基于单片机的自动给水系统设计

基于单片机的自动给水系统设计

摘要：现在单片机系统的应用特别广泛，大中小型的企业包括制造业、农业和工业都需要应用到单片机，单片机的特点也很多，由于它成本低，制造方便这些特点所以得到了广泛的应用，单片机的结构系统特别的简单，使用起来也很方便，部件损坏也容易更换，它的可靠性高于一般的传统系统，同时它的功能非常强大，所以才会在各个领域都得以使用，它的另一个优点就是可以不用太高的电压，所以损耗的功率就很小，环境对它的影响也不大。此次课题主要描述利用单片机系统的性能，与供水系统相结合，实现自动供水的性能。

关键字：单片机；给水系统；结合设计；性能设计

摘要 1

第一章绪论 2

1.1 研究课题的背景 2

1.2课题研究的目的和意义 2

1.3 课题研究的任务以及操作要求 2

1.3.1 设计任务 2

1.3.2 操作要求 3

第二章系统的整体设计 4

2.1 系统方案的整体设计 4

2.2系统设计的条件和基本要求 4

2.2.1系统设计的条件 4

2.2.2 系统设计的基本要求 5

第三章系统硬件的设计 7

3.1 单片机简介 7

3.1.1单片机的选用 8

3.1.1单片机引脚的介绍 8

3.2水箱水位采集的设计 10

3.2.1水泵的简介 10

3.2.2水泵的选用 10

3.3电机的选定 12

3.4 时钟电路的设计 13

3.5复位电路的设计 14

3.6按键接口模块设计 14

3.7 A/D转换模块设计 15

3.7.1 芯片ADC0809介绍 15

3.7.2 A/D电路设计 17

3.7.3 D/A电路设计 17

3.8 显示模块 18

3.9系统总电路图 19

第四章系统硬件的设计 21

4.1 系统软件程序流程图 21

4.2 KEIL C编程软件 22

第五章 PROTEUS软件仿真 23

5.1 Proteus简介 23

5.2 Proteus运行程序 24

5.3 Proteus仿真 24

第六章总结与展望 25

小结并致谢 26

参考文献 27

附录

第一章绪论

1.1 研究课题的背景

现在的企业都是把生产效率放在第一位，通过先进的科技，可以达到这个目标，先进的科技不仅提高了自己企业的生产量，也大大的节约了人工成本费，本设计的意义就是通过单片机来提高工厂里的效率，并且系统能够稳定的工作，比人工更为准确的测量。现在每个工厂都会有自己的供电和供水系统，一般都是人工供水，当要供水的时候必须要人为操作，而且一旦工作中发生损坏的地方，必须要大面积的维修检测，不仅效率不高，而且还浪费了生产的时间，大大的减少了生产的效率，而本次设计采用AT89S51单片机作为整个设计的中心，通过单片机的性能工作原理和特性，将软件和硬件系统结合，再通过连接水泵，以单片机系统操作为核心控制水泵的工作达到自动给水的效果，并且一定要让系统在不同的状态下稳定的运行。

1.2课题研究的目的和意义

科技生产在不断地进步，生产的效率也在大幅度的提高，在一些大型的工厂企业里，更是特别关注自己每年的生产数量，但是人为的操作毕竟有着时间上的限制，而且在一些恶劣的环境下，维修工期越长，那么生产产品的效率就越低，所以以前的那些机器已经打不到某些工厂的生产效率了，由于维修成本高周期长，相比起本次设计的自动供水的系统，太不划算了。所以我们设计自动给水，主要是通过系统操作供水，把普遍遇到的一些状态和问题都提前设计好，在现实的工作中，只要系统发生故障，就可以简单明了的查出是哪个部分或者说那个软件的故障，大大提高了效率，方便稳定的系统设计，减少人工的成本，是本次设计课题的重要意义。

1.3 课题研究的任务以及操作要求

1.3.1 设计任务

1、在正常工作中可以保证系统稳定的工作给水；

2、在不同的时间段里面能提供不同的给水量；

3、通过系统可以控制给水的状态；

4、系统出现故障后可以及时的响起警报。

1.3.2 操作要求

1、接通电源后按下启动键就可以正常的运行

2、按下停止键系统就能够停止工作

3、当系统出现故障时会响起警报

总结与展望

本次设计的是单片机和水泵的结合，通过单片机控制系统，保证水泵的稳定工

作，现在大多的公司都是由人工来监制水位的变化的，这个设计可以省去人力的监管，而且系统能很稳定的工作，有突发的情况时会自动提醒人工，很方便，也提高了效率。我们在结合单片机的特点上，对它的硬件和软件进行了详细的讲解和设计，以MCS-51的单片机为重点，因为它强大的控制系统，从而实现对水源的控制。我们采用AT89S51型的单片机在整个给水系统里，通过软件实行对水位变化的制定，只要根据不同时候的水位就能做出不同的反应，许多人工不能精准的预测时，它也可以准确的感受到信号，单片机也可以对水位自动的监测，安全性能大幅度提高，方便维修管理，使用在没有人看管的供水系统中，这个系统使用有很多的有点包括接线设计非常简单，软件编程方便明了等优点，通过单片机到通电流的快速反应，我们可以随时都能了解水位的变化，通过水泵来给系统及时的供水。

总结来说，这次的毕业设计在学习了解单片机的结构性能，软硬件的设计，通过学习CAD软件的绘画，我又学习到了线路设计和安装并进行检测的多项技术，不仅学习到了很多新的知识和专业，也改变了很多看待问题的方法，整个毕业设计的过程里显得更加生动易懂，跟家的接近现实，我总结了以下几点的内容：

（1）：不管什么设计都是要结合实际，把书本中的知识点运用到实际当中，通过自己的观点和理解，进一步的研究，才能得到更加真实有效的知识点。

（2）：在通过搜集专业文书，专业知识，和软硬件的开发中，我们能够更加的运用自己的知识点，又可以总结出很多新的知识点。

（3）：我在此次的设计，以谦虚好学的态度，对自己所学的专业进行了深入的研究。在这里我也特别感谢我的老师，是她给了我莫大的帮助和支持！我觉得收获的非常多，又让自己之前学的专业知识得到了巩固，这次的毕业非常有意义。

不过本论文还是存在几点问题，需要后续事件的研究来解决：

（1）：采集水位电路时比较麻烦，需要通过传感器来检测水源，实现水位的采集，并且需要编写程序框图来检测水位的设定。

（2）：设计中没有增加显示电路，通过PLC传感器可以实行这一功能。

因为时间问题和本人专业知识不够强硬，很多理论和时间需要更多地时间去研究。

参考文献

[1]单正娅,苪长颖.单片机的应用技术[M].西安电子科技大学出版社.2015

[2]薛均义.MCS-51系列单片微型计算机及其应用[M].西安交通大学出版社.1997

[3]丁元杰.单片机微机原理及应用[M].机械工业出版社.1994.