畢業(yè)論文-基于STC12C54的帶顯示的水箱水位控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

1、大連東軟信息學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）論文題目論文題目：基于STC12C54的帶顯示的水箱水位控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 系 所：電子工程系 專 業(yè)：電子信息工程（微電子制造方向） 學(xué)生姓名： 學(xué)生學(xué)號(hào)： 指導(dǎo)教師： 導(dǎo)師職稱：副教授 完成日期：2014年 4月28日 大連東軟信息學(xué)院Dalian Neusoft University of Information大連東軟信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 摘要 IV基于STC12C54的帶顯示的水箱水位控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 摘 要科學(xué)的進(jìn)步不僅帶來(lái)社會(huì)的進(jìn)步，而且給人們的生活帶來(lái)了便利。智能水箱系統(tǒng)的應(yīng)用越來(lái)越普及。如何設(shè)計(jì)自動(dòng)化程序讓水箱系統(tǒng)正常工作。如何有

2、效提高控制系統(tǒng)的工作效率，如何考慮系統(tǒng)可靠性，避免多發(fā)事故率，如何有效的降低設(shè)計(jì)成本及后期成本等，都是設(shè)計(jì)一款水箱水位控制系統(tǒng)必須考慮的問(wèn)題。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)主要從系統(tǒng)的智能化及設(shè)計(jì)成本兩大方面考慮。其中，水位檢測(cè)電路主要靠光耦電路實(shí)現(xiàn)，輸出端經(jīng)過(guò)一個(gè)電阻后再接到四個(gè)開(kāi)關(guān)，開(kāi)關(guān)分別控制四個(gè)水位，水位的選擇由開(kāi)關(guān)打向決定。當(dāng)光耦通電壓，由于水是導(dǎo)電的，水流經(jīng)的時(shí)候光耦里的二極管會(huì)發(fā)光，而另一端接地線，地線延伸到水容器，另一個(gè)口接微控制單元的一個(gè)輸入/輸出口，當(dāng)水位到達(dá)之后，經(jīng)水導(dǎo)電光耦一端與地線相連，光耦工作，則微控制器檢測(cè)到該接口為低電平，這時(shí)就控制抽水泵停止工作。本文所設(shè)計(jì)的水箱水位控制系統(tǒng)

3、可以通過(guò)液晶顯示屏進(jìn)行水位的實(shí)時(shí)監(jiān)控，可以及時(shí)的控制水位。當(dāng)水位低于最低線時(shí)，單片機(jī)通過(guò)繼電器控制水泵開(kāi)啟，完成注水工作；當(dāng)水位高于最高線時(shí)，蜂鳴器報(bào)警提示，單片機(jī)控制繼電器關(guān)閉，進(jìn)而關(guān)閉水泵，完成停止注水工作。本系統(tǒng)的所有工作都是自動(dòng)完成的，節(jié)省了不少人力物力。關(guān)鍵詞：水箱水位控制，檢測(cè)電路，單片機(jī)，液晶顯示大連東軟信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） AbstractDesign and Implementation of Tank Water Level Control System with Display based-on STC12C54 AbstractScientific progress

4、 not only brings social progress, but also provides people with convenient lives. Application of intelligent tank systems is becoming increasingly popular. It must be considered about how to design an automated process to allow the tank system work properly, how to improve the efficiency of the cont

5、rol system, how to avoid system multiple accident rate, and how to effectively reduce design costs and post costs before a good tank level control system is designed.The main design task is considered about intelligent performance and design costs of control systems. Among them, the level detection

6、circuit is mainly achieved by opt coupler. The output terminal is connected to four switches through a resistor. The four switches control the four level. The water level is selected by the switch. When opt coupler is turned on, the diode will light after water flows through because water is conduct

7、ive. When the other end to the ground, ground extends to the water container, another port access micro control unit of an input/output port. When the water level reaches, opt coupler is connected to the ground and opt coupler works. The pumps stopped when low level voltage is detected by MCU.Water

8、level is monitored in real time by the tank water level control system with the liquid crystal display screen in the paper. When the water level falls below the minimum line, SCM turns control the pump relay on and water is poured into the tank. When the water level is higher than the highest line,

9、buzzer alarms, MCU turns the pump off and water injection is stopped.All the work of the system is done automatically and a lot of manpower and material resources can be saved.Key words: Tank level control, Detection circuit, Microcontroller, LCD大連東軟信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 目錄目 錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _To

10、c387148158 摘 要 PAGEREF _Toc387148158 h I HYPERLINK l _Toc387148159 Abstract PAGEREF _Toc387148159 h II HYPERLINK l _Toc387148160 第1章 緒 論 PAGEREF _Toc387148160 h 1 HYPERLINK l _Toc387148161 1.1 論文研究目的及意義 PAGEREF _Toc387148161 h 1 HYPERLINK l _Toc387148162 1.2 水箱水位控制系統(tǒng)的現(xiàn)狀 PAGEREF _Toc387148162 h 1 HYP

11、ERLINK l _Toc387148163 1.3 水箱水位控制系統(tǒng)研究預(yù)期成果 PAGEREF _Toc387148163 h 2 HYPERLINK l _Toc387148164 第2章關(guān)鍵技術(shù)介紹 PAGEREF _Toc387148164 h 3 HYPERLINK l _Toc387148165 2.1 水位檢測(cè)原理 PAGEREF _Toc387148165 h 3 HYPERLINK l _Toc387148166 2.2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路 PAGEREF _Toc387148166 h 3 HYPERLINK l _Toc387148167 2.2.1 單片機(jī)概述 PAGERE

12、F _Toc387148167 h 3 HYPERLINK l _Toc387148168 2.2.2 設(shè)計(jì)思路 PAGEREF _Toc387148168 h 3 HYPERLINK l _Toc387148169 2.3 系統(tǒng)構(gòu)架概述 PAGEREF _Toc387148169 h 4 HYPERLINK l _Toc387148170 2.4 系統(tǒng)任務(wù)的可行性分析 PAGEREF _Toc387148170 h 4 HYPERLINK l _Toc387148171 2.4.1 技術(shù)可行性 PAGEREF _Toc387148171 h 4 HYPERLINK l _Toc3871481

13、72 2.4.2 產(chǎn)品成本及市場(chǎng)推廣可行性分析 PAGEREF _Toc387148172 h 5 HYPERLINK l _Toc387148173 第3章系統(tǒng)設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc387148173 h 6 HYPERLINK l _Toc387148174 3.1 設(shè)計(jì)指導(dǎo)思想和原則 PAGEREF _Toc387148174 h 6 HYPERLINK l _Toc387148175 3.1.1 指導(dǎo)思想 PAGEREF _Toc387148175 h 6 HYPERLINK l _Toc387148176 3.1.2 設(shè)計(jì)原則 PAGEREF _Toc387148176 h

14、6 HYPERLINK l _Toc387148177 3.2 單片機(jī)水箱水位控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc387148177 h 6 HYPERLINK l _Toc387148178 3.2.1 主要器件介紹 PAGEREF _Toc387148178 h 6 HYPERLINK l _Toc387148179 3.2.2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc387148179 h 8 HYPERLINK l _Toc387148180 第4章系統(tǒng)實(shí)現(xiàn) PAGEREF _Toc387148180 h 13 HYPERLINK l _Toc387148181 4.1 系統(tǒng)流程圖

