邵阳学院毕业设计（论文） 表2.3 喷泉系统各控制器件选择表
参 数 型 号 JL-Q11F-25C（6个) JL-Q11F-20C（5个） JL-Q11F-15C(5个) 流量孔径 数 量 工作压力 图 片 Φ10mm-Φ50mm 16个 10MPa Φ15mm-Φ150mm Φ15mm（5个） Φ25mm（6个） Φ20mm（5个） φ50以下 0～0.6MPa φ65以上 0.06～0.5MPa Φ50mm ? 2个 6-16Mpa Φ50mm １个 PN≤1.6Mpa Φ10mm-Φ50mm 32个 10MPa SLDF系列<下水>专用电磁阀 H12W JL-J/L11W JL-JT-11D 名 称 球 阀 电磁阀 止回阀 手动截止阀 直通管接头 ③喷泉照明灯具的选择
彩色低压水下灯：水下照明灯一般配置在水面下5～10厘米处。经查文献[7]选择水下灯具如表2.4。
表2.4 水下灯具选择表 电压 数量 颜色 24V 8只 红／黄/绿／蓝 照射高度 1.5～3m 图片 型号 直径 功率 5W SXLEDI-24 100mm 说明：灯具SXLEDI-24具有如下特点： 1)高节能；2)寿命长；3)多变幻； 4)利环保；5）高新尖。
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2.4水泵及电机的选择
潜水泵泵体可以完全浸于水中工作，其电动机和水泵的运动部件都是利用水来润滑，所以不会产生过高的水温，效率较高，既减少了机械损失又减少了水头损失。查JB/T8092-1996标准[8]选择潜水泵的型号列于表2.5。
表2.5潜水泵的主要技术参数表
额定流型 号 QSP12.5-40-3
量(m/h) 12.5 3额定扬程(m) 40 额定功速电流率（kw） (R/min) (A) 3 2860 7.54 额定转额定额定电压(V) 380 配管内径(mm) 50
2.5喷水池的设计
2.5.1 喷水池的组成
喷水池由池底、池壁、喷水供水管、吸水管、溢水管、泄水管、补充剂水管等组成。如图2.3所示：
溢水管补充给水管池壁池底排水管供水管
图2.3喷水池的组成示意图
2.5.2 喷水池的尺寸确定
由于喷泉的喷水范围为直径2m,为使水滴不落到池外，在该范围的基础上，将其周围留250mm的余量空间，于是得喷水池的尺寸为的圆形水池2.5m，池壁高出地面0.4m，水深0.35m。由此可以计算出水池的最大蓄水量为：
V??dh42???2.5?0.3542?1.72m 式（2.44）
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第三章 控制系统的设计
3.1 控制系统的方案设计
SSR灯光 单片机 延迟放大光电隔离变频器扬声器电磁阀潜水泵 喷头
图3.1 控制原理图
方案：控制系统是由单片机、延迟放大电路、光电隔离电路及电磁阀和变频器组成，其控制结构形式如图3.1所示。该控制方案是通过对音乐信号的处理，将其转换成汇编程序存入单片机，使单片机唱歌，而且再改程序之中还加入其他控制语句。由控制原理图可以看出。单片机还需喷泉中的电磁阀和变频器的动作及灯光的变化，其中电磁阀对喷头控制思想是：预先是根据设计的花形种类和变化方式，通过对电磁阀的开闭进行组合，编制不同的控制字制成表存入单片机，当单片机执行程序时，通过查表的方式去取不同的花形，以达到预想的花形变化，这样花形的变化就随音乐的节奏而变化。同样，单片机对变频器的控制也与之类似，只不过控制字的编制是根据音乐的频率进行编制的，而且查表的方式也有所不同，这将在后面的内容中进行阐述；因而变频器根据所接受的信号，输出不同的频率值，以控制水泵的转速，进而达到控制喷泉管路中的流量，就可以控制水柱的高度和花形大小了。灯光和音响是由同一个
I/O口经延迟放大电路后，使它们达到同步动作，而灯光之前须接一个固态继电器，
以驱动灯具，并使之与单片机隔离。
