单片机原理课程设计报告模板

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：AT89C51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：

(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0~5V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4-1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()r t与实际输出值()

c t……，……，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 Proteus软件仿真调试

……

5.2 硬件调试

……

6. 程序清单

ORG 0000H

AJMP START

ORG 001BH ;T1中断入口地址

AJMP INT_T1

ORG 0100H

;***********;

;***主程序***;

;***********;

START:

MOV SP,#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。