液位控制器实训报告

1、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： 2012.09.102012.09.21“液位控制器”的组装、调试与制作1 实践目的第1页共15页通过对“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

2、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

3、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

4、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 B 时，显示0A，电机正转；当B液位 C时，显示 0B，电机不转；液位在 C 点及以上时，绿灯连续亮并且发出报警声，显示 0C，电机反转。按键 S1 是复位按键，按下 S3 切换到温度显示。图 9.2液位检测电路图 9.3 模拟水塔第2页共15页图 9.1 液位控制器的电路原理第3页共15页4 “液位控制器”元器件“液位控制器”套装元件清单如下所示。代号型号 /参数封装数量

5、C110uFCD0.254A1C2, C51uFCC0.2542C3, C430pCC0.2542C6, C7, C8, C10, C110.1uFCC0.2545C9, C12470uF/50vCD0.5082D1IN4007DIODE1.0161DS1display-4CA/CC0.36841LD, LD1, LD2LEDLED-33LS1BellSpeaker1Q1, Q2, Q3, Q4, Q59013TO-92B5Q68550TO-92B1Q7, Q88050TO-92B2R1, R5, R6, R7, R8, R17, R22, R23, R24, R2710KAXIAL-0.41

6、0R2500 电位器VR51R3, R416KAXIAL-0.42R9, R10, R11, R12, R13, R18, R281KAXIAL-0.47R14, R15, R21, R268.2AXIAL-0.44R16, R20, R2527KAXIAL-0.43R194.7KAXIAL-0.41S1, S2, S3SW-PBKEYS-D3U1LM324DIP141U289s52DIP401U374F245DIP201U4ADC0809NDIP281VR17805TO-1261Y111.0592MXTAL21B1MotorRB5-10.51C10.1uFCC0.2541D1, D2, D3

7、, D44148DIODE0.7004Q1, Q28550TO-92B2Q3, Q49013TO-92B2Q5, Q68050TO-92B2R1, R2, R3, R4,R7, R8 /(R5, R6)Res2AXIAL-0.48DIP14IC 配套座1DIP20IC 配套座1DIP28IC 配套座1DIP40IC 配套座1pcb 板1第4页共15页“液位控制器”主要元器件介绍如下：ADC0809ACDC0809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

8、 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=

9、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。 ADC0809 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 BA选择的通道00IN 00IN 100IN 2

10、1IN 3第5页共15页集成电路LM324LM324 是四运放集列直插塑料封装，外形包含四组形式完全相同共用外，四组运放相互脚接正电源。01IN 40IN 501IN 61IN 710010111成电路，它采用 14 脚双0如图 9.5 所示。它内部11的运算放大器，除电源1独立。 11 脚接负电源， 4图 9.5LM324 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：复位输入第6页共15页集成电路74HC2455 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

11、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 电机驱动电路第7页共15页6 制作过程6.1电路仿真实际仿真电路：C130pFX119U1391RN116XTAL1P0.0/AD038215C2CRYSTALP0.1/AD137

12、314P0.2/AD21836413TXTAL2P0.3/AD335512P0.4/AD4S30pF34611RP0.5/AD533710C3P0.6/AD6R1RST 93289RSTP0.7/AD7V13521P20300+10kP2.0/A8T2T410uF22P21IIP2.1/A9BTBT23P22_I_IP2.2/A10PBPB2924P23R2_PSENP2.3/A11PP3025PSP20P_Q1ALEP2.4/A123126EAP2.5/A131k27LS1Q1Q2Q3Q4P2.6/A14R328LCP21P_Q2PSP2.7/A15P_Q2P_Q3P_Q4PNP1kPNPP

13、NPPNP110SIP1.0/T2P3.0/RXDR4CEP22P_Q3211P1.1/T2EXP3.1/TXD312LA1kP1.2P3.2/INT0413LBP1.3P3.3/INT1R5514EOCP23P_Q4P1.4P3.4/T0615CLKP1.5P3.5/T11k716M1P1.6P3.6/WR817M2P1.7P3.7/RD+5VAT89C522341TTTIIITBBBI_B P P P_PR23R27D1R12LEDK310kQ12K2R1310kR19R24Q11D5D6R28110kSLAPNPC71N4148LQ6Q71N4148BUZ110k10kQ14NPNNPN

14、Q51nFQ9PNPR20PNPQ13LBLCNPN10kBUZZERR16R26Q10D38 .8 8+Q8R14R15D4R29C6D210kNPNM PRkNPNR36R34R171N4148R251N4148NPN10k1k10KR18LEDR35110kR30C51k1kMNPN10k210kM电机模块：+5vR23R27+3V360Q12360R24(1)Q11D5D6R28?R2V=3.3372PNPR13601N4148C71N414836010k10kR26R26(2)PNPR29(1)V=3.33721nFR29M2M1V=2.1926110k10kQ10(C)-0.01V

15、=0.0798992kRPMQ13(C)R30V=0.152265R25D3D4Q13100360Q10Q13(B)1N41481N4148NPNV=0.936063NPN显示模块：水位 A 点一下，显示00；a1co第8页共15页水位 AB点之间显示0Aa1com4水位 BC之间显示0BcoC 以上显示0Ca1com6.2单片机程序编写由于我使用的共阴极数码管做显示，单片机 0 电平使用有效， 所以在这一基准编写以下代码：#includevoid delay( unsigned char chishu );void display(unsigned char d);sbit wei=P27;

16、sbit duan=P26;sbit Moto1=P20;sbit Moto2=P21;sbit FM=P23;sbit LC=P22;sbit LED_R=P11;sbit LED_G=P12;第9页共15页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_stat

17、e=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;第10页共15页/*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;/*AB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;/*BC液面 * 电机不转 * 显示 0B*/if(m1_s

18、tate=2)display(2);Moto1=0;Moto2=0;FM=1;LED_G=1;LED_R=1;第11页共15页/*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;voidfun1(void)interrupt 0LA_flag=1;voidfun2(void)interrupt 2LB_flag=1;void display(unsigned char d)/A 01110111 B C00111001P0=0xff;/ 消影duan=0;w

19、ei=1;P0=0xfd;/ 送位码第12页共15页wei=0;delay(5);duan=1;P0=dsp_code_cad/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_cad%10;/ 送段码duan=0;void delay( unsigned char chishu )unsigned char i,j;for(i=0;i40;i+)for(j=0;jchishu;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

20、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 P22 管脚。电机驱动电路输入端接到单P20,P21 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。第13页共15页电路焊接好后， 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 B 时，显示 0A，电机正转；当B液位 C时，显示 0B

21、，电机不转；液位在 C点及以上时，绿灯连续亮并且发出报警声，显示 0C，电机反转。6.4 调试液位控制模块：将液位控制电路电源接5V 电压，液位控制电路输出LA 接到单片机控制电路外围中断 IN0 中， LB 输出接到单片机控制电路外围中断IN1 中， LC 接到单片机控制电路外围中断 P22 中。当将 K1 按下时， 液位控制模块输出一个0 电平，触发单片机外围中断IN0 使得单片机显示 0A，外围电路电机正转;当将 K2 按下时，液位控制模块输出一个0 电平，触发单片机外围中断IN1 使得单片机显示0B，电机不转 ;当将 K3 按下时，液位控制模块输出一个 0 电平 , 使得绿灯连续亮并且发出报警声，显示0C，电机反转。在刚上电的时候，红灯连续亮并且发出频率较高的报警声，显示00。在这一测试的过程我们出现了较大问题，液位控制器的输出触发无法放映的主控电路上，但在单