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1、长春工业大学人文信息学院毕业设计（论文）I摘 要采用A T89C2051单片机系统实现了水塔水位的自动控制，设计出一种低成本、高实用价值的水塔水位控制器。该系统具有水位检测、低水位高水位报警以及自动加水等功能。本设计过程中主要采用了传感技术、单片机技术、光报警技术以及弱电控制强电的技术。检测系统采用铜针探测结构简单制、造成本低、灵敏度高。并采用A T89C2051单片机系统控制整个电路的信号处理以及采用光电耦合和继电器来实现弱电控制强电来实现加水系统的自动控制。它能自动完成水位检测、光报警、上水停水的全部工作循环，保证液面高度始终处于较理想的范围内，它结构简单，制造成本低，灵敏度高，节约能源显
2、著，是用于各种高层液体储存的理想设备。关键词：单片机 自动监测 自动控制长春工业大学人文信息学院毕业设计（论文）IIAbstractAT89C2051 microcontroller system using cooling towers to achieve the level of automation, design a low cost and high practical value of the water tower water level controller. The system has the water level detection, low water high w
3、ater level alarm and automatic functions such as adding water. The design process mainly uses the sensor technology, single chip technology, optical technology and the weak control the strong police power technology. Detection system using simple system for detection of copper needles, resulting in
4、the low and high sensitivity. AT89C2051 SCM system control by using the circuit of signal processing and the use of optical coupling and weak control relays to achieve strong power to realize automatic control of water systems. It can automatically detect the water level, light alarm, Sheung Shui, a
5、ll the work without water cycle, to ensure better surface height is always within the context of its structure simple, low cost, high sensitivity, significant energy is used in various kind of ideal equipment for high-level liquid storage.Key words: SCM Automatic monitoring Circuit Contr长春工业大学人文信息学院
6、毕业设计（论文）III目 录第 1 章 绪 论 .11.1 研究背景 .11.2 研究的目的及意义 .31.3 国内外发展现状 .4第 2 章 总体方案论证 .62.1 设计思路 .62.2 系统方案论证 .62.3 方案论证 .8第 3 章 各单元电路设计 .93.1 系统工作原理 .93.2 单片机的选择 .93.2.1 单片机选择 .93.2.2 最小系统电路 .143.3 传感器的选择 .183.4 稳压电路的设计 .203.5 光报警显示电路 .213.6 继电器控制水泵加水电路 .233.6.1 功率驱动电路中的光电隔离 .233.6.2 光电耦合器简介 .243.6.3 继电器简
7、介 .243.6.4 水泵的介绍 .253.7 电源电路 .26长春工业大学人文信息学院毕业设计（论文）IV3.8 看门狗电路 .27第 4 章 软件设计 .324.1 程序流程图 .324.2 源程序 .33总 结 .35致 谢 .36参考文献 .37附录 1 系统原理图 .39附录 2 系统总程序 .40长春工业大学人文信息学院毕业设计（论文）1第1章 绪 论1.1 研究背景传统的供水系统大多采用水塔、高位水箱或者增压设备，用水泵高出实际用水高度的扬程来提升水位高度，以保证又足够的用水量。但是控制精度低、能耗大。随着科学技术的不断更新发展，自动控制技术在我国的日新月异，传统的继电器控制系统
8、已经跟不上时代发展的要求，这就需要一种新型的控制方式取而代之。单片机诞生于20世纪70年代末，是一种集成在电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计时器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、 A/D转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的计算机系统。单片机又称单片微控制器,它不是完成某一个逻辑功能的芯片,而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。相当于一个微型的计算机，和计算机相比，单片机只缺少了I/O设备。概括的讲：一块芯片就成了一台计算机。它的体积小、质量轻、价
9、格便宜、为学习、应用和开发提供了便利条件。现代计算机技术的产业革命，将世界经济从资本经济带入到知识经济时代。在电子世界领域，从20世纪中的无线电时代也进入到21世纪以计算机技术为中心的智能化现代电子系统时代。现代电子系统的基本核心是嵌入式计算机系统(简称嵌入式系统)，而单片机是最典型、最广泛、最普及的嵌入式系统。目前单 片 机 渗透 到 我 们 生 活 的 各 个 领 域 ， 几 乎 很 难 找 到 哪 个 领 域 没 有 单 片 机 的踪迹。导弹的导航装置，飞机上各种仪表的控制，计算机的网络通讯与数据传输，工业自动化过程的实时控制和数据处理，广泛使用的各种智能 IC卡，民用豪华轿车的安全保障
10、系统，录像机、摄像机、全自动洗衣机的控制，以及程控玩具、电子宠物长春工业大学人文信息学院毕业设计（论文）2等等，这些都离不开单片机。更不用说自动控制领域的机器人、智能仪表、医疗器械以及各种智能机械了。因此，单片机的学习、开发与应用将造就一批计算机应用与智能化控制的科学家、工程师。 单片机广泛应用于仪器仪表、家用电器、医用设备、航空航天、专用设备的智能化管理及过程控制等领域，大致可分如下几个范畴： 1.在智能仪器仪表上的应用 单片机具有体积小、功耗低、控制功能强、扩展灵活、微型化和使用方便等优点，广泛应用于仪器仪表中，结合不同类型的传感器，可实现诸如电压、功率、频率、湿度、温度、流量、速度、厚度
11、、角度、长度、硬度、元素、压力等物理量的测量。采用单片机控制使得仪器仪表数字化、智能化、微型化，且功能比起采用电子或数字电路更加强大。例如精密的测量设备（功率计，示波器，各种分析仪） 。 2.在工业控制中的应用 用单片机可以构成形式多样的控制系统、数据采集系统。例如工厂流水线的智能化管理，电梯智能化控制、各种报警系统，与计算机联网构成二级控制系统等。 3.在家用电器中的应用 可以这样说，现在的家用电器基本上都采用了单片机控制，从电饭煲、洗衣机、电冰箱、空调机、彩电、其他音响视频器材、再到电子秤量设备，五花八门，无所不在。 4.在计算机网络和通信领域中的应用 现代的单片机普遍具备通信接口，可以很方便地与计算机进行数据通信，为在计算机网络和通信设备间的应用提供了极好的物质条件，现在的通信设备基本上都实现了单片机智能控制，从手机，电话机、小型程控交换机、 楼 宇 自 动
