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基于单片机的水塔水位控制系统的设计 基于单片机的水塔水位控制系统的设计

格式:word 上传:2022-06-25 17:08:35

《基于单片机的水塔水位控制系统的设计》修改意见稿

1、“.....通过改变脉冲列的周期可以调频,改变脉冲的宽度或占空比可以调压,采用适当控制方法即可使电压与频率协调变化。可以通过调整的周期的占空比而达到控制充电电流的目的。模拟信号的值可以连续变化,其时间和幅度的分辨率都没有限制。电池就是种模拟器件,因为它的输出电压并不精确地等于,而是随时间发生变化,并可取任何实数值。与此类似,从电池吸收的电流也不限定在组可能的取值范围之内。模拟信号与数字信号的区别在于后者的取值通常只能属于预先确定的可能取值集合之内,例如在,这集合中取值。尽管模拟控制看起来可能直观而简单,但它并不总是非常经济或可行的。其中点就是,模拟电路容易随时间漂移,因而难以调节。能够解决这个问题的精密模拟电路可能非常庞大笨重如老式的家庭立体声设备和昂贵。模拟电路还有可能严重发热,其功耗相对于工作元件两端电压与电流的乘积成正比。模拟电路还可能对噪声很敏感......”

2、“.....通过以数字方式控制模拟电路,可以大幅度降低系统的成本和功耗。此外,许多微控制器和已经在芯片上包含了控制器,这使数字控制的实现变得更加容易了。调节的具体过程脉冲宽度调制是种对模拟信号电平进行数字编码的方法。通过高分辨率计数器的使用,方波的占空比被调制用来对个具体模拟信号的电平进行编码。信号仍然是数字的,因为在给定的任何时刻,满幅值的直流供电要么完全有,要么完全无。电压或电流源是以种通或断的重复脉冲序列被加到模拟负载上去的。通的时候即是直流供电被加到负载上的时候,断的时候即是供电被断开的时候。只要带宽足够,任何模拟值都可以使用进行编码。多数负载无论是电感性负载还是电容性负载需要的调制频率高于,通常调制频率为到之间。许多微控制器内部都包含有控制器。例如,公司的内含两个控制器,每个都可以选择接通时间和周期......”

3、“.....执行操作之前,这种微处理器要求在软件中完成以下工作设置提供调制方波的片上定时器计数器的周期。在控制寄存器中设置接通时间。设置输出的方向,这个输出是个通用管脚。启动定时器。使能控制器。系统程序的设计程序设计步骤程序设计就是用计算机所能接受的语言把所需解决问题的步骤逐描述出来,也就是编制计算机的程序,在设计应用系统时,软件的编制是重要环节。软件的质量直接影响整个系统功能的实现。应用程序的设计因系统而异,但程序设计总是有共同特点及其规律的。在编写程序时,采取如下几个步骤分析问题,明确所要解决问题的要求,将软件分成若干个相对独立的部分。根据功能关系和时序关系,设计出合理的软件总体结构。定程序框图,即根据所选择的计算方法制定框图,这不仅是程序设计的个重要组成,而且是决定成败的关键部分。合理分配系统资源,包括定时器计数器中断堆栈等。分配好单元后,进步将程序框图画成详细的操作流程......”

4、“.....注意在程序的有关位置处写上功能注释,提高程序的可读性。程序调试。通过编辑软件编辑出的源程序,必须用编译程序汇编后生成目标代码。如果源程序有语法,需修改源文件后继续编译,直到无语法为止,然后利用目标代码通过仿真器进行程序调试,排除设计和编程中的直到成功。程序优化。使各功能程序模块化,子程序化,缩短程序的长度,加快运算速度和节省数据存储空间,减少程序执行的时间。软件的安全冗余设置因为是水塔水位自动控制系统,而且用到了电动机和调速,所以我们必须考虑系统的安全性能,在电机转动的时候去调动电机的转速是很危险的,所以我们要求要在电机停止的情况下去调节电机的速度。这样对人和对电机整个系统都是必须的。所以在软件中我们做了安全的冗余设置,当电机在转动时按下电机调速键,电机会立即停止。程序流程图图按键调整子程序流程图调速按键调整子程序检测是否有按键按下延时......”

