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1、洛 阳 理 工 学 院 毕 业 设 计I摘 要水塔的作用：一是蓄水，在供水量不足之时，起着调节补充的作用。二是利用水塔的高势，自动送水，使自来水有一定的水压扬程。 本 次 单 片 机 系 统设 计 的 目 的 是 利 用 单 片 机 应 用 技 术 ， 以 8051单 片 机 为 核 心 控 制 水 塔 的水 位 ， 并可实现了报警和手动、自动切换功能， 为 了 达 到 节 能 的 目 的 ， 提 高供 水 系 统 的 质 量 ， 考 虑 采 用 可 编 程 序 控 制 器 、 继 电 器 和 传 感 器 技 术 ， 设计 出 一 套 适 用 的 水 塔 水 位 控 制 方 案 。 该 方 案
2、 在 硬 件 基 础 上 配 合 软 件 实现 了 警 戒 水 位 报 警 ， 并 可 切 换 手 动 自 动 两 种 工 作 方 案 。该 系 统 操 作 方 便 ， 性 能 良 好 ， 简 单 便 宜 ， 比 较 符 合 电 厂 水 系 统 控制 的 需 要 。 本 文 还 详 细 的 给 出 了 相 关 的 硬 件 框 图 和 软 件 流 程 图 ， 并 编 制了 该 汇 编 语 言 程 序 。关 键 词 ： 单 片 机 ， 水 位 ， 控 制 ， 报 警洛 阳 理 工 学 院 毕 业 设 计IIAbstractTower: one is the effect of water supp
3、ly, and the supplementary role plays a regulation. Two is to use the high towers, automatic water tap water, have certain hydraulic head. The single-chip microcomputer system is designed by using the microcomputer application technology, 8051 single-chip processor core control towers, and can achiev
4、e a level alarm and manual, automatic switching function, in order to achieve the purpose of saving energy, improving the quality of water supply system, consider using a programmable controller, relays and sensor technology, design a set of suitable water control scheme of the towers. Based on this
5、 method, the hardware with software realize the warning level alarm, and can be switched manually two work plan.This system, convenient operation, good performance, simple and cheap, compared with the power to control water system. The paper also gives a detailed related hardware diagram and softwar
6、e flow chart, and the assembly language programKey words: Singlechip，level，Control，Alarm洛 阳 理 工 学 院 毕 业 设 计III洛 阳 理 工 学 院 毕 业 设 计目 录摘 要 .ABSTRACT.前 言 .1一 8051 单片机系统介绍 .21 8051 单片机简介 .32 时序 .43引脚及其功能 .6二 水位自动控制装置设计方案论证 .10三 水塔给水设备系统的构成 .111 水塔的基本构成 .122 水塔结构原理图 .133 控制继电器 .144 故障报警蜂鸣器 .155 LED 水位显示 .
