电子科学与电气工程-黄娟-110803017-基于单片机智能水位控制系统的设计

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-基于单片机的水位控制系统设计

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单片机原理及系统课程设计评语:考勤(10)守纪(10)过程(40)设计报告(30)答辩(10)总成绩(100)专业:电气工程及其自动化班级:电气1001姓名:学号:指导教师:兰州交通大学自动化与电气工程学院2013 年3月7日基于单片机的水位控制系统设计摘要随着微电子工业的迅速发展,单片机控制的智能型控制器广泛应用于电子产品中,为了使学生对单片机控制的智能型控制器有较深的了解。

经过综合分析选择了由单片机控制的智能型液位控制器作为研究项目,通过训练充分激发学生分析问题、解决问题和综合应用所学知识的潜能。

设计一种基于单片机水塔水位检测控制系统。

该系统能实现水位检测、电机故障检测、处理和报警等功能,实现超高、低警戒水位报警,超高警戒水位处理。

介绍电路接口原理图,给出相应的软件设计流程图和汇编程序,并用Proteus软件仿真。

关键词1引言水塔供水的主要问题是塔内水位应始终保持在一定范围,避免“空塔”、“溢塔”现象发生。

目前,控制水塔水位方法较多,其中较为常用的是由单片机控制实现自动运行,使水塔内水位保持恒定,以保证连续正常地供水。

实际供水过程中要确保水位在允许的范围内浮动,应采用电压控制水位。

首先通过实时检测电压,测量水位变化,从而控制电动机,保证水位正常。

2设计方案2.1通过水位变化上下限的控制方式。

这种控制方式通过在水塔的不同高度固定不动的3根金属棒ABC,以感知水位的变化情况。

A棒接+5V电源,B棒﹑C棒各通过一个电阻与地相连。

利用单片机为控制核心,设计一个对供水箱水位进行监控的系统。

当水塔水位下降至下限水位时,启动水泵;水塔水位上升至上限水位时,关闭水泵;水塔水位在上、下限水位之间时,水泵保持原状态;供水系统出现故障时,自动报警;故障解除时,水泵恢复正常工作。

2.2水塔水位控制原理单片机水塔水位控制原理如图l所示,图中的虚线表示允许水位变化的上、下限位置。

在正常情况下,水位应控制在虚线范围之内。

基于单片机水位检测仪控制系统的设计

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。

基于单片机的水位控制系统毕业设计

基于单片机的水位控制系统毕业设计

基于单片机的温控风扇设计毕业论文1. 绪论1.1 研究背景水位自动控制技术越来越频繁地进入到自动控制系统设计者的视线。

传统的水位控制系统虽结构简单,但功能单一,无法实现人机交互,且通用性差。

如今随着电子技术的飞速发展,电子产品制造工艺成熟,批量生产降低了产品价格。

人们开始意识到采用单片机来实现水位控制。

其人机交互性强, 功能强大, 控制精度高, 能够方便地与上位机通讯, 实现数据共享。

且价格低廉, 通用性、实用性强, 能够在稍作改造后或直接用于诸如自来水厂的储水池、爆气池, 污水处理厂、化学工厂的各类液体池以及电厂一的锅炉气泡等需要水位自动控制的场合。

1.2研究现状在许多工业生产系统中,需要对系统的液位或物料位进行监测,特别是对具有腐蚀性的液体液位的测量,传统的电极法是采用差位分布电极,通过给电脉冲来检测液面,电极长期浸泡在液体中,极易被腐蚀、电解、失去灵敏性,因而对测试设备的抗腐蚀性要求较高。

超声波液位检测系统,利用了超声波传感技术的原理,采取一种非接触式的测量方法,能够实现对工业系统中液位或物料位的检测;而且超声波具有很好的指向性和束射特性,人耳听不见,一般不会对人体造成伤害检测工程方便、迅速、易做到实时控制,而且测量精度又能达到工业实用的要求,所以有广泛的工业应用前景。

并且目前,我国住宅小区楼房自来水供水系统主要采用高塔供水,既在楼顶或者另外建设的高塔上面建个蓄水池以保证用户水压的恒定。

目前大多数的住宅小区都是采用人工加水的办法,即当水用完的时候,就人工开启水泵进行加水,十分不便。

所以这一切问题的存在,都在呼唤一种简单经济的水位检测报警控制系统的诞生。

传统的控制方式存在控制精度低、能耗大的缺点,而自动控制原理, 依据用水量的变化自动调节系统的运行参数,保持水压恒定以满足用水要求, 从而提高了供水系统的质量,而且成本低,安装方便,经过多次实验证明,灵敏性好,是节约水源,方便家庭和单位控制水位的理想装置。

