单片机水位检测
基于单片机水位检测仪控制系统的设计
目录摘要 .................................................................................................................. 错误!未定义书签。
1绪论 .. (2)1片机高塔水位控制系统 (2)2术参数和设计任务： (2)3设计背景 (2)4设计意义 (3)2 51单片机基础 (4)2.1单片机概述 (4)3硬件设计 (6)3.1、单片机最小系统电路设计 (6)3.2、水位检测传感器的选用 (7)3.3、稳压电路的设计 (8)3.4、光报警电路的设计 (8)3.5、水泵的介绍 (9)3.6、继电器控制水泵加水电路 (10)3.7、电源电路 (12)4设计语言及软件 (13)4.1汇编语言介绍 (13)4.2wave6000软件介绍 (13)4.3Proteus软件介绍 (15)5软件设计 (18)5.1、系统原理 (18)5.2、系统结构图 (18)5.3、控制方案说明 (19)5.4、系统组成及原理 (19)5.5系统总原理图 (21)5.6系统总程序如下 (22)5.7低水位的程序设设计 (24)5.8中水位程序设设计 (24)5.9高水位程序设设计 (24)5.10故障程序设设计 (25)总结 (26)参考文献 (27)1绪论1片机高塔水位控制系统本课程设计要求：在高塔的内部我们设计一个简易的水位探测传感器用来探测三个水位，即低水位，正常水位，高水位。
低水位时送给单片机一个高电平，驱动水泵加水，红灯亮；正常范围的水位时，水泵加水，绿灯亮；高水位时，水泵不加水，黄灯亮。
本设计过程中主要采用了传感技术、单片机技术、光报警技术以及弱电控制强电的技术。
2术参数和设计任务：1、利用单片机AT89C2051实现对高塔进行水位的控制；2、把水位探测传感器探得高塔中的水位送给单片机以实现对水泵加水系统和显示系统的控制；3、光报警显示系统电路，采用不同颜色的发光二极管来表示不同的水位情况4、水泵加水电路由继电器进行控制；5、分析工作原理，绘出系统结构原理图及流程图；3设计背景目前，水位控制在日常生活及工业领域（工厂，农场，学校等用水量大的场所）中应用相当广泛，比如水塔，地下水，水电站情况下的水位控制。
基于单片机的水位检测控制系统设计
基于单片机的水位检测控制系统设计学院：专业：姓名：指导老师：信息学院自动化刘翔学号：职称：0901********盛珣华曹宇教授助理工程师中国·珠海二○一三年五月诚信承诺书本人郑重承诺：本人承诺呈交的毕业设计《基于单片机的水位检测控制系统设计》是在指导教师的指导下，独立开展研究取得的成果，文中引用他人的观点和材料，均在文后按顺序列出其参考文献，设计使用的数据真实可靠。
本人签名：日期：年月日基于单片机的水位检测控制系统设计摘要随着社会和科技的进步，以及人们的生活标准水平逐步的提高与发展，方便的全自动控制系统生活的开始逐步进入到我们的生活，单芯片微型计算机发展是其中的一个重要分支，具有高可靠性，高性能价格比，低电压，低功耗等优点，以单片机为核心的自动化控制系统已经赢得了广泛的应用范围。
本设计是基于单片机的水位检测控制系统设计。
设计系统的目的在于应用单片机的自动运行技术，使得水塔中的水位始终保持在一定范围内，以保证连续正常的供水。
本设计是以AT89C51单片机为核心部件的水塔水位检测控制仿真系统设计的，用以检测水位并进行控制、处理以及报警功能，并在Proteus仿真软件环境中仿真测试。
结果表明，设计的系统具有良好的检测和控制功能，方便移植性和可扩展性。
关键词：水位控制单片机报警Based SCM the water level detection control system designAbstracWith the social and technological progress, as well as the level of people's standard of living gradually improve with the exhibition, and the convenience of automatic control system for the beginning of life gradually into our lives, single-chip microcomputer development is an important branch,the advantages of high reliability, high performance and low cost, low-voltage, low-power microcontroller as the core of the automation control system has won a wide range of applications.The title of the graduate design microcontroller-based water level detection and control system design, three metal rods into the water used to detect the signal, the conductivity of the water, can see that the water level changes. Under normal circumstances, the water level should be kept within a certain range changes, the water level does not exceed the stipulated upper and lower limits, in the event of a system failure, should be promptly