水位自動(dòng)檢測(cè)與控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

/1引言1．1探討背景在社會(huì)經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展的今日，水在人們生活和生產(chǎn)中起著越來越重要的作用。一旦斷水，輕則給人民生活帶來極大的不便，重則可能造成重大的生產(chǎn)事故及損失。因此，對(duì)水位的自動(dòng)檢測(cè)及限制的探討，有著極其重要的地位。任何時(shí)候都能供應(yīng)足夠的水量，平穩(wěn)的水壓，合格的水質(zhì)，是對(duì)供水系統(tǒng)的基本要求。就目前而言，多數(shù)工業(yè)生活供水系統(tǒng)，都接受水塔，層頂水箱等基本儲(chǔ)水設(shè)備，由一級(jí)二級(jí)水泵從地下市政水管補(bǔ)給，因此如何建立一個(gè)牢靠平安又利于維護(hù)的給水系統(tǒng)是值得我們探討的課題?，F(xiàn)今社會(huì)，自動(dòng)扮裝置無所不在，在限制技術(shù)需求的推動(dòng)下，限制理論本身也取得了顯著的進(jìn)步。水塔水位的監(jiān)測(cè)和限制，再也不須要人工進(jìn)行操作。實(shí)踐證明，自動(dòng)化操作，具有不行替代的應(yīng)用價(jià)值。在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以及日常生活應(yīng)用中，常常會(huì)須要對(duì)容器中的液位（水位）進(jìn)行自動(dòng)限制。比如自動(dòng)限制水箱、水池、水槽、鍋爐等容器中的蓄水量，生活中抽水馬桶的自動(dòng)補(bǔ)水限制、自動(dòng)電熱水器、電開水機(jī)的自動(dòng)進(jìn)水限制等。雖然各種水位限制的技術(shù)要求不同，精度不同，但基本的限制原理都可以歸納為一般的反饋限制方式，就是利用傳感器對(duì)于信號(hào)的供應(yīng)通過單片機(jī)對(duì)數(shù)碼顯示、電機(jī)限制、報(bào)警限制部分的限制[1]。本設(shè)計(jì)從分析水塔水位報(bào)警器的原理和設(shè)計(jì)方法入手，主要基于單片機(jī)的硬件電路和語言程序設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)一種能夠?qū)崿F(xiàn)水位自動(dòng)限制、具有自動(dòng)愛惜、自動(dòng)聲光報(bào)警功能的限制系統(tǒng)。本限制系統(tǒng)由A/D轉(zhuǎn)換部分、單片機(jī)限制部分、數(shù)碼顯示部分、電機(jī)驅(qū)動(dòng)部分、電機(jī)限制部分等構(gòu)成。這是個(gè)簡(jiǎn)潔而靈敏的監(jiān)測(cè)報(bào)警電路，操作簡(jiǎn)潔，接通電源即可工作。因?yàn)榇蟛糠蛛娐方邮軘?shù)字電路，所以本水位監(jiān)測(cè)報(bào)警器還具有耗能低、精確性高的特點(diǎn)。該系統(tǒng)設(shè)計(jì)新穎 、簡(jiǎn)易，靈敏度高，工作穩(wěn)定，能夠自動(dòng)檢測(cè)和顯示當(dāng)前水位、凹凸水位報(bào)警等功能水位自動(dòng)限制電路是通過水位傳感器將水位高度轉(zhuǎn)換為0~10V的直流電壓，再經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換后，將轉(zhuǎn)換所得的數(shù)字量送入單片機(jī)進(jìn)行處理來達(dá)到對(duì)水位進(jìn)行自動(dòng)限制的目的。通過對(duì)電壓和水位的轉(zhuǎn)換關(guān)系，最終利用單片機(jī)進(jìn)行精確的限制，實(shí)現(xiàn)對(duì)水位高度的顯示、電機(jī)和報(bào)警裝置的限制。主要的工作原理是通過水位傳感器將水位信號(hào)轉(zhuǎn)變成電信號(hào)，在通過A/D轉(zhuǎn)換部分位傳感器的電信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換處理。供應(yīng)應(yīng)單片機(jī)，利用單片機(jī)連接顯示系統(tǒng)，電機(jī)系統(tǒng)和報(bào)警系統(tǒng)完成對(duì)水位的檢測(cè)和限制。此項(xiàng)設(shè)計(jì)有利工業(yè)和生活用水的限制[2]。1．2項(xiàng)目探討意義單片機(jī)是計(jì)算機(jī)家族中既年輕卻又特殊重要的成員，雖然它的問世比第一代計(jì)算機(jī)整整晚了30年，在整體功能和價(jià)格水同等方面也遠(yuǎn)不如其它類型的計(jì)算機(jī)，但無論是尖端科技，如航空、航天、軍事、通信、能源、交通IT，還是現(xiàn)代工業(yè)、農(nóng)業(yè)、辦公自動(dòng)化和日用家電等諸多領(lǐng)域都離不開單片機(jī)，其運(yùn)用率和普及率之高，遠(yuǎn)遠(yuǎn)的超過了其他類型的計(jì)算機(jī)。課堂上我們雖然也學(xué)習(xí)了關(guān)于單片機(jī)的理論學(xué)問，但只有在實(shí)際的制作中才能讓我們真正駕馭單片機(jī)技術(shù)。目前應(yīng)用較廣泛的單片機(jī)有51系列單片機(jī)、AVR單片機(jī)以及PIC單片機(jī)，單片機(jī)又稱單片微限制器，它不是完成某一個(gè)邏輯功能的芯片，而是把一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)集成到一個(gè)芯片上。這種計(jì)算機(jī)是把智能賜予各種機(jī)械的單片機(jī)。顧名思義，這種計(jì)算機(jī)的最小系統(tǒng)只用了一片集成電路，即可進(jìn)行簡(jiǎn)潔運(yùn)算和限制。它體積小，在整個(gè)裝置中，起著有如人類頭腦的作用。單片機(jī)的誕生是計(jì)算機(jī)發(fā)展史上的一個(gè)新的里程碑，近年來，隨著單片機(jī)檔次的不斷提高，功能的不斷完善，其應(yīng)用日趨成熟、應(yīng)用領(lǐng)域日趨擴(kuò)大，特殊是工業(yè)測(cè)控、尖端武器和日用家電等領(lǐng)域更是因?yàn)橛辛藛纹瑱C(jī)而升輝增色?，F(xiàn)在，這種單片機(jī)的運(yùn)用領(lǐng)域已特殊廣泛，如智能儀表、實(shí)時(shí)工控、通訊設(shè)備、導(dǎo)航系統(tǒng)、家用電器等。各種產(chǎn)品一旦用上了單片機(jī)，就能起到使產(chǎn)品升級(jí)換代的功效，常在產(chǎn)品名稱前冠以形容詞——“智能型”[3]。