15、 PAGEREF _Toc387148181 h 13 HYPERLINK l _Toc387148182 4.2 設(shè)計(jì)實(shí)物圖 PAGEREF _Toc387148182 h 13 HYPERLINK l _Toc387148183 4.3 系統(tǒng)程序 PAGEREF _Toc387148183 h 14 HYPERLINK l _Toc387148184 4.3.1 按鍵程序 PAGEREF _Toc387148184 h 14 HYPERLINK l _Toc387148185 4.3.2 水箱水位控制程序 PAGEREF _Toc387148185 h 14 HYPERLINK l _To

16、c387148186 4.3.3 液晶顯示程序 PAGEREF _Toc387148186 h 15 HYPERLINK l _Toc387148187 第5章系統(tǒng)的檢測(cè)與調(diào)試 PAGEREF _Toc387148187 h 17 HYPERLINK l _Toc387148188 5.1 系統(tǒng)的檢測(cè) PAGEREF _Toc387148188 h 17 HYPERLINK l _Toc387148189 5.1.1 電子元器件的極性檢測(cè) PAGEREF _Toc387148189 h 17 HYPERLINK l _Toc387148190 5.1.2 繼電器的檢測(cè) PAGEREF _Toc

17、387148190 h 17 HYPERLINK l _Toc387148191 5.2 系統(tǒng)的調(diào)試 PAGEREF _Toc387148191 h 18 HYPERLINK l _Toc387148192 第6章結(jié)論 PAGEREF _Toc387148192 h 21 HYPERLINK l _Toc387148193 參考文獻(xiàn) PAGEREF _Toc387148193 h 22 HYPERLINK l _Toc387148194 致 謝. PAGEREF _Toc387148194 h 23附 錄. PAGEREF _Toc387148194 h 24大連東軟信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-

18、 第1章 緒 論隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，設(shè)備自動(dòng)化深受大家親睞。傳統(tǒng)的水箱、熱水器等設(shè)備，對(duì)于水位的控制缺乏先進(jìn)的技術(shù)做支持，往往給人們的使用帶來(lái)了困擾。目前，已有很多技術(shù)應(yīng)用于對(duì)于水箱水位的控制，本文就介紹了一種基于單片機(jī)的帶顯示功能的水箱水位控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。1.1 論文研究目的及意義大型水箱是很多公司生產(chǎn)過(guò)程中必不可少的部件，它的性能和工作質(zhì)量的優(yōu)良不僅僅對(duì)生產(chǎn)有著巨大的影響，而且也關(guān)系著生產(chǎn)的安全。在過(guò)去，大量的對(duì)水箱操作是由相應(yīng)的人員進(jìn)行操作的，這樣的人工方式帶來(lái)了很大的弊端，比如水位的控制，時(shí)刻監(jiān)控水箱的環(huán)境，夜間的監(jiān)控等等，操作員稍有疏忽，或者簡(jiǎn)易的器件損壞，將帶來(lái)無(wú)法彌補(bǔ)的損失，

19、更嚴(yán)重的會(huì)危及到生產(chǎn)人員的人身安全等。從水資源節(jié)約方面考慮，以往的人工控制在很多情況下，容易造成資源不必要的浪費(fèi)，大部分原因是水箱內(nèi)部水位沒(méi)有及時(shí)的反饋信息給操作員，從而使控制上有一定的延遲，造成了水量過(guò)多或者沒(méi)能及時(shí)補(bǔ)水而導(dǎo)致資源的浪費(fèi)或生產(chǎn)出現(xiàn)異常。所以，對(duì)水箱控制，如果能夠使用精密的而且完全會(huì)嚴(yán)格按照生產(chǎn)規(guī)定運(yùn)行的自動(dòng)化系統(tǒng)，可以最大限度的避免事故的幾率，同時(shí)也能節(jié)省資源并能有效提高生產(chǎn)效率。 因此對(duì)水箱水位的監(jiān)控以及自動(dòng)化的引入可以很好的改善補(bǔ)水過(guò)多和及時(shí)補(bǔ)水的情況，也可以很好的節(jié)約資源有效的降低成本。因此制作一個(gè)基于STC12C54單片機(jī)的水箱水位控制系統(tǒng)對(duì)水位進(jìn)行自動(dòng)監(jiān)控可以減少這

20、些損失，可以極大減少投入，具有很高的實(shí)用性。該裝置成本低、安裝方便、靈敏性好，是控制水箱水位的理想裝置1。1.2 水箱水位控制系統(tǒng)的現(xiàn)狀在生產(chǎn)中，傳統(tǒng)的液位控制一直占有主導(dǎo)地位，但隨著生產(chǎn)線的更新，傳統(tǒng)的水位控制已經(jīng)不能滿足生產(chǎn)的要求，目前的水箱水位控制系統(tǒng)不僅要求有更直觀、準(zhǔn)確、穩(wěn)定的液位控制系統(tǒng)，同時(shí)還要求盡可能的降低生產(chǎn)成本，并且要求更新自動(dòng)化及性價(jià)比高。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，對(duì)于水箱水位控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)已有很多進(jìn)步，如基于超聲波傳感器的液位測(cè)量系統(tǒng)，因?yàn)槠浞墙佑|式的測(cè)量特點(diǎn)，已經(jīng)廣泛應(yīng)用到接觸型測(cè)量?jī)x表不能測(cè)量的很多特殊場(chǎng)合，對(duì)于國(guó)內(nèi)住宅小區(qū)的水箱水位控制系統(tǒng)的基本要求，這個(gè)系統(tǒng)完全能夠滿

21、足在無(wú)人監(jiān)視的情況下自動(dòng)進(jìn)行工作，因此，水箱水位控制系統(tǒng)是一種控制水箱水位的理想裝置，具有設(shè)計(jì)成本低等特點(diǎn)?？梢?jiàn)，目前水箱水位控制系統(tǒng)的技術(shù)已比較成熟，有簡(jiǎn)單機(jī)械式控制裝置的系統(tǒng)，也有復(fù)雜控制器控制的系統(tǒng)。1.3 水箱水位控制系統(tǒng)研究預(yù)期成果水位可以應(yīng)用于各種需要控制水位的系統(tǒng)中，如水庫(kù)、魚(yú)缸等等。通過(guò)本次畢設(shè)的實(shí)踐，可以把我們學(xué)習(xí)過(guò)的課程應(yīng)用于實(shí)際，熟悉C語(yǔ)言設(shè)計(jì)的Keil開(kāi)發(fā)過(guò)程。本項(xiàng)目將通過(guò)STC12C54單片機(jī)設(shè)計(jì)了水箱液位實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)2，并可根據(jù)需要對(duì)水箱水位進(jìn)行自動(dòng)控制，通過(guò)水泵為水箱上水和放水，通過(guò)按鍵對(duì)系統(tǒng)上、下限進(jìn)行調(diào)整3。當(dāng)水位低于最低水位的時(shí)候，就開(kāi)啟水泵向水箱泵水。當(dāng)高