cut off electrical power, and there should be sound and audible alarm signals of the light-emitting diode. Design System aimed the application microcontroller run automatically, so that the water level in the water tower always maintained within a certain range in order to ensure the continuous normal water. The design is based on AT89C51 microcontroller as the core components of the water tower water level detection and control simulation system designed to detect water level control, processing, and alarm functions, and Proteus simulation software environment simulation testing. Experimental results show that the design of the system has a good detection and control functions, portability and scalability.Keywords:Level controlmicrocontroller alarm目录1前言 (1)1.1.本设计在国内发展概况 (1)1.2国外发展概况 (1)1.3设计目的 (2)1.4设计意义 (2)2总设计 (2)2.1设计的技术要求 (2)2.2应解决的主要问题 (3)2.3设计原理 (3)2.4方案选择 (3)2.5给定参数 (5)2.6整体方案设计 (5)2.7优点和特色 (6)2.8创新点 (7)2.9系统运行过程可能存在的问题 (7)2.9.1现场数据经过DTU发送后在远程监控室接收不到 (7)3硬件介绍 (7)3.1光电耦合器4N25 (7)3.1.1工作原理 (7)3.1.2主要性能 (8)3.1.3引脚图和引脚名称 (8)3.1.4极限参数 (8)3.2单片机芯片STC90C516RD+ (9)3.2.1芯片简介绍 (9)3.2.2芯片STC90C516RD+引脚 (9)3.2.3主要性能 (10)3.3电磁继电器 (11)3.4蜂鸣器 (11)3.5远程通信模块DTU (12)3.6液位高度传感器 (12)4组态软件 (13)4.1组态概况 (13)4.2组态设计 (13)5软件设计 (17)5.1Keil软件 (17)5.2程序方框图 (17)5.3程序设计 (18)5.4I/O口的分配 (18)5.5子程序 (18)5.5.1延时子程序 (18)5.5.2报警子程序 (19)5.5.3初始化子程序 (20)5.4主程序 (20)6结论 (22)参考文献 (23)谢辞 (24)附录 (25)程序代码 (25)1前言1.1.本设计在国内发展概况国产水位监测仪主要有浮筒式水位仪、压力传感器式水位仪、超声波式水位仪等，在功能齐全、性能稳定等方面，虽然与国际上先进的同类型产品存在一定差距，但是却可以基本满足水位监测及控制的需要。
基于单片机的水位雨量自动检测系统的设计
基于单片机的水位雨量自动检测系统的设计设计概述本文介绍了一种基于单片机的水位雨量自动检测系统。
该系统主要由传感器、单片机、LCD显示屏、存储器和通讯模块组成。
系统可以实时监测水位和雨量，并将数据显示在LCD屏幕上。
此外，该系统还具有数据存储功能，可以将数据存储在系统存储器中。
通讯模块可以让用户通过远程访问来获取数据。
系统硬件设计该系统的硬件设计包括传感器、单片机、LCD显示屏、存储器和通讯模块。
传感器使系统能够检测水位和雨量。
该系统使用超声波传感器来检测水位，并且使用雨量传感器检测雨量。
这些传感器将数据传输到单片机上。
单片机是系统的核心。
它从传感器中读取数据，并在LCD显示器上显示水位和雨量的实时值。
这个系统使用ATmega16单片机作为主控制器。
这个单片机还可以存储数据，并与通讯模块进行通信。
LCD显示器用来显示系统检测到的水位和雨量。
它可以显示当前值、历史值和报警信息。
存储器用来存储检测到的数据。
这个系统使用EEPROM作为存储器。
EEPROM可以存储长期的数据，并且不会丢失数据。
通讯模块用于远程管理系统。
用户可以通过通讯模块远程访问系统中的数据。
软件设计该系统的软件设计主要包括传感器读取模块、数据存储模块、报警模块和通讯模块。
传感器读取模块负责从传感器读取水位和雨量数据。
该模块使用ATmega16的IO口来读取数据，并将读取到的数据传输到单片机上。
数据存储模块负责将检测到的数据存储在EEPROM中。
这个模块使用单片机的存储器来存储数据，并可以通过通讯模块进行访问。
报警模块在检测到预设的水位或雨量阈值时触发。
当达到阈值时，该模块会向用户发送警报信息。
通讯模块负责将数据传输给用户。
用户可以通过通讯模块远程访问系统中的数据，并可以远程控制系统。
实验结果本系统在实验中能够准确地检测到水位和雨量，并通过LCD显示屏及时显示检测到的值。
数据存储功能能够有效地存储检测到的数据，预警功能在达到预设值时能够发出警报。
基于单片机的水位检测与控制系统(word文档良心出品)
电子信息工程实验教学中心《综合课程设计》设计报告完成日期：2015/6/30目录摘要 (1)1 绪论 (2)1.1 项目研究背景及意义 (2)1.2 课题现状32 总体设计方案及论证 (3)2.1 总体方案设计 (3)3 硬件实现及单元电路设计 (4)3.1 设计原理 (4)3.2 设计方案 (5)3.3 传感器模块 (5)3.3.1 传感器的选择 (5)3.4 系统工作原理......................................................... 错误！未定义书签。