在很長(zhǎng)一段時(shí)間里，通用型單片機(jī)通過三總線結(jié)構(gòu)擴(kuò)展外圍器件成為單片機(jī)應(yīng)用的主流結(jié)構(gòu)。隨著低價(jià)位OTP（OneTimProgrammable）及各種類型片內(nèi)程序存儲(chǔ)器的發(fā)展，加之處圍接口不斷進(jìn)入片內(nèi)，推動(dòng)了單片機(jī)“單片”應(yīng)用結(jié)構(gòu)的發(fā)展。特殊是I2C、SPI等串行總線的引入，可以使單片機(jī)的引腳設(shè)計(jì)得更少，單片機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)化及規(guī)范化，通過本次設(shè)計(jì)，使我們加深了串行總線的工作原理和運(yùn)用方法[4]。通過該課題的探討，溫習(xí)了數(shù)模電學(xué)問，了解了多種芯片的運(yùn)用，加強(qiáng)了運(yùn)用Protel軟件繪制電氣原理圖和印制版圖的實(shí)力，收集資料、消化資料和綜合資料的實(shí)力,及綜合利用專業(yè)及基礎(chǔ)學(xué)問，解決實(shí)際工程技術(shù)問題的實(shí)力。本課題探討設(shè)計(jì)了一種基于單片機(jī)技術(shù)的自動(dòng)限制系統(tǒng)。該自動(dòng)限制系統(tǒng)通過接受STC89C52單片機(jī)為工作處理器核心，外接壓力傳感器，能夠通過對(duì)水壓的大x小測(cè)定來得到水位的高度，并將其轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的電信號(hào)輸出，通過對(duì)水位的精確測(cè)量來限制水位[19]。該自動(dòng)限制系統(tǒng)的最大特點(diǎn)就是運(yùn)用戶能夠操作簡(jiǎn)潔、易懂、靈敏；且安裝便利、智能性高、誤報(bào)率低，同時(shí)它的信號(hào)經(jīng)過單片機(jī)系統(tǒng)處理后便利和PC機(jī)通信，便于多用戶統(tǒng)一管理。隨著現(xiàn)代人們平安意識(shí)的增加以及科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，信任這種自動(dòng)限制系統(tǒng)必將在更廣袤的領(lǐng)域得到更深層次的應(yīng)用[5]。1．3發(fā)展方向從消費(fèi)者的角度來看，智能化自動(dòng)化的儀器市場(chǎng)的需求已經(jīng)慢慢明朗：就是以好用為核心，力求好用、易用、人性化，自動(dòng)化。雖然科技飛速發(fā)展，信息技術(shù)日新月異，但是如何將這些技術(shù)引入智能劃產(chǎn)品之中，如何打造出真正好用的智能劃產(chǎn)品，這才是最值得關(guān)注的問題。如智能劃產(chǎn)業(yè)界所體現(xiàn)的兩大技術(shù)趨勢(shì)正是發(fā)展方向：1、領(lǐng)先的自動(dòng)限制技術(shù)；2、不依靠PC的獨(dú)立形態(tài)。致力于智能劃產(chǎn)品的應(yīng)用接軌，很多問題并不在于技術(shù)水平的凹凸，而在于怎樣去做到好用、易用、人性化，只有更加貼近好用、易用和人性化的智能劃概念，才能真正提高人們的生活品質(zhì)，才能真正體現(xiàn)智能劃的價(jià)值，這也是現(xiàn)代科技價(jià)值的核心所在?？梢源_定，智能劃將在將來的電子產(chǎn)業(yè)占據(jù)特殊重要的地位，本課題即是從中獲得啟發(fā)而確定，以好用、易用、人性化為設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。本課題所設(shè)計(jì)的簡(jiǎn)易水位自動(dòng)檢測(cè)及限制系統(tǒng)，特殊符合現(xiàn)代人的日常生活所需，有著廣袤的發(fā)展前景。2設(shè)計(jì)的任務(wù)、要求和探討設(shè)想課題擬設(shè)計(jì)一款基于單片機(jī)而制作的智能型水位自動(dòng)檢測(cè)及限制系統(tǒng)。要求利用51單片機(jī)完成水位自動(dòng)檢測(cè)及限制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，當(dāng)水位自動(dòng)檢測(cè)及限制系統(tǒng)進(jìn)入工作狀態(tài)后，CPU不斷檢查觸發(fā)開關(guān)的狀態(tài)，當(dāng)水位達(dá)到最低點(diǎn)時(shí)，警報(bào)器發(fā)出低水位警報(bào)一段時(shí)間，黃燈亮，電機(jī)自動(dòng)起先抽水。當(dāng)加水到最高水位時(shí)紅燈亮，報(bào)警器報(bào)警，電機(jī)停止工作。當(dāng)水位在正常水位內(nèi)，電機(jī)和報(bào)警器都不工作。具體設(shè)計(jì)須要達(dá)到的要求和實(shí)現(xiàn)的功能如下：(1)可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)報(bào)警。(2)可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)加水和自動(dòng)停止加水。(3)可通過水位變更，實(shí)現(xiàn)向外界報(bào)警。本設(shè)計(jì)包括硬件和軟件設(shè)計(jì)兩個(gè)部分。硬件部分包括采樣處理部分、單片機(jī)限制部分、數(shù)碼顯示部分、電機(jī)驅(qū)動(dòng)部分、電機(jī)限制部分等構(gòu)成。處理器接受52系列單片機(jī)STC89C52。整個(gè)系統(tǒng)是在系統(tǒng)軟件限制下工作的。基于調(diào)查本課題設(shè)計(jì)一款簡(jiǎn)潔好用，經(jīng)濟(jì)的高塔水位檢測(cè)報(bào)警限制系統(tǒng)。本設(shè)計(jì)過程中主要接受了傳感技術(shù)、單片機(jī)技術(shù)、光報(bào)警技術(shù)以及弱電限制強(qiáng)電的技術(shù)。在高塔的內(nèi)部我們?cè)O(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)易的水位探測(cè)傳感器用來探測(cè)水位，即低水位，正常水位，高水位。低水位時(shí)送給單片機(jī)一個(gè)高電平，驅(qū)動(dòng)水泵加水，黃燈亮；到達(dá)正常范圍的水位時(shí)，水泵接著加水，黃燈不亮；高水位時(shí)，水泵不加水，紅燈亮。