液位控制器實訓報告

1、JIU JIANG UNIVERSITY高級職業(yè)技能培訓實訓報告課題：液位控制器專業(yè)： 電子信息工程技術(shù)班級：學號：學生姓名：同組同學：指導教師：設(shè)計時間： 2012.09.102012.09.21“液位控制器”的組裝、調(diào)試與制作1 實踐目的第1頁共15頁通過對“液位控制器”機的組裝、 調(diào)試與制作， 掌握“液位控制器”的工作原理， 提高元器件識別、測試及整機裝配、調(diào)試的技能，增強綜合實踐能力。2 實踐要求1. 掌握和理解“液位控制器”原理圖各部分電路的具體功能，提高看圖、識圖能力；2. 對照原理圖和PCB板，了解“液位控制器”元器件布局、裝配（方向、 工藝等） 和接線等；3. 掌握調(diào)試的基本方

2、法和技巧； 學會排除焊接、 裝配過程中出現(xiàn)的各種故障， 解決碰到的各種問題。4. 熟練使用各種常用儀器、 儀表和電子工具， 掌握元器件和整機的主要參數(shù)、 技術(shù)或性能指標等的測試方法；5. 解答“思考與練習題” ，進一步增強理論聯(lián)系實際能力。3 “液位控制器”原理簡介在水塔中經(jīng)常要根據(jù)水面的高低進行水位的自動控制，同時進行水位壓力的檢測和控制。該液位控制器具有水位檢測、報警、自動上水和排水（上水用電機正轉(zhuǎn)模擬，下水用電機反轉(zhuǎn)模擬） 、壓力檢測功能。液位控制器的電路原理如圖9.1 所示，該控制器主要由電源電路、顯示電路、 單片機處理電路、 按鍵及蜂鳴器驅(qū)動電路、液位檢測電路、 壓力檢測電路組成，由

3、三路“傳感器” （三根插入水中的導線） 檢測液位的變化， 由 89S52 控制液位的顯示及電泵的抽放水，由 ADC0809采集水位壓力的變化并由數(shù)碼管顯示壓力。各部分電路工作原理如下：液位控制器的電源電路、顯示電路、 單片機處理電路及蜂鳴器驅(qū)動電路與前面章節(jié)相類似，在此不在贅述。液位檢測電路：液位檢測電路如圖9.2 所示，該液位檢測是利用水具有導電性的特性，三路檢測都采用簡單的三極管檢測電路檢測液位變化，實際檢測時，從單片機P3 焊接出四根導線，分別將接 A、 B、C 和 VCC的導線放入水杯（模擬水塔）中，位置如圖9.3 所示。若某端子和VCC間沒有水作導體時，其對應(yīng)三極管截止，對應(yīng)輸出低電

4、平到單片機；若某端子和VCC間有水作導體時，其對應(yīng)三極管導通，對應(yīng)輸出高電平到單片機。電路焊接好后， 接通電源， 改變液位使檢測點變化，當液位在 A 點以下時紅燈連續(xù)亮并且發(fā)出頻率較高的報警聲，顯示00，電機正轉(zhuǎn)；當A液位 B 時，顯示0A，電機正轉(zhuǎn)；當B液位 C時，顯示 0B，電機不轉(zhuǎn)；液位在 C 點及以上時，綠燈連續(xù)亮并且發(fā)出報警聲，顯示 0C，電機反轉(zhuǎn)。按鍵 S1 是復位按鍵，按下 S3 切換到溫度顯示。圖 9.2液位檢測電路圖 9.3 模擬水塔第2頁共15頁圖 9.1 液位控制器的電路原理第3頁共15頁4 “液位控制器”元器件“液位控制器”套裝元件清單如下所示。代號型號 /參數(shù)封裝數(shù)量

5、C110uFCD0.254A1C2, C51uFCC0.2542C3, C430pCC0.2542C6, C7, C8, C10, C110.1uFCC0.2545C9, C12470uF/50vCD0.5082D1IN4007DIODE1.0161DS1display-4CA/CC0.36841LD, LD1, LD2LEDLED-33LS1BellSpeaker1Q1, Q2, Q3, Q4, Q59013TO-92B5Q68550TO-92B1Q7, Q88050TO-92B2R1, R5, R6, R7, R8, R17, R22, R23, R24, R2710KAXIAL-0.41

