合。輸入通過光電隔離器，來保護單片機的輸入端正常工作，其電路圖如圖3-3：圖3.3 光電隔離器其中2，3口作為其輸入，6，7口作為其輸出。輸出通過繼電器，控制水泵機組的起停，其電路圖如同3-4：圖3.4 繼電器控制電路其中，此圖開關(guān)閉合狀態(tài)為常閉，當線圈通電時，開光將變換成另一狀態(tài)。3.1.3 給水泵電機控制回路介紹給水泵電機控制回路，如圖3.5：圖3.5給水泵電機控制回路3.2水箱液位控制系統(tǒng)仿真平臺proteus介紹

29、proteus軟件是英國lab center electronics公司出版的eda工具軟件。它能仿真單片機和它的外圍器件還可以進行eda工具軟件的仿真功能。它是目前比較好的單片機及其外圍器件仿真的軟件工具。雖然在國內(nèi)起步較晚，但是已經(jīng)收到單片機愛好者的推崇，并且在互聯(lián)網(wǎng)上有眾多從事單片機教學(xué)視頻，適合初學(xué)者入門。它能從原理圖布圖、代碼調(diào)試到單片機與外圍電路的協(xié)同仿真，并且一鍵切換到pcb設(shè)計，真正實現(xiàn)了從概念到產(chǎn)品的完整設(shè)計。是目前唯一的將電路仿真、pcb軟件設(shè)計和虛擬模擬仿真軟件三合一的設(shè)計平臺，其處理器模型支持80c51、hc11、pic10/12/16/18/24/30/dspic33

30、、avr、arm、8086和msp430等。其功能特點是：原理布圖pcb自動或人工布線spice電路仿真革命性的特點：1.互動的電路仿真用戶甚至可以實時采用諸如ram、rom、鍵盤、馬達、led、lcd、ad/da、部分spi器件、部分iic器件。2.仿真處理器及其外圍電路可以直接在基于原理圖的虛擬原型上編程，再配合顯示及輸出，能看到運行后輸入輸出的效果。配合系統(tǒng)配置的虛擬邏輯分析儀、示波器等，proteus建立了完備的電子設(shè)計開發(fā)環(huán)境。4.擁有豐富的器件庫超過27000種元器件，可方便地創(chuàng)建新元器件。5.智能的器件搜索通過模糊搜索可以快速定位所需要的器件。6.智能化的連線功能自動連線功能使連

31、接導(dǎo)線簡單快捷，大大縮短繪圖時間。7.支持總線結(jié)構(gòu)使用總線器件和總線布線使電路設(shè)計簡單清晰。8.可支持高精度質(zhì)量圖紙通過個性化設(shè)置，可以生成印刷品質(zhì)的bmp圖紙，可以方便地讓word、powerpoint等多種文檔使用。其功能模塊的特點：1.完善的電路仿真功能prospice混合仿真：基于工業(yè)標準spice3f5，實現(xiàn)數(shù)字/模擬電路的混合仿真。2.超過27000個仿真器件：可以在軟件內(nèi)部進行自行設(shè)計仿真器件，元件庫也在不斷更新，供開發(fā)者參考。3.多樣的激勵源：包括直流、正弦、脈沖、分段線性脈沖、音頻、指數(shù)信號、單頻fm、數(shù)字時鐘和碼流，還支持文件形式的信號輸入。4.生動的仿真顯示：用色點顯示引

32、腳的數(shù)字電平，導(dǎo)線以不同顏色表示其對地電壓大小，結(jié)合動態(tài)器件（如電機、顯示器件、按鈕）的使用可以使仿真更加直觀、生動。5.高級圖形仿真功能（asf）：根據(jù)圖標的分析可以精確了解電路的多項指標，其中包含噪聲、頻率特性、傳輸特性、失真、傅立葉頻譜分析儀、工作點、瞬態(tài)特性等，同時還能進行一致分析。4水箱液位控制系統(tǒng)軟件設(shè)計4.1程序設(shè)計概要本次水箱液位控制系統(tǒng)的程序開發(fā)，采用的語言是匯編語言。程序?qū)崿F(xiàn)液位在高位、中位、低位的聲光提示，判斷水泵的工作方式（手動或自動）。當水位達到規(guī)定容量時，停止對水箱供水。此設(shè)計中，低電平有效（0為有效），高電平有效（1為有效）。4.2程序設(shè)計原理4.2.1 系統(tǒng)主程