通過這樣一個(gè)簡(jiǎn)潔運(yùn)用的電路系統(tǒng)從而實(shí)現(xiàn)對(duì)水位的自動(dòng)監(jiān)測(cè)和限制。3系統(tǒng)設(shè)計(jì)3.1方案設(shè)計(jì)方案一：如圖3.1所示為方案一框圖。本方案接受555電路進(jìn)行限制，即當(dāng)水位探測(cè)傳感器探測(cè)到低水位時(shí)送一個(gè)低于1/3VCC的低電平給NE555芯片，555的輸出即為高電平驅(qū)動(dòng)水泵加水；當(dāng)在正常的水位時(shí)候，送給NE555為1/3VCC~2/3VCC的電平，即保持前一個(gè)水泵不加水的狀態(tài)；當(dāng)水位居于高水位時(shí)，給NE555電路一個(gè)高電平，這時(shí)NE555輸出電平翻轉(zhuǎn)為低電平，不能驅(qū)動(dòng)水泵，水泵停止加水。555電路555電路電源電路水塔水箱圖3.1方案一框圖方案二：如圖3.2所示為方案二框圖。本方案接受單片機(jī)STC89C52作為我們的限制芯片，主要工作過程是當(dāng)高塔中的水在低水位時(shí)，水位探測(cè)傳感器送給單片機(jī)一個(gè)高電平，然后單片機(jī)驅(qū)動(dòng)水泵加水和顯示系統(tǒng)使紅燈變亮；當(dāng)水位在正常范圍內(nèi)時(shí)，水泵加水，綠燈亮；當(dāng)水位在高水位時(shí)，單片機(jī)不能驅(qū)動(dòng)水泵加水，黃燈亮。水位傳感器水位傳感器A/D轉(zhuǎn)換單片機(jī)電機(jī)限制鍵盤報(bào)警限制數(shù)碼顯示圖3.2方案二框圖第一種方案設(shè)計(jì)運(yùn)用起來比較便利也簡(jiǎn)潔，不用編程等軟件方面的設(shè)計(jì)，但是沒有穩(wěn)壓電路，使輸入NE555芯片的電平特殊不穩(wěn)定，簡(jiǎn)潔發(fā)生誤判水位引起混亂的狀況，且NE555電路只有一個(gè)輸出端，不能接顯示系統(tǒng)，所以不能完成顯示功能。其次種方案中運(yùn)用了單片機(jī)處理，單片機(jī)技術(shù)是信息時(shí)代用于精密測(cè)量的一種新技術(shù)。此系統(tǒng)運(yùn)用過程中接受穩(wěn)壓電路能夠精確地把輸入的電平送給單片機(jī)不會(huì)產(chǎn)生誤判的狀況，由于STC89C52單片機(jī)有40端口32引腳能夠特殊便利地設(shè)計(jì)顯示系統(tǒng)。綜上，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(jì)的各個(gè)指標(biāo)和達(dá)到設(shè)計(jì)的目的，選擇其次種方案作為本課題的設(shè)計(jì)方案。3.2各部件的選擇3.2.1傳感器選擇方案?jìng)鹘y(tǒng)的水位檢測(cè)通過設(shè)檢測(cè)點(diǎn)來完成對(duì)水位的檢測(cè)。通常，由于受檢測(cè)點(diǎn)物理體積的影響，水位檢測(cè)點(diǎn)的數(shù)目有限，從而影響了后續(xù)電路限制的精度。本設(shè)計(jì)中，接受SY-9411L-D型變送器，它內(nèi)部含有1個(gè)壓力傳感器和相應(yīng)的放大電路。壓力傳感器是美國(guó)SM公司生產(chǎn)的555-2型OEM壓阻式壓力傳感器，其有全溫度補(bǔ)償及標(biāo)定(0～70℃)，傳感器經(jīng)過特殊加工處理，用堅(jiān)實(shí)的耐高溫塑料外殼封裝。其引腳分布如圖3.3所示。1、2腳為信號(hào)輸出；3腳為激勵(lì)電壓；4腳為接地地。圖3.3SY-9411L-D型變送器在水箱底部安裝1根直徑為5mm的軟管，一端安裝在水箱底部；另一端和傳感器連接。水箱水位高度發(fā)生變更時(shí)，引起軟管內(nèi)氣壓變更，然后傳感器把氣壓轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)，輸送到A／D轉(zhuǎn)換器。3.2.2A/D轉(zhuǎn)換方案通過對(duì)傳感器的選擇，可知由傳感器輸出的水位高度信號(hào)是0～10V的直流電壓。在設(shè)計(jì)中，可以通過采樣、保持電路對(duì)這一信號(hào)進(jìn)行處理，將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為多個(gè)采樣點(diǎn)信號(hào)。但這種處理方法由于受電路規(guī)模和采樣精度的影響，不行能對(duì)水位信號(hào)作出精確的處理，近而也無法對(duì)電機(jī)、水位高度顯示和報(bào)警作出精確的限制。因此，本設(shè)計(jì)中接受集成芯片TLC549對(duì)0～10V的直流電壓進(jìn)行處理?？梢赃_(dá)到：（1）電路簡(jiǎn)潔、明白。（2）高轉(zhuǎn)換精度。（3）高限制精確。3.2.3單片機(jī)復(fù)位方案RST/VPD：復(fù)位/備用電源線，可以使單片機(jī)處于復(fù)位（即初始化）工作狀態(tài)。通常，單片機(jī)的復(fù)位有自動(dòng)上電復(fù)位和人工按鈕復(fù)位兩種，圖3.4給出了它們的電路?？紤]到，水塔和居民生活密切相關(guān)，當(dāng)因特殊緣由導(dǎo)致單片機(jī)掉電，需單片機(jī)立刻自動(dòng)復(fù)位（如：夜間短時(shí)間停電，導(dǎo)致本系統(tǒng)停止工作），故本設(shè)計(jì)接受上電復(fù)位方式。圖3.4復(fù)位電路3.2.4單片機(jī)起振方案XTAL1和XTAL2分別為反向放大器的輸入和輸出。該反向放大器可以配置為片內(nèi)振蕩器，石晶振蕩和陶瓷振蕩均可接受。也可以接受外部時(shí)鐘源驅(qū)動(dòng)器件?？紤]到設(shè)計(jì)、運(yùn)用的便利，本設(shè)計(jì)中接受片內(nèi)時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)。即XTAL1和XTAL2只需外接晶振（配上相應(yīng)的電容），便可以給單片機(jī)供應(yīng)相應(yīng)的時(shí)鐘頻率。3.2.5驅(qū)動(dòng)顯示方案本設(shè)計(jì)中需顯示水塔水位的高度，具體的顯示方案有兩種選擇：(1)利用74LS48驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管：和單片機(jī)連接較為困難，需占用單片機(jī)8個(gè)端口。且在和數(shù)碼管連接時(shí)需附加上拉電阻，用以完成數(shù)碼管的驅(qū)動(dòng)。(2)利用LCD1602液晶顯示：a.