6、0R2500 電位器VR51R3, R416KAXIAL-0.42R9, R10, R11, R12, R13, R18, R281KAXIAL-0.47R14, R15, R21, R268.2AXIAL-0.44R16, R20, R2527KAXIAL-0.43R194.7KAXIAL-0.41S1, S2, S3SW-PBKEYS-D3U1LM324DIP141U289s52DIP401U374F245DIP201U4ADC0809NDIP281VR17805TO-1261Y111.0592MXTAL21B1MotorRB5-10.51C10.1uFCC0.2541D1, D2, D3

7、, D44148DIODE0.7004Q1, Q28550TO-92B2Q3, Q49013TO-92B2Q5, Q68050TO-92B2R1, R2, R3, R4,R7, R8 /(R5, R6)Res2AXIAL-0.48DIP14IC 配套座1DIP20IC 配套座1DIP28IC 配套座1DIP40IC 配套座1pcb 板1第4頁共15頁“液位控制器”主要元器件介紹如下：ADC0809ACDC0809位 8 路 A/D 轉(zhuǎn)換集成芯片。可實現(xiàn)8 路模擬信號的分時采集，片內(nèi)有8 路模擬選通開關(guān)， 以及相應(yīng)的通道地址鎖存用譯碼電路， 其轉(zhuǎn)換時間為 100us 左右。其引腳排列如圖 9.4

8、 所示，其引腳功能說明如下：IN0 IN7 ：模擬量輸入通道信號單極性，電壓范圍0-5V，若信號過小還需進行放大。ADDA、ADDB、ADDC：地址線 A 為低位地址， C 為高位地址。其地址狀態(tài)與通道對應(yīng)關(guān)系見表 9.2 。ALE：地址鎖存允許信號。對應(yīng)ALE上跳沿， A、 B、 C地址狀態(tài)送入地址鎖存器中。START：轉(zhuǎn)換啟動信號。START上跳沿時，所有內(nèi)部寄存器清“0”；START下跳沿時，開始進行 A/D 轉(zhuǎn)換；在 A/D 轉(zhuǎn)換期間， START應(yīng)保持低電平。本信號有時簡寫為ST。D7 D0：數(shù)據(jù)輸出線。OE：輸出允許信號。 用于控制三態(tài)輸出鎖存器向單片機輸出轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)。 OE=

9、0，輸出數(shù)據(jù)線呈高電阻； OE=1，輸出轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)。CLK：時鐘信號。 ADC0809 的內(nèi)部沒有時鐘電路，所需時鐘信號由外界提供。通常使用頻率為 500kHz 的時鐘信號。EOC：轉(zhuǎn)換結(jié)束信號。 EOC=0，正在進行轉(zhuǎn)換； EOC=1，轉(zhuǎn)換結(jié)束。使用中該狀態(tài)信號既可作為查詢的狀態(tài)標志，又可以作為中斷請求信號使用。Vcc： 5V 電源。Vref ：參考電源。參考電壓用來與輸入的模擬信號進行比較，作為逐次逼近的基準。其典型值為 5V（Vref （） 5V， Vref （一） =0V）。圖 9.4 ADC0809 引腳排列圖表 9.2通道選擇C BA選擇的通道00IN 00IN 100IN 2

10、1IN 3第5頁共15頁集成電路LM324LM324 是四運放集列直插塑料封裝，外形包含四組形式完全相同共用外，四組運放相互腳接正電源。01IN 40IN 501IN 61IN 710010111成電路，它采用 14 腳雙0如圖 9.5 所示。它內(nèi)部11的運算放大器，除電源1獨立。 11 腳接負電源， 4圖 9.5LM324 電路符號與管腳圖AT89C51其中，在這次制作中主要使用如下特殊管腳：P3.2 /INT0（外部中斷0）P3.3 /INT1（外部中斷1）RST：復位輸入第6頁共15頁集成電路74HC2455 思考與練習題（1）分析主板剛上電時，芯片 9腳的電平變化情況：先 0電平，然后