开题报告(基于单片机的水位控制系统)

开题报告(基于单片机的水位控制系统)
二、本课题的理论依据、研究内容和研究方法、步骤及进度安排
基于单片机水位自动控制系统工作流程如下:当水塔中的水在低水位时,水位探测传感器送给单片机一个高电平,然后单片机驱动水泵加水和显示系统使红灯变亮;当水位在正常范围内时,水泵加水,绿灯亮;当水位在高水位时,单片机不能驱动水泵加水,黄灯亮。
硬件设计:系统硬件部分设计将采用模块化设计方法,根据预实现的功能不同,将系统划分为多个模块,如:电源电路、水位探测传感电路、稳压电路、单片机系统、光报警显示电路、继电器控制水泵加水电路、以及高塔模型等
指导教师签名:年月日
开题指导小组意见
组长签名:年月日
海南大学
本科生毕业论文(设计)开题报告
题目
基于单片机的水位控制系统
学生姓名
***
学号
******
学院
信息科学技术学院
专业年级
07电子信息工程
指导教师
****
职称、学历
****
计划完成时间
பைடு நூலகம்2011年5月
一、 选题的目的、意义(理论、现实)和国内外研究概况
由于自动化技术在工矿企业的广泛运用,水位自动控制技术越来越频繁地进入到自动控制系统设计者的视线.
统中信号的长线传输问题.软件方面采用看门狗.
进度安排:2010年2月至2011年3月资料搜集,列出提纲。
2011年3月至2011年4月提交初稿。
2011年4月至2011年5月征询各方面建议,修改并终稿。
三、本课题的重点、难点,预期结果和成果形式
本设计中重难点为:
1.系统硬件的选择.
2.控制算法的设计.
1.软件设计:为实现对水位的自动控制,必须妥善设计控制算法.建立水位被控制对象的数学模型.

基于单片机的水位控制系统设计分析

基于单片机的水位控制系统设计分析

基于单片机的水位控制系统设计分析社会和现代科学技术的不断发展推动了信息技术的迅速发展,电力系统正逐渐地走向自动化。

在现代社会中,随着微电子工业的快速发展,单片机控制的智能型控制器由于传统的水位控制,在生产中一直居于优势地位,但随着生产线的更新,要求水位控制系统不仅具备准确、稳定、直观等特点,而且还要求在生产设备的成本低的同时,水位控制系统是自动化程度和性价比高的系统。

单片机控制系统以其方便控制、设置操作直接简单、成本低、性能稳定等特点被应用到水位系统的控制中,并广泛应用于电子产品中。

文章通过对单片机性能的分析,着重探讨单片机的水位控制系统,以期利用单片机的通用性与灵活性来完善水位的控制系统,促进我国自动化产业的发展。

目前单片机在水位控制系统中的应用还处于发展阶段,对它的研究具有十分重要的意义,符合可持续发展的要求,是我们不断追求的目标和方向。

标签:单片机;水位控制;系统;水塔供水单片机就是单片微型计算机,是一种微型的控制器,它有着定时、计数以及多种接口等特点。

在现代经济建设中,它被广泛的运用到多个领域,是多种工程不可缺少的一部分,发挥着独特的作用。

单片机水位控制系统中集合了机械原理、电气控制以及微处理器的技术等多个学科的知识与技术,其中也蕴含了单片机的应用。

社会和现代科学技术的不断发展推动了水位控制技术的迅速发展,控制系统正逐渐地走向自动化。

单片机在水位控制系统中应用得越来越广泛,作为新技术领域发展突破的重要部分,单片机在水位控制系统中的应用显得尤为重要。

这一技术的发展不仅为城市居民提供更加良好的环境和发展空间,而且让水位设备变得更加安全可靠,在很大程度上提高工作效率,降低能耗,极大地减少成本,使企业获得最大的经济收益。

1 单片机基本情况概述单片机是集成电路芯片的一种,其微处理器中的超大规模技术能够有效地处理数据,如算术运算,逻辑运算、数据传送、中断处理等等。

它的组成模块主要有中央处理器,只读程序存储器以及随机存取数据的存储器,定时计数器等等,各个模块相互关联,共同构成一个微型的计算机处理系统。

电气工程及其自动化基于单片机的水位控制系统设计

电气工程及其自动化基于单片机的水位控制系统设计

单片机原理及系统课程设计专业:电气工程及其自动化班级:电气1002班*名:***学号:*********指导教师:***兰州交通大学自动化与电气工程学院2013年3月15日基于单片机的水位控制系统设计摘要:本设计是基于单片机的水位控制系统。

