液位控制器实训报告资料

JIU JIANG UNIVERSITY

高级职业技能培训

实训报告

课题：液位控制器

专业：电子信息工程技术

班级：

学号：

学生姓名：

同组同学：

指导教师：

设计时间：2012.09.10—2012.09.21

“液位控制器”的组装、调试与制作

1 实践目的

通过对“液位控制器”机的组装、调试与制作，掌握“液位控制器”的工作原理，提高元器件识别、测试及整机装配、调试的技能，增强综合实践能力。

2 实践要求

1.掌握和理解“液位控制器”原理图各部分电路的具体功能，提高看图、识图能力；

2.对照原理图和PCB板，了解“液位控制器”元器件布局、装配（方向、工艺等）和接线等；

3.掌握调试的基本方法和技巧；学会排除焊接、装配过程中出现的各种故障，解决碰到的各种问题。

4.熟练使用各种常用仪器、仪表和电子工具，掌握元器件和整机的主要参数、技术或性能指标等的测试方法；

5.解答“思考与练习题”，进一步增强理论联系实际能力。

3 “液位控制器”原理简介

在水塔中经常要根据水面的高低进行水位的自动控制，同时进行水位压力的检测和控制。该液位控制器具有水位检测、报警、自动上水和排水（上水用电机正转模拟，下水用电机反转模拟）、压力检测功能。

液位控制器的电路原理如图9.1所示，该控制器主要由电源电路、显示电路、单片机处理电路、按键及蜂鸣器驱动电路、液位检测电路、压力检测电路组成，由三路“传感器”（三根插入水中的导线）检测液位的变化，由89S52控制液位的显示及电泵的抽放水，由ADC0809采集水位压力的变化并由数码管显示压力。各部分电路工作原理如下：

液位控制器的电源电路、显示电路、单片机处理电路及蜂鸣器驱动电路与前面章节相类似，在此不在赘述。

液位检测电路：

液位检测电路如图9.2所示，该液位检测是利用水具有导电性的特性，三路检测都采用简单的三极管检测电路检测液位变化，实际检测时，从单片机P3焊接出四根导线，分别将接A、B、C和VCC的导线放入水杯（模拟水塔）中，位置如图9.3所示。

若某端子和VCC间没有水作导体时，其对应三极管截止，对应输出低电平到单片机；若某端子和VCC间有水作导体时，其对应三极管导通，对应输出高电平到单片机。

电路焊接好后，接通电源，改变液位使检测点变化，当液位在A点以下时红灯连续亮并且发出频率较高的报警声，显示00，电机正转；当A≤液位

图9.2 液位检测电路图9.3模拟水塔

图9.1 液位控制器的电路原理第 1 页共14 页

4 “液位控制器”元器件

“液位控制器”主要元器件介绍如下：

ADC0809

ACDC0809位8路A/D转换集成芯片。可实现8路模拟信号的分时采集，片内有8路模拟选通开关，以及相应的通道地址锁存用译码电路，其转换时间为100us左右。其引脚排列如图9.4所示，其引脚功能说明如下：

?IN0～IN7：模拟量输入通道信号单极性，电压范围0-5V，若信号过小还需进行放大。?ADDA、ADDB、ADDC：地址线A为低位地址，C为高位地址。其地址状态与通道对应关系见表9.2。

?ALE：地址锁存允许信号。对应ALE上跳沿，A、B、C地址状态送入地址锁存器中。

?START：转换启动信号。START上跳沿时，所有内部寄存器清“0”；START下跳沿时，开始进行A/D转换；在A/D转换期间，START应保持低电平。本信号有时简写为ST。?D7～D0：数据输出线。

?OE：输出允许信号。用于控制三态输出锁存器向单片机输出转换得到的数据。OE=0，输出数据线呈高电阻；OE=1，输出转换得到的数据。

?CLK：时钟信号。ADC 0809的内部没有时钟电路，所需时钟信号由外界提供。通常使用频率为500kHz的时钟信号。

?EOC：转换结束信号。EOC=0，正在进行转换；EOC=1，转换结束。使用中该状态信号既可作为查询的状态标志，又可以作为中断请求信号使用。

?Vcc：＋5V电源。

?Vref：参考电源。参考电压用来与输入的模拟信号进行比较，作为逐次逼近的基准。其典型值为＋5V（Vref（＋）＝＋5V，Vref（一）=0V）。

图9.4 ADC0809引脚排列图

表9.2 通道选择

C B A 选择的通道

0 0 0 0 0 1 0 1 0 IN0 IN1 IN2

集成电路LM324

LM324是四运放集成电路，它采用14脚双列直插塑料封装，外形如图9.5所示。它内部包含四组形式完全相同的运算放大器，除电源共用外，四组运放相互独立。11脚接负电源，4脚接正电源。