11、保持1電平不變。（2）在電路中，PR1起上拉作用； R9 、R10、 R11、 R12在電路中起限流、上拉作用； D11、 D12在電路中起的作用相當于數(shù)字電路的非門電路。（3）編寫一段簡單的電機驅(qū)動程序，使圖9.8 所示電機驅(qū)動電路按表9.3 所示要求工作。表9.3 電機工作要求M1 （接 89S52的16腳）M2 （接 89S52的 17腳）電機運行情況高電平低電平正轉(zhuǎn)低電平高電平反轉(zhuǎn)低電平低電平不轉(zhuǎn)圖 9.8 電機驅(qū)動電路第7頁共15頁6 制作過程6.1電路仿真實際仿真電路：C130pFX119U1391RN116XTAL1P0.0/AD038215C2CRYSTALP0.1/AD137

12、314P0.2/AD21836413TXTAL2P0.3/AD335512P0.4/AD4S30pF34611RP0.5/AD533710C3P0.6/AD6R1RST 93289RSTP0.7/AD7V13521P20300+10kP2.0/A8T2T410uF22P21IIP2.1/A9BTBT23P22_I_IP2.2/A10PBPB2924P23R2_PSENP2.3/A11PP3025PSP20P_Q1ALEP2.4/A123126EAP2.5/A131k27LS1Q1Q2Q3Q4P2.6/A14R328LCP21P_Q2PSP2.7/A15P_Q2P_Q3P_Q4PNP1kPNPP

13、NPPNP110SIP1.0/T2P3.0/RXDR4CEP22P_Q3211P1.1/T2EXP3.1/TXD312LA1kP1.2P3.2/INT0413LBP1.3P3.3/INT1R5514EOCP23P_Q4P1.4P3.4/T0615CLKP1.5P3.5/T11k716M1P1.6P3.6/WR817M2P1.7P3.7/RD+5VAT89C522341TTTIIITBBBI_B P P P_PR23R27D1R12LEDK310kQ12K2R1310kR19R24Q11D5D6R28110kSLAPNPC71N4148LQ6Q71N4148BUZ110k10kQ14NPNNPN

14、Q51nFQ9PNPR20PNPQ13LBLCNPN10kBUZZERR16R26Q10D38 .8 8+Q8R14R15D4R29C6D210kNPNM PRkNPNR36R34R171N4148R251N4148NPN10k1k10KR18LEDR35110kR30C51k1kMNPN10k210kM電機模塊：+5vR23R27+3V360Q12360R24(1)Q11D5D6R28?R2V=3.3372PNPR13601N4148C71N414836010k10kR26R26(2)PNPR29(1)V=3.33721nFR29M2M1V=2.1926110k10kQ10(C)-0.01V

15、=0.0798992kRPMQ13(C)R30V=0.152265R25D3D4Q13100360Q10Q13(B)1N41481N4148NPNV=0.936063NPN顯示模塊：水位 A 點一下，顯示00；a1co第8頁共15頁水位 AB點之間顯示0Aa1com4水位 BC之間顯示0BcoC 以上顯示0Ca1com6.2單片機程序編寫由于我使用的共陰極數(shù)碼管做顯示，單片機 0 電平使用有效， 所以在這一基準編寫以下代碼：#includevoid delay( unsigned char chishu );void display(unsigned char d);sbit wei=P27;

16、sbit duan=P26;sbit Moto1=P20;sbit Moto2=P21;sbit FM=P23;sbit LC=P22;sbit LED_R=P11;sbit LED_G=P12;第9頁共15頁unsigned char LA_flag,LB_flag,LC_flag,dspflag;unsigned char code dsp_code_ca = 0x3f,0x77,0x7f,0x39;unsigned char m1_state;main()IT0=1;EX0=1;IT1=1;EX1=1;EA=1;while(1)if(LC_flag=0)LC_flag=1;m1_stat