3.5 水位显示电路 (7)3.6 外部晶振时钟电路的设计 (7)3.7 时钟电路的设计 (8)3.8 自动报警电路 (8)3.9 中央处理器模块 (9)3.10 继电器控制模块 (9)3.11 水位检测系统仿真图 144 软件设计 (13)4.1 主程序工作流程图 (13)5 总结 (15)6 参考文献 (15)附录 (16)附件1：原理图 (16)附件2：仿真图 (16)附件3：元件清单 (17)附件4：程序........................................................................... 错误！未定义书签。
摘要随着社会的发展，科技的进步以及人们生活水平的逐步提高，各种方便与生活的自动控制系统开始进入了我们的生活，单片机作为微型计算机发展的一个重要分支，具有高可靠性、高性能价格比、低电压、低功耗等优势，以其为核心的自动控制系统赢得了广泛的应用。
该课程设计的题目是基于单片机的水塔水位控制，在此水塔水位控制系统中，检测信号来自插入水中的4个金属棒，以感知水位变化情况。
工作正常情况下，应保持水位在某一范围内，当水位变化发生故障的时候，及时关断电机电源，发出声、光报警信号。
其目的在于对单片机技术的应用，由单片机实现自动运行，使水塔内水位始终保持在一定范围，以保证连续正常地供水。
基于单片机的水位检测与控制系统的研究与设计
摘要现代传感技术、电子技术、计算机技术、自动控制技术、信息处理技术和新工艺、新材料的发展为智能检测系统的发展带来了前所未有的奇迹。
在工业、国防、科研等许多应用领域，智能检测系统发挥着越来越大的作用。
随着社会的进步、生产工艺和生产技术的发展，人们对液位的检测与控制提出了更高的要求。
而新型电子技术微电子技术和微型计算机的广泛应用于普及，单片机控制系统以其控制精度高，性能稳定可靠，设置操作方便，造价低等特点，被应用到液位系统的控制中来。
本设计用液位检测集成芯片LM1042、A/D转换芯片A/D574A、继电器、水泵，以及AT89C51单片机作为主控元件的液位检测与控制的原理、电路及监控程序。
用LM1042液位检测集成芯片测量液位，具有测量精度高、速度快、可靠、稳定等优点；采用单片机来控制液位信息的采集，并且计算出真实液位值，通过运算判断是否超限报警，使检测与控制具有更高的智能性。
关键词：AT89C51；AD574A；液位检测；LM1402；超限报警；继电器；水泵.ABSTRACTModern sensing technology, electronic technology, computer technology, automatic control technology, information processing technology and new technology, new material for the development of the intelligent detection system development has brought an unprecedented miracle. In industry, national defense, scientific research and many other fields of application, intelligent detection system is playing the more and more major role. Along with the progress of the society, the production technology and production technology development, the people to the level of test and control put forward higher request. And the new electronic technology of microelectronics technology and microcomputer's widely used in popularity, single-chip microcomputer control system with its high control accuracy, high performance is stable and reliable, setting, convenient operation, cost low characteristic, has been applied to the liquid level control systems. This design with liquid level detection integrated chips LM1042, A/D converse.Keywords: AT89C51; AD574A; The liquid level detection; LM1402; Overrun alarm; Relay; Water pump.目录第一章绪论 (1)1.1水位检测技术的应用与发展 (1)1.2水位检测系统设计的意义 (1)1.3本设计研究的内容和方法 (1)第二章系统硬件设计 (3)2.1系统总体功能概述 (3)2.2核心芯片的选择 (4)2.3硬件原理图 (10)第三章系统软件设计 (15)3.1软件功能概述 (15)3.2主程序设计 (16)3.3定时器T0中断服务程序 (17)3.4A/D转换子程序 (18)3.5LED显示子程序 (18)第四章结论 (19)参考文献 (20)致谢 (21)附录 (22)江西理工大学2011届专科毕业论文（专科）附录一主程序代码 (22)附录二电路图 (26)附录三PCB版 (27)。