5、“.....速度增加液晶屏显示速度值增加先停止电机,速度减少液晶屏显示速度值减少减按键加按键图程序总体流程图在进入按键子程序后,首先要做的事是先检测是否确定有按键按下,这个过程延时,在确认有按键按下后,判断是哪个按键按下,如果是速度加按键按下,电机不管在什么状态,都是首先停止,然后是调整调制时间,液晶屏显示速度增加,按下减按键,也是先停止电机,调整调制时间,液晶屏显示速度减少。具体流程图如图所示。停止电机,灯闪烁几下,蜂鸣器响几声,液晶显示正常检测模拟水塔水位正常按键开始系统初始化,灯闪烁,蜂鸣器响声,液晶显示进入主程序等待状态显示速度启动电机,灯闪烁几下,蜂鸣器响,液晶显示低水位检测模拟水塔水位按键检测模拟水塔水位低按键按键调制子程序调速按键选择电机的转速当系统按下电源开关,且确定有电源存在时候,系统进入初始化状态,灯会闪烁蜂鸣器响声液晶初始化......”

6、“.....进入按键调速选择,如有按键按下,进入按键调整子程序,若没有,进入主程序等待状态,检测水塔水位的液位状态,当模拟液位低水位按键按下后,电机以显示速度启动,模拟抽水过程,此时蜂鸣器报警,灯闪烁,且液晶会显示水位过低状态。当模拟水位正常按键正常按键按下后,电机停止转动,蜂鸣器报警液晶显示当前正常状态,然后程序进入循环,继续检测模拟水位状态按键。具体流程图的如图所示。程序源代码程序源代码使用语言编写,使用语言编写程序效率高,调用方便。程序主要由液晶驱动子程序,电机调速功能子程序按键扫描子程序等功能程序组成,详细源代码见附录二。调试调试过程本系统的调试主要分为硬件调试软件调试等两大部分。经过初步的分析设计后,在制作硬件电路的同时,调试也在穿插进行。这样有利于问题的分析和解决,不会造成问题的积累,而且不会因为个小问题而进行整体电路的检查,从而可以节约大量的调试时间......”

7、“.....首先编写单元模块的程序,并且在硬件上调试成功问题,即可以做系统整体程序的调试。联机调试是最重要的部分,同时也是本设计成功的关键。电路检测上电后观察电路工作性能,如不能正常工作,按原理图分模块进行电路检测,是否有虚焊或漏焊现象如焊接正常,在按信号传递的方向逐级检测,找出出问题的级,并向该级的上级进行检测,直到将故障排除。对于虚焊和漏焊的情况最好的办法是先找到个比较大的电路回路,如果用的是指针式万用表,打到欧姆档欧姆档就可以测,如延时函数,液晶显示函数写指令函数选择指令选择写取命令使能有效写数据函数选择数据选择写操作取数据操作使能有效,定位具体位置第行的位置第二行的位置写个字符函数设定位置写入数据写个字符串函数设定位置循环写入数据电机调速函数及程序主函数初始化函数,开机灯闪烁设置行显示,点阵,位数据接口开显示清屏设定初始位置蜂鸣器鸣响声定时,定时时间为......”

8、“.....时间到了定时器清零,重新开始当计数器在定制时间内的时候,输出相关的控制信号检测水位是否正常函数水位是否正常状态检测关闭电机蜂鸣器报警液晶屏显示灯闪烁报警水位过低检测开启电机蜂鸣器报警液晶屏显示灯闪烁报警按键扫描函数检测是否增加按键按下有按键按下,电机定要停止转动速度定制值调整加大液晶显示变化,按键是否释放检测检测是否减少按键按下有按键按下,电机定要停止转动速度定制值调整减少液晶显示变化,按键是否释放检测是指针摆到最右端,说明我们的线路连接是正常的,如果用的是数字万用表,我们可以调整到短路档位,接上要测的点直接就可以测,如果有蜂鸣响说明线路连接正常。调试步骤元件安装前的测量在元件没有在万能板上进行焊接的时候我们是不能直接拿过来就进行使用的,必须经过检测,像灯可以用万用表测试下看其是否会发光......”

9、“.....器件的检测工作都要在焊接之前做好。调试按键输入部分用万用表接到按键的信号输入端口,如果按键按下信号肯定会有变化,并且会在万用表上直接测试读出,这样直接通过硬件测量按键是否能打到预期的效果。软件测试写个功能小程序,来具体单个的功能硬件电路是否有问题,如果有问题再具体看是硬件的问题还是软件的问题,若没有问题,则可以进行下个功能电路的测试。调试遇到的问题及解决方案硬件问题解决方案灯通电不亮。主要查看是否把灯的阴阳极接反。蜂鸣器不响。是要查看蜂鸣器是否接反。而是看三极管驱动管是否损坏,具体的检测方法是首先看射极是否为高电压,如果为高电压继续,脱离单片机给基极个低电平,此时蜂鸣器应该会响,但是若不响,电压档测量射极是否为低电平,若是,则需要具体找个直流电串上个的电阻进行直接通电,看蜂鸣器是否损坏。电机的原理和蜂鸣器的驱动原理基本样。方法同上......”

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