单片机应用技术 教学配套课件 陆中宏 等 项目四水位水温控制.pdfVIP

项目四 水位水温控制 任务一 水位控制 任务二 温度检测 任务三 水温控制 任务一 水位控制 任务要求 本任务所设计的水位控制器要求通过一定的方法来进行高 低水位的监测，用数码管显示水位状况，分为缺水～水满5档。 根据检测结果控制电磁阀、水泵等，当水箱缺水时开始注水； 当水箱水满时，停止注水，使水箱水位维持在一定的范围内。 知识目标： (1) 掌握开关量输入/输出接口。 (2) 了解光电耦合器原理及应用。 (3) 熟悉继电器、双向晶闸管的原理及应用。 (4) 掌握单片机控制继电器、双向晶闸管等驱动接口。 (5) 熟悉H桥方式控制直流电机正反转的方法。 (6) 掌握PWM用于直流电机调速的原理及方法。 技能目标： (1) 能完成水位检测及接口电路设计。 (2) 能完成注水电机控制及接口电路设计。 (3) 能进行单片机驱动直流电机的接口电路设计。 (4) 会开关量接口控制的程序设计。 (5) 会编制程序，完成PWM方式控制直流电机的转速。 任务一 水位控制 知识链接 1. 开关量输入要解决的问题 被控对象的开关状态一般情况下是不能直接接入单 片机的。为了实现与被控对象的信息交换，必须解决两 个问题： (1) 电平匹配。现场开关量一般不是TTL电平，需 要进行转换，最简单的方法是利用分压电路。 (2) 电气隔离。使用单片机控制的场合环境一般比 较恶劣，来自现场的电、磁、振动等干扰严重。为了避 免现场电气对单片机的干扰，必须将单片机与现场电气 隔离，可以采用光电耦合器件来实现光电隔离。 任务一 水位控制 知识链接 光电耦合器亦称光电隔离器或光耦合器，简称光耦。它是以 光为媒介传输电信号的一种“ 电一光一电”转换器件，由发光源和 受光器两部分组成。 当发光二极管加上正向输入电压信号（1.1V)时，会因有电 流流过而发光，光信号作用在光敏三极管基极，产生基极光电流 ，使三极管导通；否则，发光二极管不亮，光敏三极管截止。 任务一 水位控制 知识链接 2. 水位检测电路 水位检测电路中，四个常开型干黄管H1～H4设计在水箱里四 个不同高度的位置，连线经光电隔离后分别接上拉电阻输入到单 片机。由于水具有导电特性，当水位上升到一定高度时，相应的 干黄管导通，如同开关闭合，经光电耦合输入给单片机的为低电 平信号；否则为高电平信号。 R5 R1 +5V +12V 10k 10k K0 R2 H1 10k K1 H2 R3 H3 10k K2