基于单片机实现液位和液体流速检测系统
基于单片机实现液位和液体流速检测系统液位和液体流速检测是工业自动化领域中常见的应用之一，可以用于监测液体的水平和流速，以便实时监测和控制。
本文将介绍如何基于单片机实现液位和液体流速检测系统，包括硬件设计和软件实现。
一、硬件设计1.传感器选择液位检测可以使用多种传感器，常见的有浮球式液位传感器、电容式液位传感器和超声波液位传感器。
流速检测可以使用热式流量传感器或涡街流量传感器。
根据实际需求选择合适的传感器。
2.接口电路设计将传感器与单片机相连接，需要合理设计接口电路。
例如，使用模拟传感器时，需要使用AD转换器将模拟信号转换为数字信号；使用数字传感器时，可以直接将数字信号输入到单片机的IO口。
3.信号处理电路设计根据传感器的输出信号特点进行信号处理，例如滤波、放大、线性化等。
通过信号处理，可以优化传感器输出信号的精度和稳定性。
4.LED显示电路设计可以使用LED灯来显示液位和流速的信息。
设计合适的显示电路，根据单片机的输出信号控制LED灯的亮灭。
二、软件实现1.初始化设置通过单片机初始化IO口、串口和定时器等外设，并配置相关参数。
例如，在液位检测系统中，配置AD转换器的参考电压和采样率；在流速检测系统中，设置定时器的计数频率。
2.传感器采集数据通过适当的采样频率，使用单片机读取传感器的输出信号，并将其转换为数字量。
对于模拟信号，可以使用AD转换器；对于数字信号，可以直接读取IO口电平。
3.信号处理根据传感器的输出信号特点进行信号处理，例如滤波、放大和线性化。
通过合适的信号处理算法，可以提高传感器输出信号的精度和稳定性，并得到更准确的液位和流速信息。
4.数据显示将处理后的液位和流速数据通过串口或其他通信方式发送到外部设备进行显示。
可以使用LED灯来简单显示液位和流速的信息，也可以使用LCD液晶显示屏或其他更友好的显示设备显示更详细的信息。
5.控制功能根据实际需求，可以在系统中加入控制功能。
例如，根据液位或流速的变化控制阀门、水泵或其他设备的开关，实现对液体的自动控制。
基于单片机的水位监测系统的设计与实现
基于单片机的水位监测系统的设计与实现一、引言水位监测在许多领域都具有重要的作用，如水利工程、环境监测、农田灌溉等。
传统的水位监测方法存在着人工操作困难、数据处理复杂等问题。
因此，设计一个基于单片机的水位监测系统以自动化地实现水位的监测和数据采集具有重要意义。
二、系统设计2.1 系统概述本水位监测系统通过使用单片机作为中心控制器，借助传感器实时采集水位信息，并通过显示屏进行实时展示。
2.2 硬件设计2.2.1 单片机选择根据任务要求，选择适合的单片机进行设计，常见的单片机有STM32系列、Arduino、Raspberry Pi等，本设计选择STM32作为中心控制器。
2.2.2 传感器选择根据实际需求，选择合适的水位传感器，常见的有浮子式水位传感器、压阻式水位传感器等。
本设计选择压阻式水位传感器。
2.3 软件设计2.3.1 程序流程编写相应的程序，实现水位数据的采集和处理，以及显示屏的控制与展示。
2.3.2 数据处理在采集到的水位数据基础上，进行数据处理，如滤波、校正等，提高数据稳定性和准确性。
三、系统实现3.1 硬件实现根据设计要求，搭建硬件电路，将单片机和水位传感器进行连接，确保各部件正常工作。
3.2 软件实现编写相应的程序，通过单片机的IO口进行数据采集和处理，实时展示水位信息。
四、系统测试与结果分析4.1 测试方法利用水箱进行模拟测试，逐步调整水位并记录数据，验证系统的功能和准确性。
4.2 测试结果分析测试结果，对比设定和测量值，检验系统的准确性和稳定性。
4.3 结果分析对测试结果进行分析，讨论系统的优缺点，并提出改进和优化方案。
五、总结与展望5.1 总结通过本次设计与实现，成功搭建了基于单片机的水位监测系统，实现了水位数据的自动采集和实时展示。
5.2 展望进一步完善系统功能，并结合互联网技术，实现远程监测和数据云端存储，为水位监测提供更便捷的解决方案。
六、参考文献1.《单片机技术与应用》，杨文胜，电子工业出版社，2018年。
基于单片机的水位自动监测与控制
②高转换精度。
③高控制精确。
2.1.3
RST/VPD:复位/备用电源线，可以使单片机处于复位（即初始化）工作状态。通常，单片机的复位有自动上电复位和人工按钮复位两种，图2.2.3给出了它们的电路。考虑到，水塔与居民生活密切相关，当因特殊原因导致单片机掉电，需单片机立即自动复位（如：夜间短时间停电，导致本系统停止工作），故本设计采用上电复位方式。
2.
通过对传感器的选择，可知由传感器输出的水位高度信号是0～10V的直流电压。在设计中，可以通过采样、保持电路对这一信号进行处理，将模拟信号转换为多个采样点信号。但这种处理方法由于受电路规模和采样精度的影响，不可能对水位信号作出精确的处理，近而也无法对电机、水位高度显示和报警作出精确的控制。因此，本设计中采用集成芯片ADC0809对0～10V的直流电压进行处理。可以达到：
建筑设备自动化系统BAS（building automation system）是一个对建筑物或建筑群内电力、照明、空调、给排水、防灾、保安、车库管理等设备或系统的工作状态进行监视、控制和统一管理的自动化系统，是智能建筑的重要组成部分。它的主要任务是为用户提供安全、高效、经济和舒适的工作和生活环境，保证整个系统经济运行，并提供智能化管理。它的内容包括空调系统、冷水机组、供水系统、给排水系统、自发电机组、电梯、照明等设备的控制和管理。
BAS的系统结构有集散式控制系统和分布式控制系统两种。集散式系统以分布在现场被监控设备附近的多台控制器，完成设备的实时监控任务，在中央控制室设置具有很强控制功能的管理计算机，用它来完成集中操作、显示报警、打印输出与优化控制等任务。典型的集散式BAS系统包括给排水系统。其中，给排水控制子系统的作用是为了保证供水/排水系统的正常运行，其基本控制内容是对各给水泵、排水泵、污水泵及饮用水泵的运行状态进行监控，对各水箱及污水的水位、给水系统压力进行监测，并根据这些监测信息，控制相应的水泵启/停或按某种节能方式运行。本设计针对水塔水位高度的显示、报警、电机控制系统正是给排水监控子系统的功能之一。