33、序原理及其流程圖主程序的作用是對單片機的初始化，并且判斷用戶是采用手動模式還是自動模式，并根據(jù)用戶的需求選擇要執(zhí)行的步驟：如果采用手動模式，則程序跳轉(zhuǎn)到手動模式程序代碼。如果采用自動模式，則程序跳轉(zhuǎn)到自動模式程序代碼。主程序原理流程圖如下圖4.1圖4.1 主程序流程框圖系統(tǒng)的主程序：org 0000hmain:mov p1,#0ffh ：p1口初始化 mov p3,#0ffh ：p1口初始化 jnb p1.3,aut ：p1.3為0，跳轉(zhuǎn)到自動模式 jnb p3.6,x1 ：手動關(guān)閉m1水泵時，跳轉(zhuǎn)致x1程序。 jnb p3.7,x2 ：手動關(guān)閉m2水泵時，跳轉(zhuǎn)至x2程序。 jnb p3.4,

34、x3 ：手動開啟m1水泵時，跳轉(zhuǎn)至x3程序 jnb p3.5,x4 ：手動開啟m2水泵時，跳轉(zhuǎn)至x4 ajmp main ：跳回主程序4.2.2 自動模式程序原理及其流程圖自動模式的前提條件是在主程序中選擇了自動選項，也就是在系統(tǒng)開啟前，用戶選擇了自動模式。自動模式首先判定水位是否到達或超過高位，若水位超過高位或者到達高位，則停止水泵的運轉(zhuǎn)，并啟動高位紅色警示燈和蜂鳴器報警，并返回主程序。若水位沒有到達高位，則判定其是否到達或者超過中位，若水位超過或者到達中位，則運行m2水泵，m1水泵待命，并且啟動中位綠色指示燈。若水位沒到達中位，則判定其是否到達或這超過低位，若水位到達或超過，則運行m1、m

35、2兩臺水泵，并且啟動低位黃色指示燈和蜂鳴器報警，若都沒達到要求，則系統(tǒng)自認為水箱初次進水，兩臺水泵都工作，且不報警和燈光指示。自動程序原理流程圖如下圖4.2圖4.2 自動程序流程圖系統(tǒng)的自動子程序：aut:nop jnb p1.2,red 判定水位是否到達高位，是的話跳轉(zhuǎn)至red語句 jnb p1.1,green 判定水位是否到達中位，是的話跳轉(zhuǎn)至green語句 jnb p1.0,yellow 判定水位是否到達低位，是的話跳轉(zhuǎn)至yellow語句red:clr p3.2 紅色指示燈點亮 clr p3.3 蜂鳴器鳴叫 ajmp y1green:clr p3.1 綠色指示燈點亮 ajmp y2yel

36、low:clr p3.0 黃色指示燈點亮 clr p3.3 蜂鳴器鳴叫4.2.3手動模式程序原理及其流程圖手動模式的前提是在主程序中選擇了手動模式，也就是在系統(tǒng)開啟前，用戶選擇了手動模式。手動模式的判定是根據(jù)用戶對按鍵的操作決定的。當在主程序中沒有跳轉(zhuǎn)到自動程序，則在主程序中先判定m1、m2的關(guān)閉按鈕，再判定m1、m2的開啟按鈕，保證在開啟鍵和停止鍵同時按下時，優(yōu)先選擇停止按鈕。手動程序原理流程圖如下圖4.3圖4.3 手動程序流程圖系統(tǒng)的手動程序如下： jnb p3.6,x1 如果m1停止按鈕按下，跳轉(zhuǎn)至x1語句 jnb p3.7,x2 如果m2停止按鈕按下，跳轉(zhuǎn)至x2語句 jnb p3.4,x3 如果m1開啟按鈕按下，跳轉(zhuǎn)至x3語句 jnb p3.5,x4 如果m2