论文答辩-基于单片机水塔水位控制器的设计

毕业论文答辩-基于单片机水塔水位控制器的设计

基于单片机水塔水位 控制器的设计指导老师：刘晖老师

答 辩 人：庞思雨机电0902班 200979250406

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本次设计的总体思路 硬件电路设计 系统软件设计 系统模拟仿真 总结

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总体思路本次设计研究的总体思路如下： (1)利用超声波进行水位高度的检测：用超声波液位测量 法检测水位。 (2)对输出信号进行处理：检测后需对输出信号进行处理， 以便单片机能够接收和处理。 (3)单片机控制：单片机对输入的检测信号以及温度补偿 进行分析和处理，从而发出相应的控制信号。 (4)显示电路、电机驱动电路和报警电路则根据单片机发 出的控制信号，作出相应的动作。 (5)我们通过硬件设计可以形成一个大概的软件设计思路。 只要首先设计水位控制主程序，然后再根据所设计的电路， 设计一系列的报警电路程序、显示电路程序、电机控制电路 程序等程序。相应的主程序和子程序设计完毕后，再经过软 件模拟仿真，则水塔水位控制系统的设计就大致形成了。

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硬件电路设计

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超声波发射电路 由单片机P1.1端口输出 的40KHz方波信号一路 经一级反相器送到超声 波换能器的一个电极， 另一路经两级反相器连 接到换能器的另一个电 极。输出端采用两个反 相器并联，可以提高驱 动能力；上拉电阻R6、 R3不仅可以提高反相 器输出电平的驱动能力， 还能增强超声波换能器 的阻尼效果，缩短自由 振 荡 的 时 间 。

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超声波接收电路 超声波接收头采用 与发射头配对的R, 先将超声波调制脉 冲转化为交变电压 信号，经运算放大 器放大后传送到音 频译码集成块 LM567CN的引脚3。 当输出端8脚由高电 平跃变为低电平时， 作为中断请求信号， 送至单片机处理。

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报警电路该系统采用的是声光报警，当系统 的液位超出或低于系统预先设定的 警戒水位时,蜂鸣器就会响铃同时相 应的发光二极管会发亮以提醒工作 人员注意并进行监控。该系统采用 了2只发光二极管分别代表超最高 警戒水位和超最低警戒水位,并用1 只蜂鸣器来进行报警。当液位高于 最高警戒水位时，P2.5为低电平， LED1发光；当液位低于最低警戒水 位时，P2.4为低电平，LED2发光； 当水位超最高警戒水位和超最低警 戒水位时，蜂鸣器都会响，系统自 动报警。

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电机控制电路该系统采用的是步进电机驱 动芯片 L293D。这种芯片有 很多的优点：电机可以四角 限运行、电流连续、低速平 稳性好、电机停止时有微振 电流，起到“动力润滑”的作 用，还可以消除电机正反转 时的静摩擦死区等。其中引 脚 EN1、EN2是使能信号， IN1、IN2为电机正反转的方 向控制信号。当引脚N1、 IN2分别为1,0时，

电机正 转，反之，电机反转。实现 加水和排水。

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系统软件设计该系统的软件部分采用模块化的程序 设计,由主程序、温度补偿模块、显示 模块、报警模块、超声波液位检测模 块等6 个子模块组成。先由主程序完 成系统初始化、系统自检以及子模块 的调用；温度补偿模块可以自动完成 对不同环境温度下的声速计算；超声 波驱动模块和液位测量模块完成液位 的测量和计算工作,并存入到数据存储 器中；报警模块在水位超过最高警戒 水位或低于最低警戒水位时进行声光 报警；电机驱动模块根据测量到的水 位对水泵进行相应的控制；显示模块 不仅能对水位进行跟踪和显示数据还 可以显示当前温度

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主程序流程图：采用的是连续调 用子程序的方法， 这样能使程序的 结构更为简洁， 更具易读性，并 且这种模块化的 设计方法，也便 于程序设计人员 在设计程序中出 现错误时，找出 错误，进行修改。

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测量子程序流程图：超声波发生器T在某 一时刻发出一个超声 波信号，当这个超声 波遇到被测介质后反 射回来，就被超声波 接收器R所接收到。 这样只要计算出从发 出超声波信号到接收 到返回信号所用的时 间，就可以算出超声 波发生器与反射器的 距离，然后就可推算 出液位高度。

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电机驱动模块if(Value > LevelMax) //高于最高警戒水位 { Motor1 = 1; //反转 Motor2 = 0; Warm = 0; //高于最高水位报警 StartFlag = 0; } else if(Value >= LevelMax) //等于最高警戒水位将开始 标志置0 证明加水完毕// { StartFlag = 0; } else if((Value < LevelMin)||StartFlag) //低于最低警戒 水位 { Motor1 = 0; //正转 Motor2 = 1; if(Value < LevelMin) //低于最低水位报警 { StartFlag = 1; //开始加水后将开始标志 置1 表示开始加水到最高标志不置位会只加到最低 警戒水位 Warm = 0;}else {Warm = 1; } } el …… 此处隐藏：834字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……