图9.5 LM324电路符号与管脚图

AT89C51

其中，在这次制作中主要使用如下特殊管脚： P3.2 /INT0（外部中断0） P3.3 /INT1（外部中断1） RST ：复位输入

0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1

IN 3 IN 4 IN 5 IN 6 IN 7

集成电路74HC245

5 思考与练习题

（1）分析主板刚上电时，芯片9脚的电平变化情况：先 0 电平，然后保持 1 电平不变。

（2）在电路中，PR1起上拉作用； R9、R10、R11、R12在电路中起限流、上拉作用；D11、D12在电路中起的作用相当于数字电路的非门电路。

（3）编写一段简单的电机驱动程序，使图9.8所示电机驱动电路按表9.3所示要求工作。

表9.3 电机工作要求

M1（接89S52的16脚）M2（接89S52的17脚）电机运行情况

高电平低电平正转

低电平高电平反转

低电平低电平不转

图9.8 电机驱动电路

6 制作过程

6.1 电路仿真

实际仿真电路：

电机模块：

+5v

显示模块：

水位A点一下，显示00；

水位AB点之间显示0A

单片机0电平使用有效，所以在这一基准编写以下

#include

void delay( unsigned char chishu );

void display(unsigned char d);

sbit wei=P2^7;

sbit duan=P2^6;

sbit Moto1=P2^0;

sbit Moto2=P2^1;

sbit FM=P2^3;

sbit LC=P2^2;

sbit LED_R=P1^1;

sbit LED_G=P1^2;

unsigned char LA_flag,LB_flag,LC_flag,dspflag; unsigned char code dsp_code_ca[] = {0x3f,0x77,0x7f,0x39}; unsigned char m1_state;

main()

{

IT0=1;

EX0=1;

IT1=1;

EX1=1;

EA=1;

while(1)

{

if(LC_flag==0)

{

LC_flag=1;

m1_state=4;

}

if(LA_flag==1)

{

LA_flag=0;

m1_state=1;

}

if(LB_flag==1)

{

LB_flag=0;

m1_state=2;

}

if(LC==0)

{

m1_state=3;

//**A以下液面**电机反转**显示00**// if(m1_state==4)

{

display(0);

Moto1=1;

Moto2=0;

FM=0;

LED_G=1;

LED_R=0;

}

//**A~~B液面**电机正转**显示0A**// if(m1_state==1)

{

display(1);

Moto1=1;

Moto2=0;

FM=1;

LED_G=1;

LED_R=1;

}

//**B~~C液面**电机不转**显示0B**// if(m1_state==2)

{

display(2);

Moto1=0;

Moto2=0;

FM=1;

LED_G=1;

LED_R=1;

//**C以上液面**电机反转**显示0C**//

if(m1_state==3)

{

if(LC==0)

{

display(3);

FM=0;

Moto1=0;

Moto2=1;

LED_G=0;

LED_R=1;

}

}

}

}

void fun1(void) interrupt 0

{

LA_flag=1;

}

void fun2(void) interrupt 2

{

LB_flag=1;

}

void display(unsigned char d)

{ //A 01110111 B C 00111001

P0=0xff;//消影

duan=0;

wei=1;

P0=0xfd;//送位码

delay(5);

duan=1;

P0=dsp_code_ca[d/10];//送段码

duan=0;

P0=0xff;//消影

duan=0;

wei=1;

P0=0xfe;//送位码

wei=0;

delay(5);

duan=1;

P0=dsp_code_ca[d%10];//送段码

duan=0;

}

void delay( unsigned char chishu )

{

unsigned char i,j;

for(i=0;i<40;i++)

{

for(j=0;j

}

}

6.3电路的焊接

在这次电子制作中，单片机的主控电路我没有进行焊接，直接使用51单片机开发板作为主控电路进行控制。

在外围电路的焊接中，这里是按模块进行焊接的。这些模块主要有液位检测电路和电机驱动电路。液位检测电路包含了3个通道，即:A、B、C 三个液位检测点。这三个液位检测点分别接到单片机外部中断IN0，IN1和P2^2管脚。电机驱动电路输入端接到单

P2^0,P2^1中实现单片机对电机的控制。在焊接的时候按照原理图进行焊接，注意脱焊、漏焊和虚焊。