1、 中 北 大 学毕业设计开题报告学 生 姓 名：学 号：学 院、系：信息与通信工程学院通信工程系专 业：通信工程论 文 题 目：基于单片机的水箱水位控制系统指导教师: 2012 年 3 月 15 日毕 业 设 计 开 题 报 告1结合毕业设计情况，根据所查阅的文献资料，撰写2000字左右的文献综述:1.1 水箱控制系统的研究意义大型水箱是很多公司生产过程中必不可少的部件，它的性能和工作质量的优良不仅仅对生产有着巨大的影响，而且也关系着生产的安全。在过去，大量的对水箱操作是由相应的人员进行操作的，这样的人工方式带来了很大的弊端，比如水位的控制，时刻监控水箱的环境，夜间的监控等等，操作员稍有疏忽，
2、或者简易的监则器件损坏，将带来无法弥补的损失，更严重的会危机到生产人员的人身安全等。所以，对水箱控制，如果能够使用精密的而且完全会严格按照生产规定运行的自动化系统，可以最大限度的避免事故的几率，同时也能节省资源并能有效提高生产的效率。从水资源节约方面考虑，以往的人工控制在很多情况下，造成资源不必要的浪费，大部分原因是水箱内部水位没有及时的反馈信息到操作员，从而使控制上有一定的延迟，从而造成了水量过多或者没能及时补水而导致资源的浪费或生产出现异常。而对水箱水位的监控以及自动化的引入可以很好的改善补水过多和及时补水的情况，可以很好的节约资源有效的降低成本。单片机，一小块芯片上集成了一个微型计算机的
3、各个组成部分，它的诞生使众多自动化控制系统得以实现。80C51以它功能强大，设计简单，制造廉价，支持指令集较多。所以应用到众多嵌入式系统开发中。因此，基于80C51单片机的水箱控制系统研究有着重要的意义。1.2水箱控制系统国内外研究现状目前，水箱控制系统已不仅仅局限于大型的电厂、煤炭、钢铁等大型企业领域，它以自身的自动化控制系统的安全优势，已经慢慢深入到一些民用水箱产品。但是目前阶段，它的成本还很高。比如把一台纯手工家用水箱设计成自动化控制的水箱，从硬件的设计和铺设，对于民用化产品实施的性价比较高。因此大规模的使用仍受到经济上的限制。但是，从长远来看，随着自动化技术的改进和硬件成本的降低，以及
4、人们对资源浪费的重视。水箱控制系统仍然有大规模推广的前景。我国仍然处于生产型发展中国家，所有几乎在能源相关的所有领域中，水箱是比不可少的部件，即使是发达国家也不例外。它性能的优良与否关系直接关系到企业的生产安全和效益。随着我国嵌入式技术的发展，我国控制系统技术已经达到国际水平，但是在中小型企业以及民用产品，大量的水箱控制任然通过专职的人员进行控制。随着我国单片机开发技术的逐渐成熟，以及单片机生产成本的下降，基于单片机的水箱控制系统应用到中小型以及民用产品有着交大的发展空间。而且越来越多的水箱生产厂商开始聘用单片机开发人员和电路设计人员，将控制系统成为水箱设计的一部分，以提高自身产品的安全性能和
5、科技含量来提高产品在市场中的竞争力。一些发达国家在单片机新型系统研究、制造和应用上，已经积累了很多的经验，奠定了基础，进入了国际市场。我国在新型测控装置与系统研究、制造、应用和经验上，与其他发达国家相比还存在差距，但是我国研究人员已经克服很多困难，并在不断摸索中前进，有望在相关领域赶上甚至超越发达国家的技术水平，这是发展趋势。1.3水箱水位控制系统研究发展方向纵观我们现在生活的各个领域，从导弹的导航装置，到飞机上各种仪表的控制，从计算机的网络通讯与数据传输，到工业自动化过程的实时控制和数据处理，以及我们生活中广泛使用的各种智能IC卡、电子宠物等，这些都离不开单片机。以前没有单片机时，这些东西也
6、能做，但是只能使用复杂的模拟电路，然而这样做出来的产品不仅体积大，而且成本高，并且由于长期使用，元器件不断老化，控制的精度自然也会达不到标准。在单片机产生后，我们就将控制这些东西变为智能化了，我们只需要在单片机外围接一点简单的接口电路，核心部分只是由人为的写入程序来完成。这样产品的体积变小了，成本也降低了，长期使用也不会担心精度达不到了。所以，它的魔力不仅是在现在，在将来将会有更多的 人来接受它、使用它。据统计，我国的单片机年容量已达3亿片，且每年以大约20%的速度增长，但相对于世界市场我国的占有率还不到1%。特别是沿海地区的玩具厂等生产产品多数用到单片机，并不断地辐射向内地。所以，学习单片机