顯示質(zhì)量高由于液晶顯示器每一個(gè)點(diǎn)在收到信號(hào)后就始終保持那種色調(diào)和亮度，恒定發(fā)光，而不像陰極射線管顯示器（CRT）那樣須要不斷刷新新亮點(diǎn)。因此，液晶顯示器畫質(zhì)高且不會(huì)閃爍。b.數(shù)字式接口液晶顯示器都是數(shù)字式的，和單片機(jī)系統(tǒng)的接口更加簡(jiǎn)潔牢靠，操作更加便利。c.體積小、重量輕液晶顯示器通過顯示屏上的電極限制液晶分子狀態(tài)來達(dá)到顯示的目的，在重量上比相同顯示面積的傳統(tǒng)顯示器要輕得多。d.功耗低相對(duì)而言，液晶顯示器的功耗主要消耗在其內(nèi)部的電極和驅(qū)動(dòng)IC上，因而耗電量比其它顯示器要少得多。考慮到本設(shè)計(jì)中，若利用MAX7219驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管，MAX7219芯片價(jià)格較高，接受后大大提高成本支出將造成資源奢侈，且。同時(shí)，隨著MAX7219的運(yùn)用（對(duì)MAX7219的編程）將提高源程序的困難度，對(duì)編譯、調(diào)試和單片機(jī)運(yùn)行效率都將造成影響。故設(shè)計(jì)中接受LCD1602液晶顯示。3.2.6電機(jī)選擇方案電動(dòng)機(jī)有直流流、溝通之分。異步電動(dòng)機(jī)屬于溝通電機(jī)的一種；另一種溝通電機(jī)是同步電機(jī)。異步電機(jī)由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔，維護(hù)便利，價(jià)格便宜，所以應(yīng)用最為廣泛。本設(shè)計(jì)中，接受異步三相溝通電機(jī)。3.3總體思路①水位高度的檢測(cè)：利用水位傳感器完成。②傳感器輸出信號(hào)處理：傳感器輸出信號(hào)，有直流電壓和直流電流之分。設(shè)計(jì)中需將這一信號(hào)進(jìn)行處理，以便單片機(jī)能夠接收和處理。③單片機(jī)限制：?jiǎn)纹瑱C(jī)將由前級(jí)輸入的檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行分析和處理，從而產(chǎn)生相應(yīng)的限制信號(hào)。④數(shù)碼顯示、電機(jī)驅(qū)動(dòng)和報(bào)警電路依據(jù)單片機(jī)產(chǎn)生的限制信號(hào)，作出相應(yīng)的動(dòng)作。⑤電機(jī)限制電路依據(jù)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的狀態(tài)作出相應(yīng)的動(dòng)作。4硬件設(shè)計(jì)4.1系統(tǒng)組成水位自動(dòng)限制器由7個(gè)部分組成，即水位傳感器、A/D轉(zhuǎn)換、鍵盤、單片機(jī)、顯示部分、電機(jī)限制、報(bào)警限制部分。系統(tǒng)框圖可參考圖3.2。4.2單元模塊設(shè)計(jì)4.2.1單片機(jī)介紹選用STC89C52作為限制芯片，其引腳圖如圖4.1所示。STC89C52是宏晶科技推出的新一代超強(qiáng)抗干擾、高速、低功耗單片機(jī)，指令代碼完全兼容Intel8051單片機(jī)。STC89C52的封裝STC89C52的封裝如圖4.2所示。圖4.1STC89C52引腳圖圖4.2STC89C52封裝圖(1)STC89C52各引腳功能及管腳電壓STC89C52為40腳雙列直插封裝的8位通用微處理器，接受工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的C51內(nèi)核，在內(nèi)部功能及管腳排布上和通用的8XC51相同，其主要用于會(huì)聚調(diào)整時(shí)的功能限制。功能包括對(duì)會(huì)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(huì)聚調(diào)整限制，會(huì)聚測(cè)試圖限制，紅外遙控信號(hào)IR的接收解碼及和主板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(fù)位輸入端口，外接電阻電容組成的復(fù)位電路。VCC（40腳）和VSS（20腳）為供電端口，分別接+5V電源的正負(fù)端。P0~P3為可編程通用I/O腳，其功能用途由軟件定義，在本設(shè)計(jì)中，P0端口（32~39腳）被定義為N1功能限制端口，分別和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總線限制端口，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(hào)功能端口，連接主板CPU的相應(yīng)功能端，用于當(dāng)前制式的檢測(cè)及會(huì)聚調(diào)整狀態(tài)進(jìn)入的限制功能[6]。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(fù)用口。作為輸出口用時(shí)，每位能吸取電流的方式驅(qū)動(dòng)8個(gè)TTL邏輯門電路，對(duì)端口P0寫“1”時(shí)，可作為高阻抗輸入端用在訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器或程序存儲(chǔ)器時(shí)，這組口線分時(shí)轉(zhuǎn)換地址（低8位）和數(shù)據(jù)總線復(fù)用，在訪問期間激活內(nèi)部上拉電阻。在Flash編程時(shí)，P0口接收指令字節(jié)，而在程序校驗(yàn)時(shí)，輸出指令字節(jié)，校驗(yàn)時(shí)，要求外接上拉電阻。P1口P1是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P1的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸取或輸出電流）4個(gè)TTL邏輯門電路。對(duì)端口寫“1”，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時(shí)可作輸入口。作輸入口運(yùn)用時(shí)，因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻，某個(gè)引腳被外部信號(hào)拉低時(shí)會(huì)輸出一個(gè)電流(IIL)。