基于单片机的水位检测
}
}
t0_100ms() interrupt 1
{
uchar c;
TH0=0x3c;
TL0=0xb0;
c++;
if(c==3)
{
Read(); //读取0804的数据
#include<reg51.h>
#include<intrins.h>//头文件
#define uchar unsigned char //宏定义，为方便编程
#define uint unsigned int
Read() //读取0804的数据
{
CS=0; //拉低片选位
#define ADDATA P0 //将P1 口定义为输出数据位
#define SELECT P3 //宏定义，将P0 口定义为LED
TMOD=0x01;
TH0=0x3c;
TL0=0xb0;
IE=0x82;
TR0=1;
while(1)
{
display();
LED1=value[3];
c=0;
}
}
void main() //主函数
{
//定义中间变量
{
SELECT=select[i]; //选择第i个数码管
DIGI=digivalue[temp[i]]; //显示i
void delay() //片选及读写数据位保持延迟
{
uchar i=200;
while(i--);
}
char code SST516[3] _at_ 0x003b; //仿真器保留
基于单片机的液位自动检测系统
zhil(0xc0);
for (i = 0; i < 16; i++)
{
dat(d1[i]);
}
}
#endif
主程序软件流程如图所示，在图中软件首先进行DA、AD、1602液晶显示、控制变量初始化，再调用键盘扫描处理程序，在没有按下没有按下自动调节启动停止按键时，默认为功能设置，此时单片机只预置数据输入、按键查询、预置数据LCD显示等功能；而当按下该按键1次后，单片机将转为执行负载调节、A/D采集、实际数据LCD显示等功能。
AUXR1 = 0x04;
dat = ADC_RESL;
return dat;
}
void main()
{
unsigned char dat,i;
while(1)
{
dat = init_ad();
dat = (223-dat)/3;
display(dat);
for (i=100;i>0;i--)
{
delay();delay();
unsigned char d1[16] = {""};
init_1602();
d0[7] = x / 100 + 0x30;
d0[8] = x / 10 % 10 + 0x30;
d0[9] = x % 10 + 0x30;
zhil(0x80);
for (i = 0; i < 16; i++)
{
dat(d0[i]);
十、本次实验小结
本次设计实验课基本上完成了任务要求，但是在选用传感器上没有结合实际情况结合参数选用液位压力传感器。导致在采集信号上面存在一些误差。现用的单片机采集精度和传感器精度不匹配。不能完成部分扩展功能。通过本次实验更加熟悉硬件设计思路和软件编程的方法。让我们学会了设计一个系统我们所要学习的东西和设计最重要注意的东西。
基于单片机的水位监测系统的设计与实现
基于单片机的水位监测系统的设计与实现近年来，水位监测系统越来越受到人们的关注，尤其是在涉及到水资源调度方面更是不可或缺。
本文将分步骤介绍基于单片机的水位监测系统的设计与实现。
一、系统设计1.需求分析：根据所需的功能要求，我们可以确定这个监测系统需要实现对水位的实时监测和数据采集，并将采集的数据通过LCD屏幕显示出来，以便于实时观察。
同时，还需要提供人机交互界面，方便用户对系统进行设置和操作。
2.系统结构设计：针对所需的功能设计了一个基于单片机的水位监测系统结构，系统由传感器、单片机、LCD液晶显示屏和人机交互键位构成。
3.硬件设计：根据上述的系统结构图，进行硬件设计，其中包括传感器和其他硬件设备的连接方式的确定。
可以将Ds18B20温度传感器与水位传感器通过MCU主板的引脚进行连接，并将LCD液晶显示屏与MCU主板通过I2C总线连接，实现数据的显示和控制。
4.软件设计：基于硬件设计，对软件进行设计，主要包括传感器数据采集、数据处理、数据显示和人机交互。
程序在MCU主板上进行编译和下载，通过编程实现各个模块的功能。
二、系统实现首先，将MCU主板与传感器、LCD液晶显示屏和人机交互键位连接起来，确保各个硬件设备都能正常工作。
然后，使用编译器编写程序，将编译后的程序下载到MCU主板中。
在系统运行时，系统会通过传感器采集水位数据和温度数据，并将采集到的数据进行处理后，通过LCD液晶显示屏进行显示。
当系统发现水位或温度超过预设阈值时，会通过人机交互界面进行警报提醒。
三、系统优化在实际应用中，系统需要对所收集到的数据进行相关统计和分析，以便对水资源的使用和保护进行优化。
此外，还需要对系统进行进一步的升级，实现远程监测和控制，以方便用户进行操作和管理。
四、总结本文介绍的基于单片机的水位监测系统，实现了水位和温度的监测和数据采集、数据处理、数据显示和人机交互等功能，具有实用性和可操作性。
在未来，不仅需要进一步优化系统功能，还需要将其推广和普及，以便更多的用户能够受益。
基于单片机的水位测量及控制电路设计
基于单片机的水位测量及控制电路设计
随着现代社会的不断发展，单片机的使用越来越广泛，在电气领域有着广泛的应用。
例如，基于单片机的水位测量及控制电路设计，能够实现对水位及水流速率的准确检测控制，监测水位及流量是水力管理系统中不可或缺的一部分。
以下将介绍基于单片机的水位
测量及控制电路设计及其实施过程。
基于单片机的水位测量及控制电路设计主要包括以下几部分：计算机、传感器、模拟
数模转换器、模拟数字转换器、放大器、计算单片机和控制输出器。