7、在我国是有着广阔前景的。而在本次的毕业论文是基于单片机的水箱控制系统，主要核心就是80C51单片机。通过这次设计，我综合运用大学四年所学知识去分析和解决问题，我深刻的了解和掌握了单片机的控制原理和设计方法。不仅加深和回顾了但单片机等专业知识而且积累到单片机控制技术在实际中的经验。由于自身缺少在实践设计的经验，所以在这次的设计中我自身也发现了很多不足的方面，从论文的本身的方面的结构到具体设计中硬件设计知识和经验的不足使得设计和论文存在的很多的问题，但是我的导师程老师的细心指导下，经过前后多次的修改和完善，最终完成了毕业设计的任务。单片机控制技术领域是一个有着非常潜力和前景的专业技术，我相信通过这
8、次毕业论文的设计，不仅加深和掌握了这一专业技术，而且也提高了自己的专业能力和综合素质，为我的大学生涯画下一个完整的句号。参考文献： 1 冯建华，基于单片机的控制系统研究。单片机学报。07年2 杨兴瑶，张益清等 新编使用电子电路500列。北京化学工业出版社。2006年3 马忠梅，张凯等 单片机的C语言应用程序设计。北京航空航天大学出版社。2003年4 朱殿栋，数字电路设计实用手册。北京电子工业出版社。2003年5 公茂法，马宝甫，孙晨等 单片机人机接口实例集。北京航空航天大学。2007年6 姜学东，曲金龙 嵌入式系统控制系统研究。电力电子技术。2003年7 陈建勇，MCS51实用汇编子程序设计。
9、哈尔滨工业大学出版社。2006年8 李萍，51系列单片机丛书。中国电力出版社。2008年9 求是科技，8051系列单片机C程序设计完全手册。人民邮电出版社出版。2006年10 李建忠，单片机原理及应用。西安电子科技大学出版。2002年11 郭勇，余小平，高嵩等，电子系统综合设计。北京大学出版社。2007年12Quarette J. Made the principle of thermal plant equipment concise manual. J . Evaluation,1999,9(2):22-25.13Laugman R. Embedded System Control Sys
10、tem. US Patent 2000.14 Series single-chip single-chip microcomputer AT80C51 principle, the development and application examples.199815 Texas Instruments Incorporated.TMS320DM642 Technical Overview:DSP Video and Imaging Digital Applications.Sep.2002. 毕 业 设 计 开 题 报 告本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）：1 设计目的 应用
11、单片机控制技术，以8051单片机为核心控制的水箱的水位，并实现了废水排放和进水手动、自动切换功能。2 设计的主要内容和要求（1）单片机应用系统-完成以8051单片机为核心控制的水箱的水位，并实现了报警和手动、自动切换功能；（2）利用proteus设计软件画出系统硬件原理图；（3）画出软件流程图；（4）利用keil Uv2编程环境，使用C51、汇编语言实现软件编写和调试；（5）写出相应的使用说明和使用效果与改进和改进意见3 整体设计方案基本设计方案：利用80C51单片机为核心，通过加抽水设备，报警系统，开关电路对水箱的水位进行实时监控，并将测量数据传送至单片机进行处理，然后由单片机根据所检测的各
12、种数据实现对水箱的智能控制，如图3.1所示。水泵电机M1,M2控制电路单片机80C51水位反馈与报警控制电路电路二极管显示电路图3.1 整体方框图水箱水位由单片机80C51实行智能控制，当水箱水位低时，起动M1、M2给水，水位上升到90%，停M1。当水箱水位低低（小于50%）时，同时起动M1、M2，当水位上升到50%以上70%以下时，停M2，M1继续运行到水位上升到90%以上才停止工作。经过调试系统，测得以下数据：水位从50%-70%，两台泵运行需要约10分钟；水位从70%-90%，一台泵运行需要约15分钟。水箱的水位一般保持在70%-90%。毕 业 设 计 开 题 报 告指导教师意见： 指导教师： 年 月 日所在系审查意见： 系主任： 年 月 日
