浆泵液位控制器设计.doc
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1、摘要单片机是在一块芯片上集成了一片微型计算机所需的CPU、存储器、输入、输出等部件。单片机自问世以来,性能不断提高和完善,体积小、速度快、功耗低的特点使它的应用领域日益广泛。一般,工业控制系统的工作环境差,干扰强,利用单片机控制就能克服这些缺点,因此单片机在控制领域得到广泛的应用,使用单片机控制液体液位是很好的选择。基于单片机实现的液位控制器是以STC89C58RD+芯片为核心,由按键、显示灯、输入输出、电源和控制部分等组成。利用单片机为控制核心,设计一个对供水箱水位进行监控的系统。根据监控对象的特征,要求实时检测水箱的液位高度,并与开始预设定值做比较,由单片机控制固态继电器的开断进行液位的调
2、整,最终达到液位的预设定值。检测值若高于上限设定值时,要求报警,断开继电器,控制水泵停止上水;检测值若低于下限设定值,要求报警,开启继电器,控制水泵开始上水。现场实时显示测量值,从而实现对水箱液位的监控。关键词:单片机;水位;控制;报警系统设计(一) 项目任务要求:1、任务:设计并制作浆泵液位控制卡。 2、基本要求: 1、控制信号包括自动挡、手动挡、运行信号、液位信号、正转、反转等 2、自动挡信号需要与运行信号、液位信号配合 a) 接入自动挡后,需要判断是否有运行信号 b) 如果有运行信号,则逐路判断是否有液位信号 i. 如果没有液位信号,对应路的正转工作 ii. 如果有液位信号,对应路的正转
3、停止工作 c) 在自动挡里面,正反转信号无效,反转继电器也不工作,仅控制正传继电 器。 3、手动挡信号需要与正转、反转信号配合,以及其它条件 a) 接入手动挡后,无论是否有正反转信号预先接入,正反转继电器都不工作 i. 只有在手动挡后,确定没有正反转信号接入(已接入的需要离开)后, ii. 新接入的正转(或者反转)信号才会有效,而且任何时刻仅只有一种信 号有效。 b) 在手动挡后,运行信号无效、液位信号无效: 3、发挥部分: 自拟(二) 设计的目的 通过对“液位控制器”的组装、调试及制作,掌握“液位控制器”的工作原理,提高元件识别、测试及调试的技能,学会排除焊接,装配过程中出现的各种故障并解决
4、各种问题,熟练运用常用的仪器仪表,电子工具,增强综合实践能力。(三)设计原理及方案设计(一)工作原理电路焊接好后,接通电源,改变液位使检测点变化,当液位在A点以下时红灯连续亮并且发出频率较高的报警声,电机正转;当A液位B时,电机正转;当B液位C时,电机不转;液位在C点及以上时,绿灯连续亮并且发出报警声,电机反转。按键S1是复位按键。(二)方案设计方案一:采用多个继电器作为系统的控制器。继电器功能简单,容易控制,但若使用继电器来作为控制器,因为该控制器系统线路复杂必须需要多个继电器,从而使设计功能不仅单一,而且难以实现稍微复杂的控制电路,及实现对采集到信号的精确度。方案二:系统的核心部分采用与M
5、CS-51系列芯片兼容,带有8kb闪速可擦除只读寄存器的低功能、高性能CMOS结构的8位微处理器。它正常工作于低功耗的闲置和掉电模式,进一步减小芯片的功耗。还有384字节的RAM,3个16位定时/计数器,6个两级中断源,32位并行输入输出串行口,看门狗定时电路等。这个系统结构紧凑,有助于降低功耗,提高系统的可靠性。方案三:采用两个单片机分开对各单元模块进行检测和控制,这样减轻了单片机CPU的负担,提高了工作效率,同时,通过CPU之间的分阶段互相控制,减少外围设备。(四)方案论证本次试验中,我们采用8个继电器作为系统的控制器,由于试验中的线路比较简单,用继电器来控制,功能简单,容易控制,外部用多
6、个按键当做运行信号液位信号,来调整正传、反转,用LED等作为报警信号,这样的设计简洁明了,又能反应整个控制器的运用原理。单元模块设电源模块:信号输入模块:输出模块:光耦隔离模块:小系统模块:液位控制模块:将液位控制电路电源接5V电压,液位控制电路输出LA接到单片机控制电路外围中断IN0中,LB输出接到单片机控制电路外围中断IN1中,LC接到单片机控制电路外围中断P22中。当将K1按下时,液位控制模块输出一个0电平,触发单片机外围中断IN0,外围电路电机正转; 当将K2按下时,液位控制模块输出一个0电平,触发单片机外围中断IN1,电机不转; 当将K3按下时,液位控制模块输出一个0电平, 使得绿灯
7、连续亮并且发出报警声,电机反转。在刚上电的时候,红灯连续亮并且发出频率较高的报警声 软件设计(一)流程设计 系统软件设计的程序编写内容,可以监控液位的不同位置,在液位处于不同状态传递着不同信号而由程序控制指示灯LED报警器的状态。系统设制了三个按键,是控制液位位置的。整个系统的软件设计均采用C语言开发,采用查询的方式进行液位和按键状态进行扫描,确保系统的实时性。系统框图 外部中断:(二)程序设计#include #define uint unsigned int#define uchar unsigned charsbit yxxh=P05; /运行信号sbit ywxh1=P10; /液位信
8、号sbit szdxh1=P11; /手自动信号sbit zzxh1=P12; /正转信号sbit fzxh1=P13; /反转信号sbit ywxh2 = P14;sbit szdxh2 = P15;sbit zzxh2 = P16;sbit fzxh2 = P17;sbit ywxh3 = P32;sbit szdxh3 = P33;sbit zzxh3 = P34;sbit fzxh3 = P35;sbit ywxh4 = P36;sbit szdxh4 = P37;sbit zzxh4 = P00;sbit fzxh4 = P01;sbit zz1 = P20; /正转sbit fz1
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