首先，将传感器安装在测量管以及被测体内，以实现实时测量水位、水流及温度值。
接着，将测量值传输到模拟数字转换器，在模拟数字转换器中将测量值转换为数字信号，
并传输到计算单片机，由计算单片机进行实时的数据计算处理，计算机利用计算单片机处
理的数据进行进一步的信息处理和输出，以实现水位测量及控制的功能。
基于单片机的水位测量及控制电路的优势在于能够实时检测水位、流量及温度等多种
参数，所用到的元器件少、采用高精度的数据采集控制芯片，可提高电路的可靠性以及减
小噪声。
最后，基于单片机的水位测量及控制系统控制电路的实现过程，需要用到地面模块、沉浮模块和PCB电路的设计，以及软件开发编程，以验证和保证电路控制系统的有效
性及可靠性。
综上所述，基于单片机的水位测量及控制电路设计虽然复杂，但是能够满足实时安全、准确的测量和控制，大大提高工业管理中测量和控制的要求，可以有效地实现水资源及水
位控制，以及确定水质和水位变化趋势，为水资源的长期有效利用提供了强有力的技术支撑。
单片机水位检测
单片机水位检测（总9页）-本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可--内页可以根据需求调整合适字体及大小-1引言 (1)2设计方案及原理 (1)设计原理 (1)设计方案 (2)3硬件设计 (2)时钟电路和手动复位电路 (3)水位检测接口电路、故障报警电路 (3)存储器扩展接口电路 (4)4软件设计 (4)程序流程图 (4)运行结果 (5)5总结 (7)6参考文献 (7)7附录 (7)1引言随着社会的发展，科技的进步以及人们生活水平的逐步提高，各种方便与生活的自动控制系统开始进入了我们的生活，单片机作为微型计算机发展的一个重要分支，具有高可靠性、高性能价格比、低电压、低功耗等优势，以其为核心的自动控制系统赢得了广泛的应用。
该课程设计的题目是基于单片机的水塔水位控制，在此水塔水位控制系统中，检测信号来自插入水中的3个金属棒，以感知水位变化情况。
工作正常情况下，应保持水位在某一范围内，当水位变化发生故障的时候，及时关断电机电源，发出声、光报警信号。
其目的在于对单片机技术的应用，由单片机实现自动运行，使水塔内水位始终保持在一定范围，以保证连续正常地供水。
该课程设计给出以AT89C51单片机为核心器件的水塔水位检测控制系统仿真设计，实现水位的检测控制、处理和报警等功能，并在Proteus软件环境下模拟仿真。
实验结果表明，该系统具有良好的检测控制功能，可移植性和扩展性好。
2设计方案及原理设计原理单片机水塔水位控制原理如图1所示，图中虚线表示容许水位变化的上下线，在正常情况下，应保持水位在虚线范围之内。
其中A棒处于下限水位，C棒处于上限水位，B棒在上下水位之间。
A棒接+5V电源，B棒、C棒各通过一个电阻与地相连。
图1 水塔水位控制原理图水塔由电机带动水泵供水，单片机控制电机转动以达到对水位控制之目的。
供水时，水位上升，当达到上限时，由于水的导电作用，B、C棒连通+5V。
因此，b，c两端均为1状态，这时应停止电机和水泵的工作，不再给水塔供水。
单片机与水位传感器的接口设计与水位监测
单片机与水位传感器的接口设计与水位监测在单片机与水位传感器的接口设计与水位监测方面，合理的设计和
实施至关重要。
本文将探讨如何有效地将单片机与水位传感器相连接，以实现水位监测功能。
首先，单片机与水位传感器的接口设计是整个系统的关键。
在选择
合适的传感器时，需要考虑到传感器的类型、精度、工作原理等因素。
常见的水位传感器类型包括浮子式传感器、电容式传感器和超声波传
感器等。
根据实际需求和工作环境选择合适的传感器类型至关重要。
其次，针对所选定的水位传感器，需要进行接口电路的设计。
一般
情况下，需要使用模拟信号转换电路将传感器输出的模拟信号转换为
数字信号，以便单片机进行处理。
同时，还需要考虑电源供给、信号
滤波、放大等问题，确保传感器与单片机之间的稳定可靠连接。
接着，通过编程实现水位监测的功能。
单片机一般通过采集传感器
输出的数据，并根据预设的算法进行处理，从而实现水位的监测功能。
在编程过程中，需要考虑到数据的精度、传输速率、误差修正等因素，以确保监测结果的准确性和可靠性。
最后，通过合适的显示设备将监测结果实时显示出来。
可以选择LED、LCD等显示器件，将水位数据以直观的方式展示给用户。
同时，还可以通过蜂鸣器等声音设备进行声音提示，实现对水位变化的及时
响应。
综上所述，单片机与水位传感器的接口设计与水位监测需要综合考虑硬件电路设计、软件编程和显示设备选择等多个方面。
通过合理的设计和实施，可以实现对水位变化的准确监测和及时响应，为用户提供便利和安全保障。
希望本文的内容能够对相关领域的研究和应用有所帮助。
基于单片机的水位检测文献综述
1引言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，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。
2历史背景在过去的几十年中，水箱主要是手动控制，即便采用浮标，电极等机械式控制，也极易造成资源的浪费。
大部分原因是水箱内部水位没有及时反馈，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。
因而实现对水箱水位的实时精确控制以改善补水过多和及时补水的情况，成为过去几十年水箱控制技术发展的重点。
[1]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科技含量来提高产品在市场中的竞争力。
[2]3发展现状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。
单片机控制的水位与降雨量检测系统
引言本实验模拟的是现实生活中的水箱进出水系统。
为了避免水箱的“无水”“满溢”，使得水箱水位控制在一定范围内，从而保证生活正常供水而进行的模拟设计。