和STC89C52不同之處是，P1.0和P1.1還可分別作為定時(shí)/計(jì)數(shù)器2的外部計(jì)數(shù)輸入（P1.0/T2）和輸入（P1.1/T2EX），F(xiàn)lash編程和程序校驗(yàn)期間，P1接收低8位地址。表4.1P1.0和P1.1的其次功能引腳號(hào)功能特性P1.0T2，時(shí)鐘輸出P1.1T2EX（定時(shí)/計(jì)數(shù)器2）P2口P2是一個(gè)帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸取或輸出電流）4個(gè)TTL邏輯門電路。對(duì)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(shí)可作輸入口，作輸入口運(yùn)用時(shí)，因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻，某個(gè)引腳被外部信號(hào)拉低時(shí)會(huì)輸出一個(gè)電流(IIL)。在訪問外部程序存儲(chǔ)器或16位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（例如執(zhí)行MOVX@DPTR指令）時(shí)，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(chǔ)器（如執(zhí)行MOVX@RI指令）時(shí)，P2口輸出P2鎖存器的內(nèi)容。Flash編程或校驗(yàn)時(shí)，P2亦接收高位地址和一些限制信號(hào)。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(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸取或輸出電流）4個(gè)TTL邏輯門電路。對(duì)P3口寫入“1”時(shí)，它們被內(nèi)部上拉電阻拉高并可作為輸入端口。此時(shí)，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其次功能P3口還接收一些用于Flash閃速存儲(chǔ)器編程和程序校驗(yàn)的限制信號(hào)。RST復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器工作時(shí)，RST引腳出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期以上高電平將使單片機(jī)復(fù)位。ALE/PROG當(dāng)訪問外部程序存儲(chǔ)器或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，ALE（地址鎖存允許）輸出脈沖用于鎖存地址的低8位字節(jié)。一般狀況下，ALE仍以時(shí)鐘振蕩頻率的1/6輸出固定的脈沖信號(hào)，因此它可對(duì)外輸出時(shí)鐘或用于定時(shí)目的。要留意的是：每當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)將跳過一個(gè)ALE脈沖。對(duì)Flash存儲(chǔ)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(duì)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MOVC指令才能將ALE激活。此外，該引腳會(huì)被微弱拉高，單片機(jī)執(zhí)行外部程序時(shí)，應(yīng)設(shè)置ALE禁止位無效。PSEN程序儲(chǔ)存允許（PSEN）輸出是外部程序存儲(chǔ)器的讀選通信號(hào)，當(dāng)AT89C52由外部程序存儲(chǔ)器取指令（或數(shù)據(jù)）時(shí)，每個(gè)機(jī)器周期兩次PSEN有效，即輸出兩個(gè)脈沖。在此期間，當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，將跳過兩次PSEN信號(hào)。EA/VPP外部訪問允許。欲使CPU僅訪問外部程序存儲(chǔ)器（地址為0000H-FFFFH），EA端必需保持低電平（接地）。需留意的是：假如加密位LB1被編程，復(fù)位時(shí)內(nèi)部會(huì)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(chǔ)器中的指令。Flash存儲(chǔ)器編程時(shí)，該引腳加上+12V的編程允許電源VPP，當(dāng)然這必需是該器件是運(yùn)用12V編程電壓VPP。XTAL1振蕩器反相放大器的及內(nèi)部時(shí)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(chǔ)器中，80H-FFH共128個(gè)單元為特殊功能寄存器（SFE），SFR的地址空間映象如表2所示。并非全部的地址都被定義，從80H—FFH共128個(gè)字節(jié)只有一部分被定義，還有相當(dāng)一部分沒有定義。對(duì)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)品中可能賜予新的功能，在這種狀況下，復(fù)位后這些單元數(shù)值總是“0”。STC89C52除了和STC89C51全部的定時(shí)/計(jì)數(shù)器0和定時(shí)/計(jì)數(shù)器1外，還增加了一個(gè)定時(shí)/計(jì)數(shù)器2。定時(shí)/計(jì)數(shù)器2的限制和狀態(tài)位位于T2CON，T2MOD，寄存器對(duì)（RCAO2H、RCAP2L）是定時(shí)器2在16位捕獲方式或16位自動(dòng)重裝載方式下的捕獲/自動(dòng)重裝載寄存器。4.2.2A/D轉(zhuǎn)換設(shè)計(jì)TLC549是美國(guó)德州儀器公司生產(chǎn)的8位串行A/D轉(zhuǎn)換器芯片，可和通用微處理器、限制器通過CLK、CS、POUT三條口線進(jìn)行串行接口。具有4MHz片內(nèi)系統(tǒng)時(shí)鐘和軟、硬件限制電路，轉(zhuǎn)換時(shí)間最長(zhǎng)17μs，TLC549為40000次/s。總失調(diào)誤差最大為±0.5LSB，典型功耗值為6mW。接受差分參考電壓高阻輸入，抗干擾，可按比例量程校準(zhǔn)轉(zhuǎn)換范圍，V(REF-)接地，V(REF+)－(VREF-)≥1V，可用于較小信號(hào)的采樣[17]。a.芯片簡(jiǎn)介TLC549的內(nèi)部框圖和引腳名稱如圖4.3所示。圖4.3A/D轉(zhuǎn)換器引腳極限參數(shù)