22、于最高水位的時(shí)候就會(huì)關(guān)閉水泵。如果超出上限液晶顯示屏（LCD, Liquid Crystal Display）上就會(huì)顯示超出上限，如果低于下限就會(huì)顯示低出下限。單片機(jī)廣泛的被使用在系統(tǒng)的核心控制模塊，本項(xiàng)目使用單片機(jī)進(jìn)行水位的隨時(shí)監(jiān)控，如果超出水位后，單片機(jī)會(huì)驅(qū)動(dòng)放水水泵進(jìn)行放水的操作，并且在液晶屏上顯示超出水位，可以伴隨著強(qiáng)烈的蜂鳴聲，對(duì)工作人員進(jìn)行提醒。當(dāng)水位不足時(shí)，單片機(jī)也會(huì)及時(shí)檢測(cè)到，打開(kāi)蓄水水泵，并且在液晶屏上顯示。平時(shí)，也可以通過(guò)液晶屏觀察水箱內(nèi)水位的高度。對(duì)水箱里面的水位進(jìn)行隨時(shí)的監(jiān)控。該系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)水箱水位自動(dòng)檢測(cè)、處理、水位溢出報(bào)警和液晶顯示水位等功能4。預(yù)計(jì)設(shè)計(jì)的系統(tǒng)達(dá)到了節(jié)

23、水、節(jié)電、性價(jià)比高、效率高和安全性能等目的5。大連東軟信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）第2章關(guān)鍵技術(shù)介紹2.1 水位檢測(cè)原理使用電極式液位計(jì)需要的前提條件是液體導(dǎo)電且不容易被電引燃。一根電極（一般是地線）接到容器壁（如果容器是導(dǎo)電的）上或是伸至液體最底部，另一根電極（通常是通過(guò)大阻值的電阻接到電源上）放到需要的液位高度上，一旦液位達(dá)到這個(gè)位置時(shí)，通過(guò)比較器來(lái)比較上邊電極的信號(hào)是否被液體導(dǎo)電而拉低，如果拉低則輸出信號(hào)，表示液位達(dá)到預(yù)定的高度，可以用此信號(hào)控制泵或閥停止加液。或是反過(guò)來(lái)用，將高位電極放到較深位置，比較電位變高的情況，用此信號(hào)表示液位過(guò)低，需要加液6。 電接點(diǎn)水位計(jì)是由水位測(cè)量容器、電極、電

24、極芯、水位顯示燈以及電源組成。電極裝在水位容器上組成電極水位發(fā)送器。電極芯與水位測(cè)量容器外殼之間絕緣。由于水的電導(dǎo)率大，電阻較小，當(dāng)接點(diǎn)被水淹沒(méi)時(shí)，電極芯與容器外殼之間短路，則此位置即為當(dāng)前水位。2.2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路2.2.1 單片機(jī)概述單片機(jī)是指一個(gè)集成在一塊芯片上的完整計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。盡管它大部分的功能集成在那么小的芯片上，但是它完全具有一個(gè)計(jì)算機(jī)所具備的大部分部件7。如：中央處理器（CPU, Central Processing Unit）、內(nèi)存、內(nèi)部總線系統(tǒng)、外部總線系統(tǒng)，目前的大部分還是會(huì)具備外存的8。目前最強(qiáng)大的單片機(jī)系統(tǒng)可以把聲音和圖像或是網(wǎng)絡(luò)這些復(fù)雜的輸入輸出系統(tǒng)都能集成在一塊小的

25、芯片上9。 微控制器也是單片機(jī)的另一種叫法，工業(yè)控制領(lǐng)域是它最早被用到的地方10。而通過(guò)將大量的外圍設(shè)備和CPU集成在一個(gè)小芯片中是最早的設(shè)計(jì)理念，這樣可以使計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)更加小，更容易的集成復(fù)雜的而且要求更嚴(yán)格的控制設(shè)備中11。2.2.2 設(shè)計(jì)思路用單片機(jī)做水箱水位控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)是將信號(hào)傳到單片機(jī)，單片機(jī)再將信號(hào)輸出給電機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)這項(xiàng)工作的。顯示器可以顯示當(dāng)前的水位位置，當(dāng)水箱的水位達(dá)到下限時(shí)，需要給水箱供水，當(dāng)水箱水位高出上限時(shí)，應(yīng)關(guān)閉水箱供水。當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障，報(bào)警器工作。為了人們的使用方便還加了紅外遙控的功能。大連東軟信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）2.3 系統(tǒng)構(gòu)架概述本設(shè)計(jì)為基于STC12C54帶顯

26、示的水箱水位控制器，是以數(shù)字集成電路技術(shù)為基礎(chǔ)，以STC12C5410AD單片機(jī)為核心，軟件、硬件相結(jié)合，組成水箱水位控制電路，實(shí)現(xiàn)了水箱水位檢測(cè)、自動(dòng)注水等功能，并且通過(guò)LCD來(lái)顯示水箱的工作狀態(tài)。本項(xiàng)目設(shè)計(jì)到的模塊有水位檢測(cè)模塊、繼電器模塊、顯示模塊、蜂鳴器模塊、紅外遙控模塊、鍵盤控制模塊。本設(shè)計(jì)可以實(shí)現(xiàn)水箱水位檢測(cè)的功能，當(dāng)調(diào)節(jié)到自動(dòng)擋狀態(tài)時(shí)，所有功能都由系統(tǒng)自動(dòng)完成，當(dāng)水位低于最低水位時(shí)會(huì)自動(dòng)蓄水，當(dāng)高出最高水位也會(huì)發(fā)出蜂鳴聲并自動(dòng)關(guān)閉。當(dāng)調(diào)節(jié)到手動(dòng)擋狀態(tài)時(shí)，通過(guò)手動(dòng)的調(diào)節(jié)，也可以控制水位的高低。結(jié)構(gòu)框圖如圖2.1所示。圖2.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖2.4 系統(tǒng)任務(wù)的可行性分析2.4.1 技術(shù)

27、可行性本系統(tǒng)所采用的關(guān)鍵技術(shù)包括水位檢測(cè)模塊，LCD顯示模塊，繼電器控制電磁閥模塊及各功能模塊的主邏輯芯片的時(shí)序控制，其中繼電器控制電磁閥模塊是本設(shè)計(jì)中非常重要的，它是通過(guò)水位高低的判斷來(lái)決定繼電器是否吸合，其技術(shù)難點(diǎn)是如何設(shè)計(jì)電路能夠獲得水位的高低的判斷方法。繼電器是一種電子控制器件，它具有控制系統(tǒng)和被控制系統(tǒng)，自動(dòng)控制電路中經(jīng)常被用到，它其實(shí)就是用弱點(diǎn)控制強(qiáng)電一種自動(dòng)開(kāi)關(guān)。本設(shè)計(jì)使用的繼電器為電磁繼電器，該繼電器由線圈和鐵芯以及觸點(diǎn)簧片等元件組成。它需要輸出12V電壓給電磁閥用，這時(shí)候線圈里就會(huì)有一定的電流流過(guò)，然后這就產(chǎn)生了電磁效應(yīng)，就會(huì)使銜鐵的動(dòng)觸點(diǎn)和靜觸點(diǎn)吸在一起。線圈斷電以后，電磁

