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1、课程名称：自动控制课程设计设计题目：花式喷泉的单片机控制院系：专业：年级：姓名：指导教师：西南交通大学峨眉校区2010年7 月 22 日课程设计任务 书专业姓名学号开题日期 ：2010年 7 月 14 日完成日期： 2010 年 7 月 22 日题目花式喷泉的单片机控制一、设计的目的进一步掌握单片机控制系统的软件、硬件设计方法和步骤，提高思维逻辑判断能力，训练自我综合运用已学课程的基本知识，独立进行单片机应用技术和开发工作，掌握单片机程序设计、调试和应用电路设计、分析及调试检测。二、设计的内容及要求本课程设计以 8051单片机为基础，通过控制程序，实现可选择、可输入的多种方式的单步、连续自动运
2、行，以实现自动控制的目的。三、指导教师评语四、成绩指导教师(签章) 年月日花式喷泉的单片机控制西南交通大学峨眉校区I 基于 MCS 51 单片机的花式喷泉控制摘要：本设计是一种基于单片机的花式喷泉控制方案，通过单片机实现对喷泉喷水样式的的控制。 本方案以单片机作为主控核心，通过编写合理的控制程序实现对多个电磁阀不同方案的顺序控制，从而达到控制喷水阀开关的目的，以此来控制不同喷泉样式的形成。 本系统具有体积小、 硬件少、电路结构简单及容易操作和阅读等优点，通过更改控制程序， 还可形成更多的喷泉样式。 该控制器实际应用效果较好， 运行模式多。与其他喷泉控制相比，具有体积小、价格低、低能耗等优点。在
3、能源比较匮乏的今天，这种控制装置具有重大的现实意义和深远的历史意义，它不仅能够改善人们的生活质量，还能为节约能源作出重大的贡献。关键字：花式喷泉控制程序电磁阀 低能耗 单片机花式喷泉的单片机控制西南交通大学峨眉校区II 目录摘要-1 第一章 绪论-1 国内外研究状况及选题的意义-1 单片机的简介 -2 单片机发展概述 -2 单片机的应用领域 -3 MCS-51 系列单片机简介 -4 第二章 喷泉控制设计任务及要求 -7 概述-7 设计任务及要求 ：-8第三章 喷泉控制硬件设计 -8 输入输出管理 -8 硬件接线图 -8 喷泉控制系统的控制流程图-8 操作指示 -9 第四章 喷泉控制程序设计 -
4、10 主程序 -11 方式 1 子程序 -12 方式 2 子程序 -12 方式 3 子程序 -13 方式 4 子程序 -13 延时 1S 程序-14 延时 2S 程序-14 第五章 调试与模拟 - 15 编译结果 - 15 仿真截图 - 19 第六章 参考文献 - 20 花式喷泉的单片机控制西南交通大学峨眉校区第 1 页第一章 绪论随着人们生活环境的不断改善和美化，在许多休闲广场、景区、居住小区和游乐场里，经常可以看到喷泉按一定的规律喷水或变化样式，若在夜晚配上各种彩色的灯光显示，更加迷人。喷泉是极富生命力的人工景观， 它将水体、灯光、音乐的变化与周围环境 （建筑、园林）结合在一起，创造出各种
5、变化多端、风格各异的艺术氛围，给人以无穷的视听享受。此外，音乐喷泉还具有空间层次的分隔、生活环境的美化以及空气的净化等作用1 。国内外研究状况及选题的意义喷泉作为一项建筑艺术， 在国内外均有较悠久的历史。 而喷泉的构思及萌生则是本世纪 30年代开始的， 1930 年，德国的 OTTO PRZYSTAWIK(奥图皮士特霍 )首先提出了喷泉与相结合的设想， 并设计成小型装置应用于酒店及商场，其后则逐步发展到大型化及多样化。 GUNTER PRZYSTAWIK继承父业使喷泉更为多姿多采，并于l952 年夏在西柏林工业展览会上进行展示，经纽约一摄影师将其引进应用于纽约无线电厅，从此，喷泉陆续在世界各地
6、应用推广，目前，西方工业发达国家已有制造喷泉成套装置的专业工厂、 如美国的 WALTZING，MIDAS 加拿大的 PEM ，意大利的 NeonALPina 日本的 KAWAMURA 等公司 2 。随着喷泉市场的需求越来越大，国内关于喷泉的研究与开发工作也蒸蒸日上。我国在 80 年代中期相继引进和自行设计建造了多座喷泉，为美化环境，活跃人民的文化生活起了良好的作用。据不完全统计，2006 年整个喷泉行业年总产值也早已达到几十亿元以上。 同时我国行政主管和技术监督部门、学术团体和出版界等， 也为推动喷泉技术的发展做了不少工作：1989年出版的给水排水设计手册 ，第一次将“水景设计”以专章列入设计