TLC549的極限參數(shù)如下：

●電源電壓：6.5V；

●輸入電壓范圍：0.3V～VCC＋0.3V；

●輸出電壓范圍：0.3V～VCC＋0.3V；

●峰值輸入電流(任一輸入端)：±10mA；

●總峰值輸入電流(全部輸入端)：±30mA；

●工作溫度：TLC549C：0℃～70℃

TLC549I：－40℃～85℃

TLC549M：－55℃～125℃b.工作原理

TLC549均有片內(nèi)系統(tǒng)時(shí)鐘，該時(shí)鐘和I/OCLOCK是獨(dú)立工作的，無須特殊的速度或相位匹配。

當(dāng)CS為高時(shí)，數(shù)據(jù)輸出(POUT)端處于高阻狀態(tài)，此時(shí)I/OCLOCK不起作用。這種CS限制作用允許在同時(shí)運(yùn)用多片TLC549時(shí)，共用I/OCLOCK，以削減多路(片)A/D并用時(shí)的I/O限制端口。c.一組通常的限制時(shí)序?yàn)椋?/p>

(1)將CS置低。內(nèi)部電路在測(cè)得CS下降沿后，再等待兩個(gè)內(nèi)部時(shí)鐘上升沿和一個(gè)下降沿后，然后確認(rèn)這一變更，最終自動(dòng)將前一次轉(zhuǎn)換結(jié)果的最高位(D7)位輸出到DATAOUT端上。

(2)前四個(gè)I/OCLOCK周期的下降沿依次移出第2、3、4和第5個(gè)位(D6、D5、D4、D3)，片上采樣保持電路在第4個(gè)I/OCLOCK下降沿起先采樣模擬輸入。

(3)接下來的3個(gè)I/OCLOCK周期的下降沿移出第6、7、8(D2、D1、D0)個(gè)轉(zhuǎn)換位，

(4)最終，片上采樣保持電路在第8個(gè)I/OCLOCK周期的下降沿將移出第6、7、8(D2、D1、D0)個(gè)轉(zhuǎn)換位。保持功能將持續(xù)4個(gè)內(nèi)部時(shí)鐘周期，然后起先進(jìn)行32個(gè)內(nèi)部時(shí)鐘周期的A/D轉(zhuǎn)換。第8個(gè)I/OCLOCK后，CS必需為高，或I/OCLOCK保持低電平，這種狀態(tài)須要維持36個(gè)內(nèi)部系統(tǒng)時(shí)鐘周期以等待保持和轉(zhuǎn)換工作的完成。假如CS為低時(shí)I/OCLOCK上出現(xiàn)一個(gè)有效干擾脈沖，則微處理器/限制器將和器件的I/O時(shí)序失去同步；若CS為高時(shí)出現(xiàn)一次有效低電平，則將使引腳重新初始化，從而脫離原轉(zhuǎn)換過程。

在36個(gè)內(nèi)部系統(tǒng)時(shí)鐘周期結(jié)束之前，實(shí)施步驟(1)－(4)，可重新啟動(dòng)一次新的A/D轉(zhuǎn)換，和此同時(shí)，正在進(jìn)行的轉(zhuǎn)換終止，此時(shí)的輸出是前一次的轉(zhuǎn)換結(jié)果而不是正在進(jìn)行的轉(zhuǎn)換結(jié)果。