28、的吸力也會(huì)沒(méi)有的，銜鐵就會(huì)在反作用力下返回到原來(lái)位置。就這樣吸合和釋放達(dá)到了在電路中的導(dǎo)通和切斷的目的。另外在大學(xué)期間學(xué)習(xí)了模擬電路和數(shù)字電路等課程，這些課程的學(xué)習(xí)為畢業(yè)設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)打下了扎實(shí)的理論基礎(chǔ)，所以本項(xiàng)目的技術(shù)是非?？尚械?。2.4.2 產(chǎn)品成本及市場(chǎng)推廣可行性分析本系統(tǒng)采用的微控制器是STC12C5410AD單片機(jī)，該單片機(jī)的市場(chǎng)價(jià)格在4到6元左右，直流電機(jī)及控制模塊在10元左右，顯示部分的LCD1602市場(chǎng)價(jià)格在10到12元左右，電阻及電容都在幾分錢左右。整套系統(tǒng)如果批量生產(chǎn)，成本可以控制在30元以下，因而具有一定的市場(chǎng)推廣價(jià)值。大連東軟信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）第3章系統(tǒng)設(shè)計(jì)3.1

29、設(shè)計(jì)指導(dǎo)思想和原則3.1.1 指導(dǎo)思想本系統(tǒng)的功能是由軟件與硬件相結(jié)合實(shí)現(xiàn)的。軟件主要通過(guò)KeiluVision4軟件進(jìn)行操作，對(duì)程序編寫(xiě)過(guò)程中的語(yǔ)法錯(cuò)誤進(jìn)行查找、修改，然后再進(jìn)行編譯連接，生成HEX文件，下載到STC12C410AD。而硬件則在軟件代碼功能實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)上對(duì)其性能進(jìn)行測(cè)試。電子產(chǎn)品的硬件首先要檢查印制的線路板中有無(wú)開(kāi)路或短路，板子中使用的芯片封裝及元器件封裝是否有問(wèn)題。通過(guò)設(shè)計(jì)的電路進(jìn)行電路板的搭建及焊接。在硬件完成上電之后，我們首先要做的就是進(jìn)行程序的下載。通過(guò)串口線將軟件下載到硬件中，來(lái)實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)的功能。3.1.2 設(shè)計(jì)原則本設(shè)計(jì)是以STC12系列單片機(jī)為基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)原則。是以數(shù)

30、字集成電路技術(shù)為基礎(chǔ)，軟硬件相結(jié)合的基本原則。具體的單片機(jī)型號(hào)是STC12C5410AD單片機(jī)。單片機(jī)廣泛的使用在系統(tǒng)的核心控制模塊，本項(xiàng)目使用單片機(jī)進(jìn)行水位的隨時(shí)監(jiān)控。對(duì)于水箱水位控制器而言，我們要選擇一款價(jià)格低廉，接口資源豐富的CPU十分重要，所以選擇合適的主CPU是順利完成設(shè)計(jì)的重中之重。3.2 單片機(jī)水箱水位控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)3.2.1 主要器件介紹（1）STC12C54系列單片機(jī)介紹STC系列單片機(jī)超強(qiáng)干擾，輕松過(guò)脈沖干擾和抗靜電的能力。STC系列的單片機(jī)有好多種，而我用到的STC12C54系列單片機(jī)是由宏晶科技研制的新一代增強(qiáng)型單片機(jī)，具有超強(qiáng)的抗干擾/高速/低功耗等能力，指令代碼完

31、全兼容8051單片機(jī)，具有12時(shí)鐘/機(jī)器周期和16時(shí)鐘/機(jī)器周期兩種模式。有5V和3V兩種電壓的工作模式，工作范圍比其他的單片機(jī)要大035兆赫（MHz, Mega Hertz）實(shí)際的工作頻率可達(dá)到48MHZ，有1-12K的只讀存儲(chǔ)器（ROM, Read-Only Memory）空間，隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（RAM, Random Access Memory）擴(kuò)展到512字節(jié)。具有系統(tǒng)可編程和在應(yīng)用可編程兩種模式，可以通過(guò)串口直接下載用戶程序簡(jiǎn)單，方便。具有看門狗定時(shí)器功能。2個(gè)16位定時(shí)器，2個(gè)8位定時(shí)器，2路外部中斷可用下降沿觸發(fā)和低電平觸發(fā)外部中斷。價(jià)格低廉，而且體積小方便攜帶。（2）LM324放

32、大器介紹LM324系列由四個(gè)獨(dú)立的，高增益，內(nèi)部頻率補(bǔ)償運(yùn)算放大器，其中專為從單電源供電的電壓范圍經(jīng)營(yíng)。分裂電源也有可能和低電源電流一致，是獨(dú)立的電源電壓12?？芍苯硬僮鞯腖M324系列，這是用來(lái)在數(shù)字系統(tǒng)中，輕松地將提供所需的接口電路，而無(wú)需額外的15V電源標(biāo)準(zhǔn)的5V電源電壓。此設(shè)計(jì)使用LM324放大器的主要用作比較器，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)水位的檢測(cè)13。（3）印制電路板（PCB, Printed Circuit Board）介紹印制電路板，又稱印刷電路板，印刷線路板，簡(jiǎn)稱印制板是電子元器件電氣連接的提供者。它的發(fā)展已有100多年的歷史了，它的設(shè)計(jì)主要是版圖設(shè)計(jì)。以絕緣板為基材，切成一定的尺寸。其上至

33、少有一個(gè)導(dǎo)電圖形，并且布有孔。采用電路板的主要優(yōu)點(diǎn)是大大減少布線和裝配的差錯(cuò)，提高了自動(dòng)化水平和生產(chǎn)勞動(dòng)率。由于這種板是采用電子印刷術(shù)制作的，故被稱為“印刷”電路板14。（4）繼電器介紹簡(jiǎn)介：繼電器（英文名稱：relay）是一種電控制器件，是當(dāng)輸入量的變化達(dá)到規(guī)定要求時(shí)，在電氣輸出的電路中讓被控制的量產(chǎn)生預(yù)定階躍的變化的一種電器。它具有控制系統(tǒng)（輸入回路）和被控制系統(tǒng)（輸出回路）之間的互動(dòng)關(guān)系。一般應(yīng)用在自動(dòng)化控制的電路中，它其實(shí)是用小電流去控制大電流的。所以有著安全保護(hù)和自動(dòng)調(diào)節(jié)以及轉(zhuǎn)換電路等這些作用。作用：繼電器室是具有隔離功能的自動(dòng)的開(kāi)關(guān)元器件，廣泛的應(yīng)用在通訊、遙控自動(dòng)控制、機(jī)電一體化

34、、電力電子設(shè)備中，是最重要的控制元件之一15。作為控制元件，概括起來(lái)，繼電器的作用有擴(kuò)大控制范圍、放大、綜合信號(hào)、自動(dòng)、遙控、檢測(cè)。（5）液晶顯示介紹液晶在20世紀(jì)中葉開(kāi)始被廣泛應(yīng)用在輕薄型的顯示技術(shù)上。液晶作為一種特殊的功能材料，具有極其廣泛的應(yīng)用價(jià)值。隨著以液晶顯示器件為主的各類液晶產(chǎn)品的出現(xiàn)和發(fā)展，液晶已經(jīng)深入到各行各業(yè)以及社會(huì)生活的各個(gè)角落。人類開(kāi)發(fā)了液晶，液晶改變著人類生活。本設(shè)計(jì)用到的是LCD1602液晶，LCD1602液晶是一種專門用來(lái)顯示字符、數(shù)字、符號(hào)等的點(diǎn)陣型液晶。每個(gè)點(diǎn)陣位都可以顯示一個(gè)字符，每個(gè)點(diǎn)陣位都有間隔，顯示時(shí)有行距和列距。LCD1602可以顯示16*2行的字符，

