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1、单片机原理及接口技术课程设计报告设计题目：恒压无塔供水系统设计学 号：姓 名：指导教师： 信息与电气工程学院二零一四年六月恒压无塔供水系统设计随着社会的高速发展，城市高楼林立，高楼层用水往往因水压不够而成问题。常用的水塔式供水系统因设备（尤其是电机）易损而大大增加维护费用，且使用不方便。为此，工程设计人员利用现代电子技术，设计出一种智能变频供水系统，该控制系统智能化程度高，无需水塔，供水稳定，操作也方便，设备寿命大大延长，是一种值得推广的高楼层供水系统。变频恒压供水系统，通过压力传感器、供水传感器、变频调速器组成闭环回路自动调节电机的转速，从而调节水泵的供水量，使供水量可根据用水量的大小变化而
2、变化，确保供水压力恒定。如果采用取水直供方式，不仅可节约大量的能源，延长设备的使用寿命，又能避免水源二次污染问题。注：这一部分主要描述题目的背景和意义，对设计所采取的主要方法做一下简要描述。字数不要太多，300-500字。另注：本文要当做模板使用，不要随意更改字体、字号、行间距等，学会使用格式刷。文中给出的各项容都要在大家的报告中体现，可采用填空的方式使用本模板。1. 设计任务结合实际情况，基于AT89C51单片机设计一个恒压无塔供水系统。该系统应满足的功能要求为：(1) 电机可以工作在两种工作状态，即变频和工频；(2) 变频器控制电机的转速，且电机能够实现软启动；(3) 主要硬件设备：AT8
3、9C51单片机、ADC0809模数转换芯片、CYG115型高压力传感器、 注：这一部分需要写明系统功能需求，用到的主要硬件（参考实验箱的说明书）。2. 整体方案设计恒压无塔供水系统以AT89C51单片机作为整个系统的控制核心，应用其强大的接口功能，构成整个恒压供水控制的硬件系统。该系统具备方式。在水泵的出水管道上安装一个压力传感器，送入单片机进行数据处理。经单片机运算后的压力值与设定的压力值相比较，PID运算，控制变频调速恒压供水系统的原理图如图2-1所示。图2-1 基于单片机的变频调速恒压供水系统原理图本系统硬件主要由A/D转换器、D/A转换器、显示系统等几部分组成。各模块的主要功能如下：(
4、1) A/D转换器的功能是把水管的压力信号经传感器转换成05V的模拟电压信号转换为数字信号，然后送入单片机。(2) D/A转换器的功能(3) 系统的整体设计方案设计图如图2-2所示。图2-2 系统的整体方案设计图注：文中出现的所有框图、流程图都要用VISIO画，不允许从文档中裁剪然后粘贴。要注意图的格式，图中的文字大小不要大于正文，图题用五号宋体，居中。3. 系统硬件电路设计3.1 时钟电路3.2 复位电路3.3 模数转换电路本设计所用A/D转换电路采用通用的ADC0809模数转换芯片，它是一种8位数字输出的逐次逼近式A/D转换器件，转换时间为100us。 其主要特性有ADC0809的工作原理
5、为使用ADC0809应该注意其与单片机的接口电路如图3-1所示。图3-1 ADC0809与单片机的接口电路3.4 压力传感器与ADC之间运算放大电路(1) 压力传感器的选定(2) 运算放大电路CYG115和OP07的连接如图3-2所示。图3-2 CYG115和OP07的连接图3.5 注：以上各部分按照电路功能模块化介绍器件选型、器件特性、电路设计思路、电路功能等，要注意与第2小节中的整体方案设计图相对应。文中出现的电路原理图同样不能从资料中裁剪，可从自己设计的Proteus图中拷贝。4. 系统程序设计4.1 主程序流程图对系统运行工作流程进行说明后，给出系统主程序流程。系统主程序流程图如图4-
6、1所示。4.2 PID调节子程序流程图对变频器频率的调节采用PID调节方法。PID控制器是一种线性控制器，它根据给定值与实际输出值，其基本数字算法有位置式和增量式两种，PID基本控制系统原理如图4-2所示。图4-1 主程序流程图图4-2略PID算法流程图如图4-3所示（略）。4.3 控制子程序流程图介绍控制过程，引出设计的流程图。控制子程序流程图如图4-4所示。图4-4 控制子程序流程图4.4 5. 系统调试这一部分分为Proteus软件仿真调试和硬件调试两部分，分别给出调试过程、调试时应注意的问题，分析遇到的问题及问题的解决方法，Proteus调试可截屏运行结果图形并加以分析。5.1 Pro
7、teus软件仿真调试5.2 硬件调试6. 程序清单ORG0000HAJMPSTARTORG001BH;T1中断入口地址AJMPINT_T1ORG0100H;*;*主程序*;*;START: MOVSP,#60H;SP初始化注：以上程序清单的格式不能更改，采用Courier New字体，5号大小，背景色不能缺，注意排列整齐、注释等。7.小结本部分对整个设计过程进行总结说明，对取得的成果进行简单评价，对存在的问题给出以后的展望或解决办法。其他格式说明以下主要对文中出现的图、表以及公式格式给出相关示例，请大家按照如下格式编排。对图的格式要进行设置，首先设置其版式为“嵌入型”，然后将图和图下面的图号及
8、图题居中排列，如图2-1所示。图2-1 水罐液位控制结构图XXXX。XXX如表2-1所示。表2-1 XXX材料名称化学成分（）力学性能CMnCr其他抗拉强度b/N/mm2屈服强度s/N/mm2弹性模量E/N/mm2伸长率/布氏硬度/HBS对于文中出现的所有公式，要求必须用公式编辑器进行编辑，并在后面作相应的标号，具体格式如下例所示，右对齐，公式本体依靠在公式号和公式本体之间加入空格实现居中。 (2-1) (2-2)报告容编号说明：1. 节标题（小三黑体，段前段后6磅间距，顶格）1.1 条标题（小四黑体，段前6磅间距，顶格）(1) 一级子项标题（小四号宋体，首行缩进2字，行间距与正文相同，1.25倍行距，英文括号，编号与后面文字之间空一格，可加粗突出显示，也可不加粗）(2) 工业大学本科课程设计报告模板1) 二级子项标题（小四号宋体，首行缩进2字，英文半括号，编号与后面文字之间空一格，不加粗）2) 三级子项标题（编号形式有区别，别的同二级子项标题）