本系统在实现自动管理的同时，还避免了水资源的浪费。
通过检测电压测量水位变化，从而控制电机，保证水位正常。
本实验通过AT89C51芯片，该芯片集成了微型计算机的各个组成部分，联系显示系统和电机相连实现自动进排水管理，并用软件Proteus来进行仿真。
AT89C51的出现使得众多的现代化自动管理可以实现，并且衍生出众多利于社会进步的相关产物。
1.功能要求该水位控制系统通过AT89C51单片机，红黄绿三个发光二极管各一个，一个电机驱动芯片L297，一个电机，8个按键开关，一个蜂鸣器来实现整个系统的构成。
实验中每个按键代表不同高度的水位，当水位在前两个时，表示水位低于用户设定值，显示为红灯，系统开始报警，并电机开始转动，模拟进水过程。
当水位在第三到底第五个时，报警器不发声，显示为正常水位，绿灯亮。
当水位在底六到第八个时，超过了用户设定值，报警器警报，电机翻转出水。
2.方案论证在实验之前首先进行了水位系统的方案比较，常见的水位控制系统主要有下面三种。
（1）简单的机械控制浮标式，电极式是常见的形式，这种控制的优点是结构简单，成本低廉。
但是存在不利条件是测量不精确，不能实现直观的数值显示。
只能实现简单的测量单独控制，并且容易引起误动作，与计算机的交互性较差。
（2）复杂控制器控制方式这种控制方式是通过在水泵的出口管道上安装压力传感器，把压力变成标准工业电信号的模拟信号，经过前置放大，多路切换，A/D变成数字信号传送到单片机，经过单片机运算和给定量的比较，进行PID运算，得出调节参量；经由D/A变换给调压/变频调速装置输出给定短，来调节电机转速，以达到控制水箱水位的目的。
（3）通过水位变化上下限的控制方式这种控制通过在水箱不同高度的地方分别设置固定不动的8根金属棒，以感知水位的变化情况。
基于单片机的水箱液位检测系统
基于单片机的水箱液位检测系统
水箱液位检测系统是指利用传感器对水箱内液位进行实时监测，以便于及时掌握水箱内水位情况，有针对性地进行水位控制，避免
水箱出现溢水或缺水现象。
基于单片机的水箱液位检测系统包括传感器模块、单片机模块
和显示模块三个部分。
其中，传感器模块负责监测水箱内液位，将
液位信号传输给单片机模块；单片机模块通过对传感器信号的处理，来计算水位高度，并进行液位状态的判断和控制；显示模块则用来
显示水位状态和控制结果。
具体实现流程如下：
1. 选择适合的液位传感器，将其与单片机相连，采集液位数据，并将其转换成数字信号，传输给单片机模块处理。
2. 单片机模块对传感器传输的液位信号进行处理，计算液位高度，并判断液位状态是否处于正常范围内。
3. 若液位高度低于最低水位，单片机模块将自动打开水泵进行
加水，当液位高度高于最高水位时，单片机模块将自动关闭水泵进
行停泵。
4. 同时，单片机模块还可以将液位状态信息传输给显示模块，
并在液晶屏上显示当前水位高度和水位状态。
5. 最后，为了实现对液位状态的长期监测和数据存储，还可以
添加SD卡模块，将液位数据保存在SD卡中，以供后续分析和处理。
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目录1 引言 (1)2 设计方案及原理 (1)设计原理 (1)设计方案 (2)3 硬件设计 (2)时钟电路和手动复位电路 (3)水位检测接口电路、故障报警电路 (3)存储器扩展接口电路 (4)4 软件设计 (4)程序流程图 (4)运行结果 (5)5 总结 (7)6 参考文献 (7)7 附录 (7)1引言随着社会的发展，科技的进步以及人们生活水平的逐步提高，各种方便与生活的自动控制系统开始进入了我们的生活，单片机作为微型计算机发展的一个重要分支，具有高可靠性、高性能价格比、低电压、低功耗等优势，以其为核心的自动控制系统赢得了广泛的应用。
该课程设计的题目是基于单片机的水塔水位控制，在此水塔水位控制系统中，检测信号来自插入水中的3个金属棒，以感知水位变化情况。
工作正常情况下，应保持水位在某一范围内，当水位变化发生故障的时候，及时关断电机电源，发出声、光报警信号。
其目的在于对单片机技术的应用，由单片机实现自动运行，使水塔内水位始终保持在一定范围，以保证连续正常地供水。
该课程设计给出以AT89C51单片机为核心器件的水塔水位检测控制系统仿真设计，实现水位的检测控制、处理和报警等功能，并在Proteus软件环境下模拟仿真。
实验结果表明，该系统具有良好的检测控制功能，可移植性和扩展性好。
2设计方案及原理设计原理单片机水塔水位控制原理如图1所示，图中虚线表示容许水位变化的上下线，在正常情况下，应保持水位在虚线范围之内。
其中A棒处于下限水位，C棒处于上限水位，B棒在上下水位之间。
A棒接+5V电源，B棒、C棒各通过一个电阻与地相连。
图1 水塔水位控制原理图水塔由电机带动水泵供水，单片机控制电机转动以达到对水位控制之目的。
供水时，水位上升，当达到上限时，由于水的导电作用，B、C棒连通+5V。
因此，b，c两端均为1状态，这时应停止电机和水泵的工作，不再给水塔供水。
当水位处于上下限之间时，B棒与A棒导通。
因C棒不能与A棒导通，b端为1状态，c端为0状态。
这时，无论是电机已在带动水泵给水塔加水，水位在不断上升；或者是电机没有工作，用水使水位在不断下降。
都应继续维持原有的作状态。
当水位降到下限时，B，C棒都不能与A棒导电，因此，b，c两端均为0状态。
这时应启动电机，带动水泵工作，给水塔供水。
设计方案本设计为一个实际应用系统的水塔水位控制部分。
在此水塔水位控制系统中，检测信号来自插入水中的3个金属棒，以感知水位变化情况。
工作正常情况下，应保持水位在某一范围内，当水位变化发生故障的时候，及时关断电机电源，发出声、光报警信号。
水塔水位的硬件原理图如图2所示。
图2 硬件原理图图2中的硬件和主要控制信号分析如下：⑴使用8031单片机。
由于8031没有内部ROM，因此需外扩展ROM，作为程序存储器。
本系统采用2732构成4KB的外扩展程序存储器。
74LS373作为地址锁存器。