35、驅(qū)動(dòng)程序有嚴(yán)格的讀寫(xiě)指令和數(shù)據(jù)的時(shí)序。LCD1602液晶顯示的對(duì)比度可調(diào)、壽命長(zhǎng)、低功耗、高可靠性、高安全性等特點(diǎn)。所設(shè)計(jì)的LCD顯示成本低、可靠，符合設(shè)計(jì)要求16。3.2.2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)（1）單片機(jī)PCB板的設(shè)計(jì)布局：首先，要考慮電路板的尺寸大小，本次設(shè)計(jì)的電路板是10cmx10cm的尺寸。盡量縮短高頻元件之間的連線，盡量減少它們之間的電磁干擾，相互不能靠的太近。有些元件和導(dǎo)線之間有較高的電位差，應(yīng)加大它們之間的距離，以免引起短路。按照電路的流程安排各個(gè)功能電路單元的位置，以便于信號(hào)流通，設(shè)計(jì)正常進(jìn)行17。布線：輸入輸出端用的導(dǎo)線應(yīng)該盡量避免相鄰平行，以免發(fā)生反饋耦合。焊盤：焊盤中心孔要比

36、器件引線直徑大一點(diǎn)，但焊盤太大易造成虛焊。焊盤外徑一般不小于引線孔徑d+1.2mm18。（2）單片機(jī)電路設(shè)計(jì)單片機(jī)最小系統(tǒng)包括一個(gè)復(fù)位電路和一個(gè)時(shí)鐘電路。復(fù)位電路又分為上電復(fù)位電路和開(kāi)關(guān)復(fù)位電路。我使用的復(fù)位是上電復(fù)位電路。時(shí)鐘電路又分為內(nèi)時(shí)鐘和外時(shí)鐘兩種模式，本設(shè)計(jì)采用外部時(shí)鐘，因?yàn)閮?nèi)部時(shí)鐘的頻率比較低，當(dāng)在外接晶振XTAL 1（External Crystal Oscillator）和XTAL2之間加上一個(gè)晶振，單片機(jī)內(nèi)部振蕩器便能產(chǎn)生自激震蕩，產(chǎn)生時(shí)鐘信號(hào)，在晶振的兩側(cè)加上2060pF的瓷片電容起到了微調(diào)時(shí)鐘頻率的作用，讓頻率更加穩(wěn)定。STC12C5410AD系列單片機(jī)的程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)

37、存儲(chǔ)器是各自獨(dú)立編址的。STC12C5410AD系列單片機(jī)的所有程序存儲(chǔ)器都是片上Flash存儲(chǔ)器，不能訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器，因?yàn)闆](méi)有外部訪問(wèn)使能信號(hào)和程序存儲(chǔ)啟用信號(hào)。STC12C5410AD系列單片機(jī)內(nèi)部有1280字節(jié)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，其在物理和邏輯上都分為兩個(gè)地址空間：內(nèi)部RAM（256字節(jié)）和內(nèi)部擴(kuò)展RAM（1024字節(jié)）。另外STC12C5410AD系列單片機(jī)還可以訪問(wèn)在片外擴(kuò)展的64KB外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器19。單片機(jī)的置位和復(fù)位，其目的都是為了把電路初始化到一個(gè)確定狀態(tài)。單片機(jī)實(shí)現(xiàn)電復(fù)位的原理是在其復(fù)位的引腳RST上外接電容和電阻。復(fù)位時(shí)在單片機(jī)內(nèi)部單片機(jī)是將存儲(chǔ)設(shè)備和一些寄存器裝入生產(chǎn)廠商

38、預(yù)設(shè)的一個(gè)值。一般來(lái)說(shuō)，單片機(jī)復(fù)位電路的作用是把一個(gè)狀態(tài)機(jī)初始化到一個(gè)空的狀態(tài)。當(dāng)復(fù)位電平持續(xù)兩個(gè)機(jī)器周期以上時(shí)復(fù)位有效單片機(jī)部，本文采用的是上電復(fù)位即上電后電容被放電、復(fù)位連接也被拉到高電平，而且由于電容的充電，會(huì)保持一段時(shí)間的高電平來(lái)使單片機(jī)復(fù)位。如圖3.1所示。圖3.1 STC12C5410AD單片機(jī)最小系統(tǒng)（3）水位檢測(cè)電路設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)為實(shí)現(xiàn)水箱水位的檢測(cè)，探針式水位傳感器如圖下圖3.2所示。圖3.2 水位檢測(cè)電路其工作原理是利用水有電阻的特性（自來(lái)水是導(dǎo)電的，但也有一定的電阻，越干凈的水電阻越大。真正的純凈水，例如蒸餾水，其電阻值接近于 HYPERLINK /search?word=

39、%E6%97%A0%E7%A9%B7%E5%A4%A7&fr=qb_search_exp&ie=utf8 t _blank 無(wú)窮大，根本不導(dǎo)電。）當(dāng)水位到達(dá)相應(yīng)的位置，水就將探針傳感器的兩個(gè)探針直接由電阻短路，利用LM324放大器設(shè)計(jì)的 HYPERLINK /search?word=%E6%AF%94%E8%BE%83%E5%99%A8&fr=qb_search_exp&ie=utf8 t _blank 比較器對(duì)放大器的正負(fù)輸入端進(jìn)行比較，當(dāng)3管腳對(duì)應(yīng)的正輸入端電壓大于2管腳對(duì)應(yīng)負(fù)輸入端時(shí)，1腳輸出管腳輸出高電平，反之輸出低電平。故當(dāng)水箱水位到達(dá)1腳探針?biāo)谒粫r(shí)，與1腳相連的P13得到輸入高

40、電平，即可得到水位的當(dāng)前狀態(tài)，其他探針類似。（4）液晶顯示電路設(shè)計(jì)LCD1602的顯示電路如圖3.3所示。圖中1腳和2腳表示電源，3腳接一個(gè)10千歐的電位器調(diào)節(jié)液晶的對(duì)比度，4腳是向液晶控制器寫(xiě)數(shù)據(jù)/寫(xiě)命令選擇端，5腳液晶讀寫(xiě)選擇端，6端是液晶的使能信號(hào)端。4，5，6分別接到單片機(jī)的P03，P02，P12接口。714引腳是液晶的數(shù)據(jù)總線用了傳輸數(shù)據(jù)/命令，接到單片機(jī)的P2口。15，16引腳是液晶的背光電源。圖3.3 LCD1602電路原理圖（5）輸入按鍵電路設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)使用P17作為按鍵的輸入AD。具體電路圖如圖3.4所示。圖3.4 輸入按鍵電路圖鍵盤有很多種形式，比如獨(dú)立按鍵，矩陣鍵盤，編碼鍵

