基于单片机的恒压供水系统设计

实用干货下载:   除了作为I/O使用外(其内部有上拉电阻),还有一些特殊功能,由特殊寄存器来设置,具体功能请参考我们后面的引脚说明。   有内部EPROM的单片机芯片(例如),为写入程序需提供专门的编程脉冲和编程电源,这些信号也是由信号引脚的形式提供的,   即:编程脉冲:30脚(ALE/PROG)   编程电压(25V):31脚(EA/Vpp)   接触过工业设备的兄弟可能会看到有些印刷线路板上会有一个电池,这个电池是干什么用的呢?这就是单片机的备用电源,当外接电源下降到下限值时,备用电源就会经第二功能的方式由第9脚(即RST/VPD)引入,以保护内部RAM中的信息不会丢失。   在介绍这四个I/O口时提到了一个“上拉电阻”那么上拉电阻又是一个什么呢?他起什么作用呢?当作为输入时,上拉电阻将其电位拉高,若输入为低电平则可提供电流源;所以如果P0口如果作为输入时,处在高阻抗状态,只有外接一个上拉电阻才能有效。ALE/PROG地址锁存控制信号:在系统扩展时,ALE用于控制把P0口的输出低8位地址送锁存器锁存起来,以实现低位地址和数据的隔离。(在后面关于扩展的课程中我们就会看到扩展EEPROM电路,ALE与74LS锁存器的G相连接,当CPU对外部进行存取时,用以锁住地址的低位地址,即P0口输出。ALE有可能是高电平也有可能是低电平,当ALE是高电平时,允许地址锁存信号,当访问外部存储器时,ALE信号负跳变(即由正变负)将P0口上低8位地址信号送入锁存器。当ALE是低电平时,P0口上的内容和锁存器输出一致。在没有访问外部存储器期间,ALE以1/6振荡周期频率输出(即6分频),当访问外部存储器以1/12振荡周期输出(12分频)。当系统没有进行扩展时ALE会以1/6振荡周期的固定频率输出,因此可以做为外部时钟,或者外部定时脉冲使用。PORG为编程脉冲的输入端:在单片机内部有一个4KB或8KB的程序存储器(ROM),ROM的作用就是用来存放用户需要执行的程序的,那么我们是怎样把编写好的程序存入进这个ROM中的呢?实际上是通过编程脉冲输入才能写进去的,这个脉冲的输入端口就是PROG。PSEN外部程序存储器读选通信号:在读外部ROM时PSEN低电平有效,以实现外部ROM单元的读操作。1、内部ROM读取时,PSEN不动作;2、外部ROM读取时,在每个机器周期会动作两次;3、外部RAM读取时,两个PSEN脉冲被跳过不会输出;4、外接ROM时,与ROM的OE脚相接。(扩展2KBEEPROM电路,PSEN与扩展ROM的OE脚相接)EA/VPP访问和序存储器控制信号1、接高电平时:CPU读取内部程序存储器(ROM)   扩展外部ROM:当读取内部程序存储器超过0FFFH()1FFFH()时自动读取外部ROM。2、接低电平时:CPU读取外部程序存储器(ROM)。在前面的学习中我们已知道,单片机内部是没有ROM的,那么在应用单片机时,这个脚是一直接低电平的。3、写内部EPROM时,利用此脚输入21V的烧写电压。RST复位信号:当输入的信号连续2个机器周期以上高电平时即为有效,用以完成单片机的复位初始化操作,当复位后程序计数器PC=H,即复位后将从程序存储器的H单元读取第一条指令码。XTAL1和XTAL2外接晶振引脚。当使用芯片内部时钟时,此二引脚用于外接石英晶体和微调电容;当使用外部时钟时,用于接外部时钟脉冲信号。VCC:电源+5V输入VSS:GND接地。AVR和pic都是跟结构不同的8位单片机,因为结构不同,所以汇编指令也有所不同,而且区别于使用CISC指令集的,他们都是RISC指令集的,只有几十条指令,大部分指令都是单指令周期的指令,所以在同样晶振频率下,较速度要快。另PIC的8位单片机前几年是世界上出货量最大的单片机,飞思卡尔的单片机紧随其后。ARM实际上就是32位的单片机,它的内部资源(寄存器和外设功能)较和PIC、AVR都要多得多,跟计算机的CPU芯片很接近了。常用于手机、路由器等等。DSP其实也是一种特殊的单片机,它从8位到32位的都有。它是专门用来计算数字信号的。在某些公式运算上,它比现行家用计算机的最快的CPU还要快。比如说一般32位的DSP能在一个指令周期内运算完一个32位数乘32位数积再加一个32位数。应用于某些对实时处理要求较高的场合。

4.5软件的设计4.5.1程序设计图(1)主程序框图

图4-1主程序流程图

(2)继电器控制子程序

图4-2继电器控制流程图

(3)A/D子程序

图4-3A/D子程序流程图

(4)PID控制子程序

图4-4PID计算子程序流程图结论本文在分析和比较用于供水行业的控制系统的发展和现状的基础上,结合我国供水的现状,设计了一套一拖多的控制系统,在这个毕业设计中有如下认识;1.在变频调速恒压供水系统中,单台水泵工况的调节是通过变频器来改变电源的频率f,来改变电机的转速n,从而改变水泵性能曲线得以实现的,分析水泵工况点激流调节和变速调节能耗比较土,可以看出利用变频调速实现恒压供水,当转速降低时。流量与转速成正比,功率以转速的三次方下降,与恒速泵供水方式中用闸阀增加阻力节流相比,在一定程度上可以减少能量损耗,能够明显节能。水泵转速的工矿调节必须限制在一定范围以内,也就是不要使变频器频率下降得过低,避免水泵在低效率段运行。2.通过对供水控制模式进行分析,发现传统的生产控制模式是一种被动的控制方式,没有对供水管网的水量平衡进行综合考虑。针对传统控制模式的缺陷,提出了综合考虑水压和水量平衡的自适应平衡调节方法,为该供水控制系统的设计提供了依据。参考文献[1]何立民.MCS-51系列单片机应用系统设计,北京航空航天大学出版社,.[2]李华.MCS-51系列单片机使用接口技术,北京航空航天大学出版社,.[3]解宏基,任光.一种多功能变频恒压供水单片机供水控制系统,大连海事大学轮机工程研究所,.[4]周黎辉,冯正进.变频器在多泵并联调速系统中的应用,机电一体化,年第4期.[5]秦进平,官英双.基于单片机的恒压供水系统,黑龙江工程学院学报(自然科学版),Vol.19,No.1MAR,[6]马忠梅,籍顺心,张凯.单片机的C语言应用程序设计(第3版权),北京航空航天大学出版社,

[7]苏夯.控制恒压供水系统的设计,大连交通大学,-12-18.[8]童占.新概念51单片机C语言教程,电子工业出版社,.[9]王幸之,钟爱琴.AT89系列单片机原理及接口技术[M].北京:北京航空航天大学出版社,:-.[10]南建辉、熊鸣、王军茹.MCS-51单片机原理及应用实例,北京:清华大学出版社,.[11]方彦军,孙健.智能仪器技术及其应用[M],西安:化学工业出版社,:98-.

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