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学士学位论文（设计）任务书
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学士学位论文（设计）开题报告
二、主题
单片机自动加药系统一般由主机、驱动器、执行机构复位电路、传感器、数码显示器及键盘等部分组成。

由固话程序控制主机运行。

驱动器包括光电隔离、电平转换两部分；执行机构是加药阀。

可连续工作，适应较恶劣的工作环境，操作简单，维护方便。

本系统还能实现扩展功能，即配置串行接口，与PC机实现通信，在VB界面上显示系统运行情况。

单片机智能加药的特点：
1、设计周期短；
2、安装、调试、操作、维护、管理方便；
3、结构紧凑，占地面积小；
4、连续、间断运行均可，不影响水质；
5、技术先进，加药时无明显杂质；
6、经济实用，特别适合我国国情。

三、总结
基于单片机的智能型加药装置优点众多，且适合我国市场的投入，同时也是产品智能化的一个必然的趋势。

只要研究的成果得到大肆推广，那么无论是操作工人还是企业，甚至是用户，都会受益于此。

四、参考文献
[1]周志德，刘德强．可视化程序设计——Visual Basic[M].北京：电子工业出版社,2006
[2]龚沛曾，杨志强，路慰民.Visual Basic程序设计教程［M］.高等教育出版社
[3]吴飞青.单片机原理与应用实践指导[M].北京：机械工业出版社,2009
[4]李长林编著.Visual Basic串口通信技术与典型实例[M].北京：清华大学出版社,2006
[5]李学军. 如何用MCS-51单片机扩展串口进行通讯[J].宁夏机械.2003.(2).
[6]高彦波,李岩,毕晓燕,. PC与单片机之间的远距离并行通讯卡[J]. 电站设备自动化.2001.(3).
四、研究的主要内容和解决方案
1、研究的主要内容：
此次课题需要运用单片机来控制电磁阀，使其能够自动加药，并将运行数据发送给以VB为界面的上位机PC软件设计，并保存VB所接收到的数据，研究的主要内容如下:
（1）单片机的选型。

（2）单片机能够检测电源。

开关断开闭合时都能够检测电源，判断电源是否故障；
（3）单片机能够检测电磁阀是否正常工作。

正常则继续工作，不正常则传递故障信号；
（4）单片机和VB间具备通信功能。

单片机能够向VB界面发送数据；
（5）VB界面具备保存数据功能。

PC机收到数据并将信息保存。

2、解决方案
（1）单片机选型
①MCS-51系列
单片机种类繁多，使用最广泛的还属MCS-51系列，这一系列都使用了Intel公司的内核技术，它们是MCS-51的兼容机，软件兼容、开发工具也兼容。

51系列的单片机都有如下特点：
a.专为控制应用所设计的8位CPU
b.4KB的程序存储器(ROM) (52为8K)
c.128B的数据存储器(RAM)（52有384bytes的RAM）
d.32条双向且可被独立寻址的I/O口
e.2组16位定时/计数器
f.5个中断源，2个优先级（52有6个）
g.一个全双工串行通信口
h.外部数据存储器寻址空间为64kB（ROM)
i.外部程序存储器寻址空间为64kB (RAM)
MCS-51系列中使用最广泛的是AT89C51，一种带4K字节FLAS H存储器（FPEROM—Flash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压、高性能CMOS 8位微处理器，俗称单片机。

由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，AT89C51单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。

②STC单片
STC89系列单片机是MCS-51系列单片机的派生产品，它们在指令系统、硬件结构和片内资源上与标准8052单片机与标准8052单片机完全兼容。

STC89系列单片机能高速运行（最高可达到90MHZ），低功耗，在系统/应用可编程（ISP/IAP），不占用户资源。

它的主要特性是：
a.80C51核心处理器单元
b.1KB RAM，64/32/16/8KB片内Flash程序存储器
c.支持12/6时钟模式
d.双DPTR数据指针
e.SPI（串行外围接口）和增强型串口UART
f.PCA（可编程计数器阵列），具有PWM的捕获/比较功能
g.4个8位I/0口
h.低EMI方式（ALE禁止）
i.兼容TTL和CMOS逻辑电平
j.掉电检测和低功耗模式等
将MCS-51与STC89系列进行比较，前者价格实惠，功能齐全，做本次研究已经绰绰有余，故选用MCS-51中的AT89C51。

(2)单片机能够检测电源。

制作一个+5V直流稳压电源对单片机进行供电，经桥式整流电路送入滤波电路，再经稳压CW7805输出+5V电压。

系统工作时，就可检测给电信号。

当检测出持续的给电信号是有电源时，输出低电平，指示灯灭；检测出无电源时，输出高电平，指示灯亮。

(3)单片机能够检测电磁阀是否正常工作。

采用红外收发对管，无液体流过时为低电平，有液体流过时为高电平。

其中，红外对管是红外线发射管与光敏接收管，或者红外线接收管，或者红外线接收头配合在一起使用时候的总称。

红外发射管负责发送信号，红外接收头就是在红外线接收管的基础上增加了对微弱信号进行放大的处理的电路，类似开关电路，接收到红外信号给出高电平（接近工作电压），无红外信号低电平（约0.4）。

(4)单片机和VB间具备通信功能。

①USB-TTL通信
进行电平转换功能，操作方便，一般串口通信连接3线即可。

A 端
B 端
Tx发送 - Rx接收
Rx接收 - Tx发送
Gnd信号地-Gnd信号地
TXD--红 RXD--蓝 GND--橙
②RS232通信
RS232定义的是硬件规约，逻辑0电平为+3-- +12V，逻辑1电平为-3-- -15V。

有协议和无协议定义的是软件规约，有协议一般是指使用标准的协议，比如MODBUS，HOSTLINK等，无协议是指使用自己定义的协议。

两者相比，还是USB-TTL通信更容易操作。

(5)VB界面具备保存数据功能。

保存数据主要通过VB的数据库功能来实现。