41、盤等。在日常開(kāi)發(fā)中經(jīng)常會(huì)用到鍵盤。但鍵盤會(huì)占用大量的IO，比如說(shuō)4*4矩陣鍵盤，會(huì)用到單片機(jī)的8個(gè)IO口。本系統(tǒng)使用的輸入按鍵電路，使用的是AD鍵盤，即是利用AD轉(zhuǎn)換芯片，將鍵盤輸出的模擬電壓值進(jìn)行轉(zhuǎn)換，然后將轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量傳給單片機(jī)，這樣就可以節(jié)省7個(gè)IO口，讓單片機(jī)能夠留出其余的IO口來(lái)供其他外圍電路使用。雖然采用AD鍵盤，能夠給單片機(jī)節(jié)約大量的IO口，但是隨之帶來(lái)的是開(kāi)發(fā)成本的提高。好在STC12C5410AD單片機(jī)有豐富的接口，其中P1口的8個(gè)IO就可以用作AD來(lái)使用。（6）電磁閥控制的設(shè)計(jì)繼電器是一種電子控制器件，它具有控制系統(tǒng)和被控制系統(tǒng)，自動(dòng)控制電路中經(jīng)常被用到，它其實(shí)就是用比較

42、小的電流去控制比較大的電流的一種自動(dòng)開(kāi)關(guān)20。本設(shè)計(jì)使用的繼電器為電磁繼電器，該繼電器由線圈和鐵芯以及觸點(diǎn)簧片等元件組成。當(dāng)我們?cè)诰€圈的兩端上加一定的電壓時(shí)，即本設(shè)計(jì)中，置標(biāo)號(hào)Relay對(duì)應(yīng)的IO引腳為低電平時(shí)，三極管S8550導(dǎo)通，這時(shí)候線圈里就會(huì)有一定的電流流過(guò)，然后這就產(chǎn)生了電磁效應(yīng)，繼電器中的銜鐵就會(huì)克服返回彈簧拉力吸向鐵芯，就會(huì)使銜鐵的動(dòng)觸點(diǎn)和靜觸點(diǎn)(常開(kāi)觸點(diǎn))吸在一起。線圈斷電以后，電磁的吸力也會(huì)沒(méi)有的，銜鐵就會(huì)在反作用力下返回到原來(lái)位置，使動(dòng)觸點(diǎn)和靜觸點(diǎn)相吸合。就這樣吸合和釋放達(dá)到了在電路中的導(dǎo)通和切斷的目的。當(dāng)Relay置成低電平時(shí)，該繼電器吸合，即4、8腳導(dǎo)通，此時(shí)連接到4、

43、8腳的電磁閥處于給電狀態(tài)，具體電路圖如下圖3.5所示。圖3.5 繼電器驅(qū)動(dòng)電路控制電磁閥的通斷，就是控制12V電源的通斷，本設(shè)計(jì)除了上面選擇繼電器用作開(kāi)關(guān)作用外，本設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了MOS管用作開(kāi)關(guān)作用。MOS管開(kāi)關(guān)電路中要用到 HYPERLINK /search?word=MOS%E5%9C%BA%E6%95%88%E5%BA%94%E7%AE%A1&fr=qb_search_exp&ie=utf8 t _blank MOS場(chǎng)效應(yīng)管來(lái)代替開(kāi)關(guān)， HYPERLINK /search?word=%E5%9C%BA%E6%95%88%E5%BA%94%E7%AE%A1&fr=qb_search_exp&i

44、e=utf8 t _blank 場(chǎng)效應(yīng)管有三個(gè)極：源極S、漏極 D和 HYPERLINK /search?word=%E6%A0%85%E6%9E%81&fr=qb_search_exp&ie=utf8 t _blank 柵極（或叫控制極）G。其工作原理是：在給源極和漏極之間加上正確極性（因?yàn)楣苄投悾驹O(shè)計(jì)選用的是P型管）和大小的電壓后，再給G極和源極之間加上控制電壓，就會(huì)有相應(yīng)大小的電流從源極流向漏極 ，如果信號(hào)電壓夠大，這個(gè)電路就能瞬間飽和而成為一個(gè)開(kāi)關(guān)了。本設(shè)計(jì)中采用光耦和MOS管的組合用作控制12V電源是否供電的開(kāi)關(guān)。GIO是用來(lái)控制TLP181光耦的通斷，當(dāng)GIO為低電平時(shí)，光耦導(dǎo)

45、通，即R91電阻相當(dāng)于對(duì)地導(dǎo)通，故S極和G極直接產(chǎn)生壓差，使場(chǎng)效應(yīng)管（MOSFET）導(dǎo)通，故源極S和漏極D導(dǎo)通，即標(biāo)號(hào)VCC12V_OUT1為12V，當(dāng)GIO為高電平時(shí)，源極、漏極截止，沒(méi)有12V輸出，故該設(shè)計(jì)中的MOS管FDS4435起到了開(kāi)關(guān)作用，具體電路圖實(shí)現(xiàn)如下圖3.6所示：圖3.6 MOS管驅(qū)動(dòng)電路第4章系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)4.1 系統(tǒng)流程圖系統(tǒng)上電后，軟件會(huì)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行初始化，包括對(duì)各種變量初始化，LCD1602液晶顯示初始化，串口和定時(shí)器的設(shè)置初始化，有了這些初始化才能保證系統(tǒng)數(shù)據(jù)的可靠性和正確性。軟件控制流程圖如圖4.1所示。圖4.1 軟件控制流程圖系統(tǒng)中包含按鍵對(duì)系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行相關(guān)設(shè)置，水位

46、檢測(cè)電路用作防水箱溢出，并使水箱始終保持在固定水位，繼電器及MOS管相關(guān)電路用于實(shí)現(xiàn)電磁閥控制，LCD1602用于顯示系統(tǒng)的當(dāng)前進(jìn)程、相關(guān)參數(shù)及系統(tǒng)狀態(tài)，AD轉(zhuǎn)換電路用于實(shí)現(xiàn)輸入按鍵狀態(tài)的讀取。4.2 設(shè)計(jì)實(shí)物圖本系統(tǒng)硬件電路如圖4.2所示。圖4.2 設(shè)計(jì)實(shí)物圖涉及到的主要模塊包括單片機(jī)最小系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)，輸入按鍵電路設(shè)計(jì)，液晶顯示電路設(shè)計(jì)，水位檢測(cè)電路設(shè)計(jì)以及繼電器控制電路設(shè)計(jì)等。4.3 系統(tǒng)程序本系統(tǒng)主要包括的程序是水位檢測(cè)及電磁閥控制程序、LCD1602液晶顯示的驅(qū)動(dòng)程序以及按鍵設(shè)定程序。系統(tǒng)中較為復(fù)雜的是AD輸入按鍵狀態(tài)讀取程序和LCD1602底層驅(qū)動(dòng)程序的設(shè)計(jì)。下面我們主要對(duì)這兩部分代

47、碼進(jìn)行部分說(shuō)明。4.3.1 按鍵程序AD鍵盤首先利用STC12C5410AD單片機(jī)自帶的AD，我們這里用到的是P17口，首先獲取AD值，然后將得到的AD原碼值轉(zhuǎn)化為MV，然后根據(jù)按鍵原理圖中電阻的大小，計(jì)算出不同按鍵按下時(shí)，P17獲得的AD值大致范圍，然后程序中就可以根據(jù)電壓的多少判斷哪個(gè)按鍵被按下，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)AD按鍵的輸入，具體實(shí)現(xiàn)代碼如下所示：UINT fADConversionResult ;UINT H8Bit = GetADCResult(ch);BYTE L2Bit = ADC_LOW2;UINT AD10BitValue = H8Bit2;AD10BitValue = AD10Bi

48、tValue + L2Bit;nADValue = fADConversionResult;if(nADValue2900)sprintf(strDisplayLine1,%s,Button 1 Press!);else if(nADValue2900)sprintf(strDisplayLine1,%s,Button 2 Press!);else if(nADValue3500)sprintf(strDisplayLine1,%s,Button 3 Press!);else if(nADValue3900)sprintf(strDisplayLine1,%s,Button 4 Press!)

