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

2、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

3、）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，

4、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 16 页 共 16 页图9.1 液位控制器的电路原理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C110uFCD0.254A1C2, C51uFCC0.2542C3, C430p

5、CC0.2542C6, 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-0.410R2500电位器VR51R3, R416KAXIAL-0.42R9, R10,

6、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, D44148DIODE0.7004Q1, Q28550TO-92B2Q3, Q4

7、9013TO-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“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：Ø IN0IN7：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。

8、16; 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。Ø 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。Ø 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。Ø D7D0：数据输出线。Ø 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。Ø CLK：时钟信号

9、。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。Ø 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。Ø Vcc：5V电源。Ø 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 00 0 10 1 00 1 11 0 01 0 11 1 01 1 1IN0IN1I

10、N2IN3IN4IN5IN6IN7集成电路LM324LM324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，然后保持 1 电平不变。（2）在电路中，PR1起 上拉 作用； R9、R10、R11、R12在

11、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：显示模块：水位A点一下，显示00；水位AB点之间显示0A水位BC之间显示0B C以上显示0C6.2 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：#include&

12、lt;reg51.h>void delay( unsigned char chishu );void display(unsigned char d);sbit wei=P27;sbit duan=P26;sbit Moto1=P20;sbit Moto2=P21;sbit FM=P23;sbit LC=P22;sbit LED_R=P11;sbit LED_G=P12;unsigned char LA_flag,LB_flag,LC_flag,dspflag;unsigned char code dsp_code_ca = 0x3f,0x77,0x7f,0x39;unsigned ch

13、ar 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;/*AB液面*电机正转*显示0A*/

14、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_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

15、(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 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 ch

16、ar chishu ) unsigned char i,j; for(i=0;i<40;i+) for(j=0;j<chishu;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。电路焊接

17、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。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

18、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，但在单片机刚一上电的时候才有轻微触发。并且液位控制器的输出电压为2.0V左右，介乎0、1之间，所以我们认为是液位控制器输出电压太大（其后接了74LS04）。因此我们在这个液位检测电路的输出端加了个下拉电阻，效果显著，单片机能成功被触发。 电机驱动模块：将电机驱动电路电源接5V电压，其信号输入接到单片机P20,P21端。 这个电机驱动电路电源原本输入12V，但我们只有5v电压且能让单片机驱动所以我们使用了5v的输入电压。所以在这一测试的过程我们也出现了较大问题，当M0、M1接0、1时，电机无法控制。当我们检查M1这一通道的时候，其二极管、三极管都是正常的管子。通过老师的指导我们发现，当单片机输出电压为4.2V电压。所以其后PNP三极管可能无法正常导通，以导致后面的电机无法被驱动。所以我们在这单片机电机输出端接了个上拉电阻，把单片机输出电压拉到了5V左右。而且我们这次