⑵两个水位信号由和输入，这两个信号共有四种组合状态，如图7—10，其中10状态正常情况下是不可能发生的，但在设计中应该考虑到，并作为一种故障状态。
⑶控制信号由输出，去控制电机，并串联一个发光二极管，用来显示电机的运转与否。
⑷由输出报警信号，驱动一支发光二极管和一只蜂鸣器进行声光报警。
3硬件设计水塔水位控制系统主要有CPU（AT89C51）、水位检测接口电路、报警接口电路、存储器扩展接口电路、复位电路、时钟振荡等部分组成。
时钟电路和手动复位电路时钟电路和手动复位电路如图3所示。
图3 时钟电路和外部手动复位电路图3中，在芯片的外部，XTAL1和XTAL2之间跨接晶体振荡器和微调电容，从而构成一个稳定的自激振荡器，这就是单片机的时钟电路。
晶体振荡频率高，则系统的时钟频率也高，单片机运行速度就快，同时对存储器的速度也高。
复位电路的成功与否，关系到一个单片机系统能否正常运行，本设计采用按键电平复位方式，是通过使复位端经电阻与Vcc电源接通而实现的。
水位检测接口电路、故障报警电路水位检测接口电路、故障报警电路如图4所示。
图4 水位检测接口电路、故障声光报警电路图4中，为了便于水位检测，在实际仿真过程中用一个两位的拨码开关模拟b、c端的状态，从而实现水位状态的四种组合，如图所示7—10。
正电极接和口，每个负电极分别通过的电阻接地，将单片机的口接开关1，口接开关2。
单片机通过负电极重复采集检测水位，当缺水时（此时两个开关均置0），电机必须带动水泵抽水；若水位在正常范围内，检测信号为高电平，此时开关1置1，开关2置0；当水位过高时，检测信号为高电平，此时开关1和开关2都置1，单片机检测到和为高电平后，立即停机。
为了避免系统发生故障时，水位失去控制造成严重后果，在超出和低于警戒线水位时，报警电路产生光电报警。
单片机为启动电机命令输出端口，通过反相器与电机相连，为低电平时电机运转，否则，电机停转；电机故障报警由单片机的和口控制，当为高电平，为低电平时，表示产生故障，则为低电平，报警灯亮，同时蜂鸣器响。
出现故障时，电机也停止转动。
存储器扩展接口电路存储器扩展接口电路如图5所示。
图5 扩展4KB外部ROM电路图图5中，为了便于系统扩展，存放大容量应用程序，系统设计扩展一片程序存储器2732，用于存放源程序代码，因只扩展一片存储器，片选端OE接地。
74LS373用于地址锁存，地址锁存信号ALE接锁存器的LE端，通过软件设置实现地址和数据信息的传输。
4 软件设计程序流程图程序流程图如图6所示。
图6中，由于水位状态有四种组合，而水位一直在变化，所以一种水位状态在持续一定时间后要再次判断新的水位，在本设计中，设延时时间为10S，程序的流程用到了循环结构。
P1.0=0？P1.1=1？停机，P1.2置1延时10秒报警，P1.3清0停机，P1.2置1p1.1=0?启动电机，P1.2清零初 始 化开始结束是是否否是否结束循环？否是图6 水塔水位控制程序流程图运行结果根据硬件原理图，在Proteus 环境下做出水塔水位控制的仿真图，并在Proteus 和Keilc 的联合调试下，进行模拟仿真，仿真结果如图7—10所示。
图7 电机运转其中，和均为低电平，即水位处于00态，也为低电平，电机运行的指示灯亮；为高电平，报警指示灯不亮，蜂鸣器不响。
图8 维持原状其中，为低电平，为高电平，即水位处于01态，为低电平，电机运行的指示灯亮；为高电平，报警指示灯不亮，蜂鸣器不响。
图9 电机停转其中，和为高电平，即水位处于11态，也为高电平，电机运行的指示灯不亮；为高电平，报警指示灯不亮，蜂鸣器不响。
图10 故障声光报警其中，为高电平，为低电平，即水位处于10态，为高电平，电机运行的指示灯不亮；为低电平，报警指示灯亮，蜂鸣器响。
5 总结通过这次课程设计，实现了基于单片机的水塔水位控制系统的设计和模拟仿真，完成了此课程设计的全部要求，即硬软件设计，口接线、存储器扩展、设计报告等。
在课程设计过程中，遇到了好多问题，例如，虽然说上学期认真地学习了单片机课程，熟悉了Proteus和Keilc的使用，但由于很长时间的不用，变得有些生疏，通过跟老师和同学请教自己不懂的技巧，再加上这次做课程设计对Proteus 和Keilc的进一步使用，使我对上述两种软件更加熟悉，用起来更得心应手，在此，感谢老师和同学们的帮助。
另外，此课程设计用到了好多单片机的知识，遇到一些不懂的问题，通过查资料和跟老师和同学讨论，都一一解决了。
通过这次课程设计，使我更加坚信“千里之行,始于足下”这句话，刚开始拿到题目，觉得很难，只要你勇于思考，勇于探索，最终顺利地完成了此题课程设计，使我的动手实践能力也得到很大的提高。
6参考文献[1] 李华,王思明,张金敏.单片机原理及应用[M].兰州:兰州大学出版社,2001.[2] 张金敏,董海棠,高博.单片机原理与应用系统设计[M].成都:西南交通大学出版社,2010.[3] 杜树春.基于Proteus和Keilc51的单片机设计与仿真[M].北京:电子工业出版社,2012.7 附录基于单片机的水塔水位控制系统程序如下，用汇编语言编写，实现单片机的自动运行控制。
//主程序//ORG 0000HLOOP：ORL P1,#03HAJMP LOOPORG 0100H ；为检查水位状态做准备MOV A,P1JNB ,ONE ；=0则转移JB ,TWO ；=1则转移BACK：LCALL DELAY ；延时AJMP LOOPONE：JNB ,THREE ；=0转移CLR 93H ；=0,启动报警装置SETB 92H ；=1,停止电机工作FOUR：SJMP FOURTHREE：CLR 92H ；启动电机AJMP BACKTWO：SETB 92H ；停止电机AJMP BACK//延时子程序D10（延时10秒）//ORG 8030H ；延时10秒DELAY：MOV R3,#19HLOOP3: MOV R1,#85HLOOP1：MOV R2,#0FAHLOOP2：DJNZ R2,LOOP2DJNZ R1,LOOP1DJNZ R3,LOOP3RETEND。