49、;4.3.2 水箱水位控制程序定義四個(gè)水位對(duì)應(yīng)的IO引腳：sbitK1=P13;bitK2=P14;sbitK3=P15;sbitK4=P16;定義繼電器對(duì)應(yīng)的IO引腳：sbitRELAY=P34;當(dāng)水位到達(dá)最低水位時(shí)，即K1=1時(shí)，啟動(dòng)繼電器工作，即進(jìn)行放水操作：if(K1=1)RELAY=1;當(dāng)水位到達(dá)最高水位，即K4=1時(shí)，停止放水；即：if(K4=1)RELAY=0;4.3.3 液晶顯示程序LCD1602液晶顯示的驅(qū)動(dòng)程序是比較基礎(chǔ)和底層的驅(qū)動(dòng)程序。主要包括讀數(shù)據(jù)，指令和寫(xiě)數(shù)據(jù)，指令程序，可以概括為讀程序和寫(xiě)程序。本設(shè)計(jì)中并沒(méi)有用到它的讀程序，下面重點(diǎn)介紹LCD1602的寫(xiě)程序。通過(guò)圖

50、4.3LCD1602的寫(xiě)時(shí)序我們可以看出，對(duì)1602進(jìn)行寫(xiě)內(nèi)容時(shí)主要分為四部分，RS、R/W、E、DB0-DB7。RS是1602寄存器控制端，它決定對(duì)1602進(jìn)行寫(xiě)數(shù)據(jù)還是寫(xiě)命令，RS=0是寫(xiě)入命令，RS=1寫(xiě)入數(shù)據(jù)。R/W是1602的讀寫(xiě)控制器，它決定的是對(duì)1602進(jìn)行讀操作還是寫(xiě)操作，R/W=0對(duì)其進(jìn)行寫(xiě)操作。E是1602的使能控制位，對(duì)1602寫(xiě)數(shù)據(jù)時(shí)需要E的一個(gè)高脈沖。DB0-DB7是1602的總線，負(fù)責(zé)傳輸數(shù)據(jù)和命令。圖4.3 LCD1602的寫(xiě)時(shí)序如果對(duì)1602進(jìn)行寫(xiě)命令，需要將RS設(shè)置為低電平，R/W設(shè)置為低電平，這時(shí)如果讓E由低電平跳變到高電平，單片機(jī)中的命令寫(xiě)入到1602當(dāng)中

51、。下面是命令的程序。void write_cmd(uchar cmd)wait();lcdE=0;lcdRS=0;lcdWR=0;Wait30us;P0=cmd;Wait30us;lcdE=1;Wait30us;lcdE=0; 如果對(duì)1602進(jìn)行寫(xiě)命令，需要將RS設(shè)置為高電平，R/W設(shè)置為低電平，這時(shí)如果讓E由低電平跳變到高電平，單片機(jī)中的數(shù)據(jù)寫(xiě)入到1602當(dāng)中。下面是寫(xiě)入數(shù)據(jù)的程序。void write_dat(uchar dat) wait();lcdE=0;P0=dat; lcdRS=1;lcdWR=0;Wait30us;lcdE=1;Wai30us;lcdE=0; 大連東軟信息學(xué)院畢業(yè)

52、設(shè)計(jì)（論文）第5章系統(tǒng)的檢測(cè)與調(diào)試為了保證作品功能的實(shí)現(xiàn)，在設(shè)計(jì)完成之后，對(duì)作品進(jìn)行整體測(cè)試，通過(guò)測(cè)試的結(jié)果，來(lái)看是否有需要改進(jìn)的地方，如果有需要進(jìn)行調(diào)試。5.1 系統(tǒng)的檢測(cè)5.1.1 電子元器件的極性檢測(cè)電解電容上標(biāo)有白色箭頭的一極是負(fù)極；玻璃封裝二極管上標(biāo)有黑色環(huán)的一端，塑料封裝二極管上標(biāo)有白色環(huán)的一端為負(fù)極；某些三極管的管腳上非標(biāo)準(zhǔn)排列，在其外殼的柱面上用紅色點(diǎn)表示發(fā)射極等。5.1.2 繼電器的檢測(cè)（1）檢測(cè)線圈的直流電阻其方法是用萬(wàn)用表的歐姆擋，量程可據(jù)繼電器的標(biāo)稱值，額定電壓越高，阻值也就越大，一般選擇Rx100擋或Rx1k擋。將兩表筆分別接到線圈的兩引腳，如測(cè)得的阻值與標(biāo)稱值基本相

53、同表明線圈良好，如電阻值為，表明線圈開(kāi)路。（2）檢測(cè)繼電器觸點(diǎn)接觸電阻用萬(wàn)用表的Rx1擋，表筆分別接常閉觸點(diǎn)的兩引腳，其阻值應(yīng)為0，然后將表筆再接常開(kāi)觸點(diǎn)的兩引腳，阻值應(yīng)為。然后給繼電器通電，使銜鐵工作，將常閉轉(zhuǎn)為開(kāi)路、將常開(kāi)轉(zhuǎn)為閉合，再用上述方法進(jìn)行檢測(cè)，其阻值正好與初次測(cè)量相反，表明觸點(diǎn)良好。（3）檢測(cè)繼電器的吸合電壓和吸合電流穩(wěn)壓電源、電流表、電壓表、繼電器，電壓表的量程可選在30V擋、電流表量程在100mA范圍內(nèi)便可，將繼電器線圈串聯(lián)到電路中，電壓表并聯(lián)在線圈的電磁繼電器兩引腳上，電流表也串入電路，注意電流表與電壓表的正、負(fù)極不要接錯(cuò)。接好后給穩(wěn)壓電源通電，并逐漸增加電壓數(shù)值，直到聽(tīng)見(jiàn)

54、銜鐵發(fā)出“咔”的一聲，表明磁鐵已將銜鐵吸住，此時(shí)電壓表、電流表的數(shù)值，便是吸合電壓和吸合電流的值。（4）檢測(cè)繼電器的釋放電壓和釋放電流按照上述檢測(cè)吸合電流和吸合電壓的方法及電路，通電讓觸點(diǎn)處于閉合狀態(tài)，然后慢慢調(diào)低穩(wěn)壓源的電壓值，當(dāng)銜鐵被磁鐵釋放時(shí)，此時(shí)電壓表、電流表所顯示的數(shù)值便是釋放電壓和釋放電流。當(dāng)測(cè)得的釋放電壓不到吸合電壓的10%時(shí)，表明繼電器存在故障。5.2 系統(tǒng)的調(diào)試將水位探測(cè)探測(cè)器插入裝有一定水位控制系統(tǒng)模型中電源插座中。通電后，探測(cè)器在正常探測(cè)狀態(tài)下，調(diào)節(jié)水位。當(dāng)水位在低水位時(shí)，看紅色的燈是否點(diǎn)亮，如果不亮則用萬(wàn)用表檢測(cè)各處的電壓，如穩(wěn)壓電路輸出端有電位說(shuō)明后續(xù)系統(tǒng)損壞，照此方