3.2 单片机型号选择
3.2.1 确定单片机型号
经查INTER公司主要单片机微处理器系列MCS-48、MCS-51、RUPI-44、
MCS-96等，考虑到本设计的特点，需要将程序预先写入程序存储器，只有选择具
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有可擦除功能的程序存储器。因此，本次设计选择MCS-51系列的8751芯片作为控制核心。
3.3 控制系统的硬件设计
3.3.1 系统组成
该硬件电路的核心是8751单片机，其片内具有4KB的EPROM，无须外扩程序存储器；该系统中控制的对象，没有大量的运算和暂存数据，片内的128B的RAM已足以满足容量要求，故不必进行片外的RAM扩展。为了控制操作方便，在P1口增加了第一曲、第二曲、循环等选择功能。考虑到本系统的控制特点：主要的数据处理时进行放音处理，如何将存入单片机中的音乐播放出来，这是一个关键，需要硬件和软件的协同工作。因为P1口可以进行位寻址，用P1.7口作为音乐和灯光输出口，当定时器T0的计数值到后，就对P1.7口取反，即产生相应频率的方波。由于系统中的电磁阀数量较多，且每个电磁阀都需要一个控制信号，同时还有变频器的控制，所以单片机的输出口点数不够，故需进行输出口的扩展，以便电磁阀和变频器的控制，也方便今后其它控制动作改造。此处选择8155芯片作为扩展控制芯片，因为8155芯片内具有256个字节的RAM，两个8位、一个6位的可编程I/O口和一个14位的计数器，与MCS-51接口简单，并将PA、PB、PC口作为输出接口。
为了使音响和花形变化同步，系统采用了硬件延时电路，其电路设计将在后面进行；为了实现强电与弱电之间隔离，采用了光电隔离电路。系统中还选用了SSR(Solidstatereleys)作为水下灯的驱动和单片机之间的隔离，它是一种无触点通断的电子开关,为四端有源器件。其中两个端子为输入控制端，另外两端为输出受控端，中间采用光电隔离，作为输入输出之间电气隔离(浮空)。在输入端加上直流或脉冲信号，输出端就能从关断状态转变成导通状态(无信号时呈阻断状态)，从而控制较大负载。整个器件无可动部件及触点，可实现常用的机械式电磁继电器一样的功能。由于固态继电器是由固体元件组成的无触点开关元件，所以与电磁继电器相比具有工作可靠、寿命长、对外界干扰小、能与逻辑电路兼容、抗干扰能力强、开关速度快和使用方便等一系列优点。因而具有很宽的应用领域，有逐步取代传统电磁继电器之势，并且可以进一步扩展到传统电磁继电器无法应用的计算机等领域。根据以上叙述，
[13]
现将方案一转换成硬件电路接口图，即成为本设计的音乐喷泉控制系统原理图，应用电子CAD绘出其图形见附录A所示。
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3.3.2 8155的初始化
将8155的地址/数据复用线AD0～AD7与8751单片机的P0口相连，作为数据的内外传递，使片选信号CE接地，让芯片始终被选中。I/0口、存储器RAM选择信号（IO/M）与P2.0相连作为地址选通信号，低电平有效，即选择I/O口作为输出口。RESET与P2.1口相连，即采用软件复位，以减少复位电路，节约设计成本，其他引脚连接如硬件原理图附录A所示。
于是根据下面两个表可以写出8155的RAM和各端口地址及命令字。即：
RAM地址：000H～00FFH 命令口：0100H PA口: 0101H PB口：0102H PC口：0103H 命令字：0FH
8155的初始化程序如下：
CLR P2.1 ；8155复位 SETB P2.1 CLR P2.1
SETB P2.0 ；8155IO/M=1选择使用在输出输入口 MOV DPTR，#100H ；命令/状态寄存器地址100H（指向命令口） MOV A,#0FH ；设定命令/状态寄存器PA，PB，PC为输出 MOVX @DPTR，A ；写入命令字