若要在特定的時(shí)刻采樣模擬信號(hào)，應(yīng)使第8個(gè)I/OCLOCK時(shí)鐘的下降沿和該時(shí)刻對(duì)應(yīng)，因?yàn)樾酒m在第4個(gè)I/OCLOCK時(shí)鐘下降沿起先采樣，卻在第8個(gè)I/OCLOCK的下降沿起先保存。STC89C52和ADC接口時(shí)三個(gè)留意事項(xiàng)：①要給START線送一個(gè)100ns寬的啟動(dòng)脈沖。②獲得EOC線上的狀態(tài)信息，因?yàn)樗茿/D轉(zhuǎn)換結(jié)束的標(biāo)記。③要給“三態(tài)輸出鎖存器”支配一個(gè)端口地址，也就是給OE線上送一個(gè)地址譯碼器輸出信號(hào)。STC89C52和ADC接口通常接受查詢和中斷兩種方式。接受查詢法傳送數(shù)據(jù)時(shí)STC89C52應(yīng)對(duì)EOC線查詢它的狀態(tài)：若查詢到EOC變?yōu)楦唠娖?，則給OE線送一個(gè)高電平，以便從D0—D7線上提取A/D轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量。接受中斷方式傳送數(shù)據(jù)時(shí)，EOC線作為CPU的中斷請(qǐng)求線。CPU響應(yīng)中斷后，應(yīng)在中斷服務(wù)程序中使OE線變?yōu)楦唠娖?，以提取A/D轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量。A/D轉(zhuǎn)換器串行I/O接口如圖4.4所示。圖4.4A/D轉(zhuǎn)換器串行I/O接口4.2.3起振電路設(shè)計(jì)石英晶振起振后，應(yīng)能在XTAL2線上輸出一個(gè)3V左右的正弦波，以使STC89C52片內(nèi)的OSC電路按石英晶振相同頻率自激振蕩。通常，OSC的輸出時(shí)鐘頻率FOSC為0.5～16MHz，典型值為12MHz或11.0592MHz。電容C1和C2可以幫助起振，典型值為30pf，調(diào)整它們可以達(dá)到微調(diào)FOSC的目的。本設(shè)計(jì)中，晶振接受12MHz，CI和C2取30pf。其連接電路如圖4.5起振電路所示[9]。圖4.5晶振4.2.4顯示設(shè)計(jì)LCD1602液晶本設(shè)計(jì)中由于要對(duì)水位進(jìn)行顯示，所以選擇液晶顯示屏1602模塊作為輸出。1602字符型LCD通常有14條引腳線或16條引腳線的LCD，多出來的2條線是背光電源線。它可以顯示兩行，每行16個(gè)字符，接受單+5V電源供電，外圍電路配置簡(jiǎn)潔，價(jià)格便宜，具有很高的性價(jià)比。1602液晶模塊內(nèi)部的字符發(fā)生存儲(chǔ)器（CGROM)已經(jīng)存儲(chǔ)了160個(gè)不同的點(diǎn)陣字符圖形，這些字符有：阿拉伯?dāng)?shù)字、英文字母的大小寫、常用的符號(hào)、和日文假名等，每一個(gè)字符都有一個(gè)固定的代碼，比如大寫的英文字母“A”的代碼是01000001B（41H），顯示時(shí)模塊把地址41H中的點(diǎn)陣字符圖形顯示出來，我們就能看到字母“A”。管腳功能如表4.2所示[18]：表4.2LCD1602引腳功能引腳符號(hào)功能說明1VSS一般接地2VDD接電源（+5V）3V0液晶顯示器對(duì)比度調(diào)整端。4RSRS為寄存器選擇。5R/WR/W為讀寫信號(hào)線。6EE(或EN)端為使能(enable)端，下降沿使能。7DB0底4位三態(tài)、雙向數(shù)據(jù)總線0位（最低位）8DB1底4位三態(tài)、雙向數(shù)據(jù)總線1位9DB2底4位三態(tài)、雙向數(shù)據(jù)總線2位10DB3底4位三態(tài)、雙向數(shù)據(jù)總線3位11DB4高4位三態(tài)、雙向數(shù)據(jù)總線4位12DB5高4位三態(tài)、雙向數(shù)據(jù)總線5位13DB6高4位三態(tài)、雙向數(shù)據(jù)總線6位14DB7高4位三態(tài)、雙向數(shù)據(jù)總線7位（最高位）LCD1602主要管腳介紹：V0為液晶顯示器對(duì)比度調(diào)整端，接正電源時(shí)對(duì)比度最弱，接地電源時(shí)對(duì)比度最高，對(duì)比度過高時(shí)會(huì)產(chǎn)生鬼影運(yùn)用時(shí)可以通過一個(gè)10K的電位器調(diào)整對(duì)比度。RS為寄存器選擇端，高電平常選擇數(shù)據(jù)寄存器，低電平常選擇指令寄存器。R／W為讀寫信號(hào)線端，高電平常進(jìn)行讀操作，低電平常進(jìn)行寫操作。當(dāng)RS和R／W共同為低電平常可以寫入指令或者顯示地址；當(dāng)RS為高電平R／W為低電平?？梢詫懭霐?shù)據(jù)。E為使能端，當(dāng)E端由高電平跳變成低電平常，液晶模塊執(zhí)行叮囑。LCD1602液晶顯示電路圖4.6LCD1602顯示電路將LCD1602的RS端和P2.0，R/W端和P2.1，E端和P2.2相連，當(dāng)RS=0時(shí)，對(duì)LCD1602寫入指令；當(dāng)RS=1時(shí)，對(duì)LCD1602寫入數(shù)據(jù)。當(dāng)R/W端接高電平常芯片處于讀數(shù)據(jù)狀態(tài)，反之處于寫數(shù)據(jù)狀態(tài)，E端為使能信號(hào)端。當(dāng)R/W為高電平,E端也為高電平，RS為低電平常，液晶顯示屏顯示須要顯示的示數(shù)。圖4.6為1602液晶顯示屏和單片機(jī)的硬件連接圖[10]。電機(jī)限制圖4.7為三相電動(dòng)機(jī)單向啟動(dòng)限制圖。三相電機(jī)的工作限制電路是三相溝通電源開關(guān)QS->熔斷器->繼電器->電動(dòng)機(jī)M。電源開關(guān)限制電機(jī)的電源，熔斷器就是電阻絲，防止電路的意外短路造成對(duì)電機(jī)的損壞。繼電器是實(shí)現(xiàn)單片機(jī)對(duì)電機(jī)的智能化限制如圖4.7所示異步電動(dòng)機(jī)接入電網(wǎng)的瞬間，啟動(dòng)電流大約是額定電流的4～7倍。過大的啟動(dòng)電流會(huì)造成電網(wǎng)電壓的變更過大；對(duì)于啟動(dòng)時(shí)間較長(zhǎng)的電機(jī)，過大的啟動(dòng)電流對(duì)電機(jī)會(huì)造成損害。所以除了小型異步電動(dòng)機(jī)外，大多數(shù)異步電動(dòng)機(jī)接受壓降啟動(dòng)方式，以減小啟動(dòng)電流。常見的降壓?jiǎn)?dòng)方式有Y/△降壓?jiǎn)?dòng)、沿邊三角形降壓?jiǎn)?dòng)、自耦變壓器降壓?jiǎn)?dòng)等[11]。本設(shè)計(jì)接受Y/△降壓?jiǎn)?dòng)。4.2.6報(bào)警電路報(bào)警電路蜂鳴器發(fā)聲原理是電流通過電磁線圈，使電磁線圈產(chǎn)生磁場(chǎng)來驅(qū)動(dòng)振動(dòng)膜發(fā)出聲音，因此就須要確定的電流才能驅(qū)動(dòng)它，又由于單片機(jī)I/O引腳輸出的電流較小，單片機(jī)輸出的TTL電平基本上驅(qū)動(dòng)不了蜂鳴器，因此須要增加一個(gè)電流放大的電路。