55、法依次檢測(cè)單片機(jī)驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管和水泵的引腳是否有電位；檢測(cè)繼電器后面是否有電位。注意聽(tīng)繼電器是否發(fā)出嘀的一聲，如果聽(tīng)到清脆的聲音表面繼電器前面的電路都是良好，如果有問(wèn)題一定是水泵壞了。如果聞到發(fā)焦和異味時(shí)，請(qǐng)把電源關(guān)閉再打開(kāi)。當(dāng)K1=0 ，K2=0，K3=0，K4=0時(shí)，代表沒(méi)有水位。如圖5.1所示。圖5.1 空水位狀態(tài)圖 當(dāng)K1=1 ，K2=0，K3=0，K4=0時(shí)，代表水位到達(dá)K1狀態(tài)。此時(shí)表示水位到達(dá)“1”檔水位。如圖5.2所示。圖5.2 “1”檔水位狀態(tài)圖當(dāng)K1=1 ，K2=1，K3=0，K4=0時(shí)，代表水位到達(dá)K2狀態(tài)。此時(shí)表示水位到達(dá)“2”檔水位。如圖5.3所示。圖5.3 “2”檔

56、水位狀態(tài)圖當(dāng)K1=1 ，K2=1，K3=1，K4=0時(shí)，代表水位到達(dá)K3狀態(tài)。此時(shí)表明水位到達(dá)“3”檔水位。如圖5.4所示。圖5.4 “3”檔水位狀態(tài)圖當(dāng)K1=1 ，K2=1，K3=1，K4=1時(shí)，代表水位到達(dá)K4狀態(tài)。此時(shí)，表示水位到達(dá)“4”檔水位。如圖5.5所示。圖5.5 “4”檔水位狀態(tài)圖由圖5.1-圖5.5可見(jiàn)，系統(tǒng)一共定義了空水位、K1、K2、K3、K4五個(gè)水位狀態(tài)，水位從低到高依次K1-K4。水位達(dá)到一定高度，對(duì)應(yīng)的那個(gè)節(jié)點(diǎn)的單片機(jī)引腳會(huì)輸入一個(gè)1的，即Kn is=“1”，沒(méi)達(dá)到的水位狀態(tài)則保持“0”，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)水位的實(shí)時(shí)監(jiān)控功能，完成了基于STC12C54單片機(jī)的帶顯示的水箱水

57、位控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。大連東軟信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）第6章結(jié)論 本設(shè)計(jì)報(bào)告主要介紹了用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)的水箱水位控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法。系統(tǒng)介紹了該電路的硬件構(gòu)成和軟件的工作過(guò)程，系統(tǒng)以STC12C54為核心，結(jié)合所學(xué)的單片機(jī)知識(shí)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的功能要求。設(shè)計(jì)中將軟硬件很好的相結(jié)合，基本達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。通過(guò)本次設(shè)計(jì)，使我對(duì)單片機(jī)有了一定的了解，對(duì)課本上的知識(shí)有了進(jìn)一步的掌握，也深刻明白了自己的不足。這次設(shè)計(jì)是大學(xué)所學(xué)的理論和實(shí)踐相結(jié)合的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，是對(duì)我們所學(xué)知識(shí)的一個(gè)綜合訓(xùn)練及考核。并對(duì)我們?nèi)绾胃鶕?jù)要做的課題對(duì)現(xiàn)有的資料進(jìn)行理解和運(yùn)用能力的考核。基于STC12C54單片機(jī)的水箱水位控制系統(tǒng)對(duì)水位進(jìn)行自

58、動(dòng)監(jiān)控可以減少不必要的損失，可以極大減少投入，具有很高的實(shí)用性。最初，在選題階段，老師給我們確定了一個(gè)大的方向，在與導(dǎo)師的交討論中定下了我的題目，可以說(shuō)這個(gè)課題如今是一個(gè)非常熱門的話題，無(wú)論是工廠還是日常生活中我們都能遇到，因此我對(duì)這個(gè)課題非常感興趣。我當(dāng)時(shí)便立刻著手收集資料，查到的許多關(guān)于這方面的信息。在確定了選題以后，這個(gè)階段主要是翻譯的英文文檔和寫(xiě)開(kāi)題報(bào)告的基礎(chǔ)性工作。通過(guò)翻譯過(guò)的英文文檔更加詳細(xì)了解所選課題的相關(guān)技術(shù)和設(shè)計(jì)思路，雖然英文文檔可以讓你了解收集一些資料，但是有些專業(yè)術(shù)語(yǔ)翻譯起來(lái)也是比較難的，因此在這上面我花了比較多的時(shí)間來(lái)翻譯和整理相關(guān)資料。通過(guò)這四千字的英文翻譯也讓我的英

59、文水平提高了不少。現(xiàn)在深刻的體會(huì)到了學(xué)習(xí)好英文的益處了。在網(wǎng)上，去學(xué)校圖書(shū)館搜集相關(guān)資料，把這些寶貴的資料全部記在筆記本上。然后我將收集的資料進(jìn)行分類，以便整理和老師溝通。然后就是設(shè)計(jì)和調(diào)試階段，設(shè)計(jì)是至關(guān)重要的。設(shè)計(jì)包括硬件和軟件的設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)硬件電路的初期，設(shè)計(jì)程序不知道從何下手，在設(shè)計(jì)程序時(shí)費(fèi)比較多的時(shí)間，尤其是在無(wú)線數(shù)據(jù)發(fā)送接收調(diào)試階段的程序設(shè)計(jì)。 最終，通過(guò)自己的不懈努力和老師的幫助，終于完成了所有的任務(wù)。由于是第一次這么完整的設(shè)計(jì)一件作品，無(wú)論是在硬件設(shè)計(jì)和軟件調(diào)試方面都有很多的不足之處。但是我學(xué)會(huì)了腳踏實(shí)地，認(rèn)真謹(jǐn)慎實(shí)事求是的學(xué)習(xí)態(tài)度。但總的看來(lái)，本設(shè)計(jì)在技術(shù)上實(shí)現(xiàn)了基于STC1

60、2C54單片機(jī)的帶顯示的水箱水位控制系統(tǒng)。參考文獻(xiàn)1 姚勇水箱水位的模擬控制裝置J，煤炭技術(shù)，2004，20（12）：11-122 石蕊，周玲，趙宇杰基于單片機(jī)的水箱水位控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)J，電子制作，2013，36（20）：51-523 陳霞，白小軍基于單片機(jī)的液位監(jiān)控系統(tǒng)J，武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2007，29（3）：3-54 張盛，姜振兵基于AT89C51單片機(jī)的水箱水位檢測(cè)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)J，科技廣場(chǎng)，2010，51（9）：47-485 徐柳娟，楊啟堯，李惠英智能水箱控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)J，浙江水利水電?？茖W(xué)校學(xué)報(bào)，2011，23（2）：6-76 肖煒摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)涂裝過(guò)程液位與溫度實(shí)時(shí)檢測(cè)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)D，重