7、15四 本系统 8051 单片机系统 控制 结构 .17五 本系统的工作原理 .19六 程序框图 .211 主程序图 .202 自动模式子程序图 .213 手动模式子程序图 .22七 本系统程序清单 .23八 结 论 .27谢 辞 .28参考文献 .29附 录洛 阳 理 工 学 院 毕 业 设 计1前 言现今社会，自动化装置无所不在，在控制技术需求的推动下，控制理论本身也取得了显著的进步。水塔水位的监测和控制，再也不需要人工进行操作。实践证明，自动化操作，具有不可替代的应用价值。水塔是一种高耸的塔状建筑物，顶端有一个大水箱，箱内储水塔越高，水的压力越大，也就能把水送到更高的建筑物上。水塔的作用
8、：一是蓄水，在供水量不足之时，起着调节补充的作用。二是利用水塔的高势，自动送水，使自来水有一定的水压扬程。水塔的类型按建筑材料分为钢筋混凝土水塔、钢水塔、砖石支筒与钢筋混凝土水柜组合的水塔。水柜也可用钢丝网水泥、玻璃钢和木材建造。按水柜形式分为圆柱壳式和倒锥壳式。在中国这两种形式应用最多，此外还有球形、箱形、碗形和水珠形等多种。支筒一般用钢筋混凝土或砖石做成圆筒形。支架多数用钢筋混凝土刚架或钢构架。水塔基础有钢筋混凝土圆板基础、环板基础、单个锥壳与组合锥壳基础和桩基础。当水塔容量较小、高度不大时，也可用砖石材料砌筑的刚性基础。水塔是供水系统中常用的设备，基于单片机的水塔水位控制系统使水塔水位保
9、持在一定的位置，以满足用水的需要。本设计的目的是用单片机设计一个控制系统，用来对水塔水位进行控制。水塔水位控制系统的研究对于提高供水系统的自动化水平、提高生产效率具有重要的意义。本设计主要研究对系统硬件的各个部分进行选型，研究芯片之间的连接方法，以系统对水塔水位的控制思想用汇编语言对控制程序进行设计。洛 阳 理 工 学 院 毕 业 设 计2一 8051 单片机系统介绍1 8051 单片机简介8051是MCS-51系列单片机中的代表产品，它内部集成了功能强大的中央处理器，包含了硬件乘除法器、21个专用控制寄存器、4kB的程序存储器、128字节的数据存储器、4组8位的并行口、两个16位的可编程定时
10、/计数器、一个全双工的串行口以及布尔处理器。MCS-51具有比较大的寻址空间，地址线宽达16条，即外部数据存储器和程序存储器的寻址范围达21664kB，这作为单片机控制来说已是比较大的，这同时具备对I/O口的访问能力。此外，MCS-51采用模块化结构，可方便地增删一个模块就可引脚和指令兼容的新产品。从而容易使产品形成系列化。由于MCS-51集成了几乎完善的8位中央处理单元，处理功能强，中央处理单元中集成了方便灵活的专用寄存器，硬件的加、减、乘、除法器和布尔处理机及各种逻辑运算和转移指令，这给应用提供了极大的便利。MCS-51的指令系统近乎完善，指令系统中包含了全面的数据传送指令、完善的算术和逻
11、辑运算指令、方便的逻辑操作和控制指令、对于编程来说，是相当灵活和方便的。 MCS-51单片机的工作频率为2-12MHz，当振荡频率为12MHz时，一个机器周期为1us这个速度应该说是比较快的。8051中集成了完善的各种中断源，用户可十分方便地控制和使用其功能，使得它的应用范围加大，可以说它可以满足绝大部分的应用场合。 MCS-51把微型计算机的主要部件都集成在一块心片上，使得数据传送距离大大缩短，可靠性更高，运行速度更块。由于属于芯片化的微型计算机，各功能部件在芯片中的布局和结构达最优化，抗干扰能力加强，工作亦相对稳定。因此，在工业测控系统中，使用单片机是最理想的选择。单片机属于典型的嵌入式系
12、统，所以它是低端控制系统最佳器件。目前，8051单片机在工业检测领域中得到了广泛的应用，因此我们可以在许多单片机应用领域中，配接各种类型的语音接口，构成具有合成语音输出能力的综合应用系统，以增强人机对话的功能。8051是Intel公司生产的一种单片机，在一小块芯片上集成了一个微型计算机的各个组成部分。每一个单片机包括：一个8位的微型处理器CPU；一个256K的片内数据存储器RAM；片内程序存储器ROM；四个8位并行的I/O接口P0-P3，每个接口既可以输入，也可以输出；两洛 阳 理 工 学 院 毕 业 设 计3个定时器/记数器；五个中断源的中断控制系统；一个全双工UART的串行I/O口；片内振荡器和时钟产生电路，但石英晶体和微调电容需要外接。最高允许振荡频率是12MHZ。以上各个部分通过内部总线相连接。下面简单介绍下其各个部分的功能。中央处理器CPU是单片微型计算机的指挥、执行中心，由它读人用户程序，并逐条执行指令，它是由8位算术逻辑运算部件(简称ALu)、定时控制部