17、e=4;if(LA_flag=1)LA_flag=0;m1_state=1;if(LB_flag=1)LB_flag=0;m1_state=2;if(LC=0)m1_state=3;第10頁共15頁/*A以下液面 * 電機反轉(zhuǎn) * 顯示 00*/if(m1_state=4)display(0);Moto1=1;Moto2=0;FM=0;LED_G=1;LED_R=0;/*AB液面 * 電機正轉(zhuǎn) * 顯示 0A*/if(m1_state=1)display(1);Moto1=1;Moto2=0;FM=1;LED_G=1;LED_R=1;/*BC液面 * 電機不轉(zhuǎn) * 顯示 0B*/if(m1_s

18、tate=2)display(2);Moto1=0;Moto2=0;FM=1;LED_G=1;LED_R=1;第11頁共15頁/*C 以上液面 * 電機反轉(zhuǎn) * 顯示 0C*/if(m1_state=3)if(LC=0)display(3);FM=0;Moto1=0;Moto2=1;LED_G=0;LED_R=1;voidfun1(void)interrupt 0LA_flag=1;voidfun2(void)interrupt 2LB_flag=1;void display(unsigned char d)/A 01110111 B C00111001P0=0xff;/ 消影duan=0;w

19、ei=1;P0=0xfd;/ 送位碼第12頁共15頁wei=0;delay(5);duan=1;P0=dsp_code_cad/10;/ 送段碼duan=0;P0=0xff;/ 消影duan=0;wei=1;P0=0xfe;/ 送位碼wei=0;delay(5);duan=1;P0=dsp_code_cad%10;/ 送段碼duan=0;void delay( unsigned char chishu )unsigned char i,j;for(i=0;i40;i+)for(j=0;jchishu;j+);6.3 電路的焊接在這次電子制作中，單片機的主控電路我沒有進行焊接，直接使用51 單片

20、機開發(fā)板作為主控電路進行控制。在外圍電路的焊接中，這里是按模塊進行焊接的。這些模塊主要有液位檢測電路和電機驅(qū)動電路。液位檢測電路包含了 3 個通道，即 :A 、 B、 C 三個液位檢測點。這三個液位檢測點分別接到單片機外部中斷 IN0 ， IN1 和 P22 管腳。電機驅(qū)動電路輸入端接到單P20,P21 中實現(xiàn)單片機對電機的控制。在焊接的時候按照原理圖進行焊接，注意脫焊、漏焊和虛焊。第13頁共15頁電路焊接好后， 接通電源， 改變液位使檢測點變化，當液位在 A 點以下時紅燈連續(xù)亮并且發(fā)出頻率較高的報警聲，顯示 00，電機正轉(zhuǎn)；當 A液位 B 時，顯示 0A，電機正轉(zhuǎn)；當B液位 C時，顯示 0B

21、，電機不轉(zhuǎn)；液位在 C點及以上時，綠燈連續(xù)亮并且發(fā)出報警聲，顯示 0C，電機反轉(zhuǎn)。6.4 調(diào)試液位控制模塊：將液位控制電路電源接5V 電壓，液位控制電路輸出LA 接到單片機控制電路外圍中斷 IN0 中， LB 輸出接到單片機控制電路外圍中斷IN1 中， LC 接到單片機控制電路外圍中斷 P22 中。當將 K1 按下時， 液位控制模塊輸出一個0 電平，觸發(fā)單片機外圍中斷IN0 使得單片機顯示 0A，外圍電路電機正轉(zhuǎn);當將 K2 按下時，液位控制模塊輸出一個0 電平，觸發(fā)單片機外圍中斷IN1 使得單片機顯示0B，電機不轉(zhuǎn) ;當將 K3 按下時，液位控制模塊輸出一個 0 電平 , 使得綠燈連續(xù)亮并且發(fā)出報警聲，顯示0C，電機反轉(zhuǎn)。在剛上電的時候，紅燈連續(xù)亮并且發(fā)出頻率較高的報警聲，顯示00。在這一測試的過程我們出現(xiàn)了較大問題，液位控制器的輸出觸發(fā)無法放映的主控電路上，但在單