在電路中通過一個(gè)三極管9015來放大驅(qū)動(dòng)蜂鳴器，圖4.4報(bào)警電路，蜂鳴器的負(fù)極接地，蜂鳴器的正極接到三極管的放射極E，三極管的基級(jí)B經(jīng)過限流電阻R5后由單片機(jī)的P3.5引腳限制，當(dāng)P3.5輸出高電平常，三極管T1截止，沒有電流流過線圈，蜂鳴器不發(fā)聲；當(dāng)P3.5輸出低電平常，三極管導(dǎo)通，這樣蜂鳴器的電流形成回路，發(fā)出聲音。因此，我們可以通過程序限制P3.5腳的電平來使蜂鳴器來實(shí)現(xiàn)報(bào)警的功能[12]。圖4.8蜂鳴報(bào)警電路蜂鳴器通過一個(gè)三極管來驅(qū)動(dòng)，這里選用9015。電路如圖4.8所示：4.2.7鍵盤電路本鍵盤電路接受獨(dú)立鍵設(shè)計(jì)，三個(gè)鍵接到單片機(jī)的三個(gè)中斷源上。當(dāng)按下時(shí)為低電平。其中K1“模式”鍵、K2為“減一”鍵、K3“加一”鍵，電路如圖4.9所示：圖4.9鍵盤電路4.3系統(tǒng)整機(jī)分析整機(jī)電路圖見附錄。本設(shè)計(jì)是通過水位傳感器對(duì)水位高度（0～10m）進(jìn)行采樣、量化后，輸出0～10V的直流電壓。再經(jīng)過信號(hào)處理電路將這始終流模擬量轉(zhuǎn)換為8位的并行數(shù)字量，并送入單片機(jī)進(jìn)行處理。在單片機(jī)中將輸入的8位數(shù)字量進(jìn)行量化數(shù)為100的量化處理，并依據(jù)這一量化將水位高度限制轉(zhuǎn)化為對(duì)狀態(tài)00～99的限制，其中狀態(tài)00對(duì)應(yīng)0.0m、狀態(tài)01對(duì)應(yīng)0.1m、…狀態(tài)99對(duì)應(yīng)9.9m。依據(jù)這一對(duì)應(yīng)關(guān)系，設(shè)置兩個(gè)水位限制點(diǎn)，分別為：10、80。①：當(dāng)狀態(tài)在00～10時(shí)：電機(jī)工作，報(bào)警電路工作。②：當(dāng)狀態(tài)在10～80時(shí)：電機(jī)工作，報(bào)警電路停止工作。③：當(dāng)狀態(tài)在80～99時(shí)：電機(jī)停止工作，報(bào)警電路工作。④：依據(jù)狀態(tài)00～99的不同，分別將00～99輸出到液晶顯示部分。依據(jù)上述狀態(tài)，即可分別對(duì)液晶顯示、蜂鳴器和電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)單片機(jī)的自動(dòng)化限制[13]。5PCB制板5．1PCB板圖的繪制在PCB的設(shè)計(jì)中，其實(shí)在正式布線前還有幾個(gè)步驟[15]：系統(tǒng)規(guī)格系統(tǒng)功能區(qū)塊圖將系統(tǒng)分割成幾個(gè)PCB確定運(yùn)用封裝方法和各PCB的大小繪出全部PCB的電路圖初步設(shè)計(jì)的仿真運(yùn)作PCB上的布局、布線布線厚電路測(cè)試建立制作檔案PCB的設(shè)計(jì)流程分8個(gè)步驟[16]：PCB設(shè)計(jì)準(zhǔn)備網(wǎng)表輸入規(guī)則設(shè)置元器件布局布線檢查復(fù)查設(shè)計(jì)輸出5．2元件安裝焊接及系統(tǒng)調(diào)試5.2.1元件安裝元件安裝的基本要求：保證導(dǎo)通和絕緣的電氣特性。保證機(jī)械強(qiáng)度。5.2.2焊接留意的基本事項(xiàng)焊接是電子產(chǎn)品裝配中的一個(gè)重要步驟，每一個(gè)焊接點(diǎn)的質(zhì)量都關(guān)系著整個(gè)電子產(chǎn)品的質(zhì)量，它要求每一個(gè)焊接點(diǎn)都有確定的機(jī)械強(qiáng)度和良好的電氣性能，所以它是保證產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。要完成一個(gè)良好的焊點(diǎn)主要取決和以下幾點(diǎn)：（1）被焊的金屬材料應(yīng)具有良好的可焊性：銅的導(dǎo)電性能良好且易于焊接所以通常用銅制作元器件的引腳、導(dǎo)線及印制電路板上的焊點(diǎn)。（2）被焊的金屬表面要保持清潔：在被焊的金屬表面上一旦生成氧化物或有污垢，就會(huì)嚴(yán)峻阻礙焊點(diǎn)的形成。（3）運(yùn)用合適的助焊劑：助焊劑是一種帶略酸性的易熔物質(zhì)，它在焊接過程中起清除被焊的金屬表面上的氧化物和污垢的作用。（4）焊接過程要有確定的時(shí)間和溫度焊接時(shí)間一般不要超過3秒，時(shí)間過長(zhǎng)則易損壞被焊元件，但時(shí)間過短，則簡(jiǎn)潔形成虛焊和假焊。焊點(diǎn)的質(zhì)量檢查標(biāo)準(zhǔn)可以從焊點(diǎn)外觀和焊點(diǎn)的機(jī)械強(qiáng)度和電氣性能等方面進(jìn)行檢查，主要看焊點(diǎn)的光亮度、被焊接用錫量的多少、焊點(diǎn)的形態(tài)有無毛刺、氣泡，焊點(diǎn)有無虛焊，有無兩個(gè)焊點(diǎn)橋連等。結(jié)論本系統(tǒng)主要由水位檢測(cè)傳感器，單片機(jī)限制部分，水位顯示部分，A/D轉(zhuǎn)換部分，電機(jī)驅(qū)動(dòng)，電機(jī)部分，鍵盤設(shè)置部分組成，系統(tǒng)簡(jiǎn)潔，安裝便利。本系統(tǒng)的工作過程是當(dāng)水位處于低水位的時(shí)候，傳感器檢測(cè)到水位在設(shè)定水位以下時(shí)，有一串?dāng)?shù)字信號(hào)送入單片機(jī)的P2.2口，單片機(jī)經(jīng)過分析，在P1.6口輸出一個(gè)低電平，驅(qū)動(dòng)黃色發(fā)光二極管發(fā)光，同時(shí)，P2.0口輸出一個(gè)高電平，使蜂鳴器報(bào)警，P3.1口有一個(gè)信號(hào)使繼電器閉合，使水泵轉(zhuǎn)動(dòng)，并向水塔加水；當(dāng)水位處于中等水位的時(shí)候，水泵接著工作，P2.0口輸出一個(gè)低電平，驅(qū)動(dòng)蜂鳴器不報(bào)警；當(dāng)水位處于高水位時(shí)，在P1.7口輸出一個(gè)低電平，驅(qū)動(dòng)紅色發(fā)光二極管發(fā)光，在P2.0口輸出一個(gè)低電平，使繼電器不能閉合，水泵不能自動(dòng)抽水。本課題中對(duì)于繼電器的驅(qū)動(dòng)是通過三極管驅(qū)動(dòng)的。我在后面的學(xué)習(xí)中發(fā)覺假如換用光電耦合器會(huì)更加的精準(zhǔn)。光電耦合器具有體積小、運(yùn)用壽命長(zhǎng)、工作溫度范圍寬、抗干擾性能強(qiáng)．無觸點(diǎn)且輸入和輸出在電氣上完全隔離等。通過光電耦合器的驅(qū)動(dòng)可以使得繼電器的工作更加靈敏。致謝此次設(shè)計(jì)自己在理論上、仿真上都很成功，但是在實(shí)際的調(diào)試過程中顯示部分卻出現(xiàn)了問題。緣由是芯片的封裝和設(shè)計(jì)時(shí)的不同，結(jié)果引起顯示部分個(gè)芯片管腳的電位混亂，