7、手册；1989 年出版、 1990 年开始施行的建筑给水排水设计规范 ，第一次将“喷泉设计”以专节列入国家设计规范；1990 年出版了第一本专门著作喷泉设计；1991年在中国土木工程学会建筑给水排水委员会和中国标准化协会建筑给水排水委员会的大力推动下，成立了第一届“全国喷泉研讨会”，有关喷泉的专门设计规程和术语标准等也公开发布执行3 。喷泉以其水柱绚丽多姿， 水柱随着而跳动， 给人以视觉和听觉的双重享受。大型的喷泉功能齐全，规模大，有很强的震撼力，适用于大型广场，对软硬件要求高，投资大。随着人民生活水平的提高， 对美化住宅小区以及别墅环境的要求越来越高，小型化喷泉成为一个发展方向。 大型喷泉的
8、科技含量高 , 设计和制造难度大。 目前, 我国的花式喷泉的单片机控制西南交通大学峨眉校区第 2 页大型喷泉技术已日趋成熟, 但对小型喷泉的研究较少，小型喷泉存在着协调性能差等缺点。小型喷泉系统适用于住宅小区和酒店厅堂等场所，一个好的喷泉就是一个精美的艺术品，可以美化环境、愉悦身心。而其控制系统是整个喷泉的关键。对小型喷泉控制系统的研究具有很大的经济效益和社会效益。单片机的简介4单片机是一种集成电路芯片，采用超大规模技术把具有数据处理能力( 如算术运算，逻辑运算、数据传送、中断处理) 的微处理器 (CPU)，随机存取数据存储器 (RAM)，只读程序存储器 (ROM) ，输入输出电路 (I/O口
9、)，可能还包括定时计数器，串行通信口(SCI) ，显示驱动电路 (LCD或 LED驱动电路 ) ，脉宽调制电路 (PWM) ，模拟多路转换器及 A/D 转换器等电路集成到一块单块芯片上，构成一个最小而完善的计算机系统。这些电路能在软件的控制下准确、迅速、高效地完成程序设计者事先规定的任务。单片机发展概述1946 年第一台电子计算机诞生至今，只有50 年的时间，依靠微电子技术和半导体技术的进步， 从电子管晶体管集成电路大规模集成电路，现在一块芯片上完全可以集成几百万甚至上千万只晶体管，使得计算机体积更小， 功能更强。特别是近 20 年时间里，计算机技术获得飞速的发展，计算机在工农业，科研，教育，
10、国防和航空航天领域获得了广泛的应用，计算机技术已经是一个国家现代科技水平的重要标志。单片机诞生于 20 世纪 70年代，所谓单片机是利用大规模集成电路技术把中央处理单元 (Center Processing Unit,也即常称的 CPU) 和数据存储器 (RAM) 、程序存储器(ROM) 及其他 I/O 通信口集成在一块芯片上，构成一个最小的计算机系统，而现代的单片机则加上了中断单元， 定时单元及 A/D转换等更复杂、 更完善的电路， 使得单片机的功能越来越强大，应用更广泛。20 世纪 70 年代，集成电路属于中规模发展时期，各种新材料新工艺尚未成熟，单片机仍处在初级的发展阶段，元件集成规模还
11、比较小，功能比较简单，一般均把CPU 、RAM 有的还包括了一些简单的I/O 口集成到芯片上。80 年代，世界各大公司均竞相研制出品种多功能强的单片机，约有几十个系列，300 多个品种，此时的单片机均属于真正的单片化，大多集成了CPU 、RAM 、ROM 、数目繁多的 I/O 接口、多种中断系统， 甚至还有一些带 A/D 转换器的单片机， 功能越来越强大， RAM 和 ROM 的容量也越来越大，寻址空间甚至可达64kB，可以说，单片机发展到了一个全新阶段， 应用领域更广泛， 许多家用电器均走向利用单片机控制的智能化发展道路。1982 年以后， 16 位单片机问世，九十年代以后，单片机获得了飞速的发展，世花式喷泉的单片机控制西南交通大学峨眉校区第 3 页界各大半导体公司相继开发了功能更为强大的单片机。美国 Microchip 公司发布了一种完全不兼容 MCS-51的新一代 PIC 系列单片机，引起了业界的广泛关注，特别它的产品只有 33 条精简指令集吸引了不少用户，使人们从INTEL的 111 条复杂指令集中走出来。 PIC 单片机获得了快