该系统由AT89C52单片机、电机开馆电路、LED 灯示警电路、水位探测电路和稳压电路等部分组成,能够实现水位检测、电机故障检测、报警和处理,实现超高、中、低水位显示,高、低警戒水位处理等功能,并在Proteus软件环境下实现仿真。

关键字:SCM;AT89C52;水位检测;水位控制Abstract: The design aim to realize water lever control what is based on the selected SCM. The system is made up of AT89C52,electric machine switching circuit, LED warning circuit, water level detection circuit and voltage stabilizing circuit.It can realize the water level detection, fault detection, alarm and hand functions, achieve high middle and low water level show, high and low warning level handle, and so on. The system is successful realization of the software simulation with Proteus. Key words: SCM, AT89C52, Water level detection, Water lever control1 引言目前,无论是城镇住宅小区还是农村家庭住宅的供水系统很多都还保留着人工操作的办法,即用完水了才知道需要抽水了,水满了没能及时发现并及时关断电源造成溢出,这很大程度上影响了人们日常的正常用水以及造成了水资源浪费。

智能水位控制系统毕业设计

智能水位控制系统毕业设计

智能水位控制系统毕业设计一、水位智能检测系统设计原理实验证明,纯净水几乎是不导电的,但自然界存在的以及人们日常使用的水都会含有一定的Mg2+、Ca2+等离子,它们的存在使水导电。

本控制装置就是利用水的导电性完成的。

如图1所示,虚线表示允许水位变化的上下限。

在正常情况下,应保持水位在虚线范围之内。

为此,在水塔的不同高度安装了3根金属棒,以感知水位变化情况。

图1 水位检测原理图其中B棒处于下限水位,C棒处于上限水位,A棒接+5V电源,B棒、C棒各通过一个电阻与地相连。

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工作,不再给水塔供水。

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。

当水位处于上下限之间时,B棒与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工作状态。

二、基于单片机控制的水塔水位控制系统1 单片机控制电路水塔水位控制的电路如图2所示。

2 前向通道设计图2 水塔水位控制电路由于所采用的信号是频率随水位变化而变的脉冲信号(开关量),因此电路设计中省去了A/D 转换部分,这不仅降低了硬件电路的成本,而且由于采用数字脉冲信号通信,提高了系统的抗干扰能力、稳定性和精度。

输入的可变脉冲信号送到8031的P10和P11脚电平,当接收到信号时,输入脉冲使其输出高电平,而无信号输入时,无触发脉冲,此时翻转为低电平。

程序控制8031周期性地对P11和P10脚电平进行采样,达到控制的目的。

3.微机控制数据处理部分在电路设计中,充分利用8031已有端口的作用,同时也考虑扩展,做到尽可能节省元件,不仅可降低成本,而且提高可靠性。

基于单片机的水位控制系统的设计

基于单片机的水位控制系统的设计

目录摘要-- - -- - - - - - - - - - - - - - - - - - - -- -- - - - - - - - - - - - - - - - - -- - - 2 Abstract -- - -- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -- - -- - - - - - - - - -- - -3前言- -- -- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -- - -- - - - - - - - - - - - - - - - -4 1.液位测量技术概括- - - - - -- - -- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -- 51.1机械浮子类液位计- - - - - - --- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -51.2电子类液位计- -- -- - -- - ---- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 51.3 热学式液位计- - - -- - -- - --- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -- 61.4 雷达液位计 --- - - -- - -- - ---- -- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -- 61.5 同位素/放射性液位计- - - -- - - - - - - - - -- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 61.6液压类液位计- - - -- - -- - - -- -- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -- - 61.7光学液位计- - - -- - -- - - -- --- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -- - - - 71.8超声波液位计- - - -- - -- - - --- - - - - - - - - - -- - - - -- - - - - - - -- - - ---- - 72. 设计的基本任务和计划- - - - --- - -- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -- 82.1基本功能- - - - - -- - - - -- - -- -- - - - - - - - - - -- - - - -- - - - - ---- - -- - - - -82.2 超声波液位计工作原理- - - - - - - - - - - - - - - - -- - - - - - - - - - - - - - - - 82.3 主要计划- - - - - -- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -- - - - - -- - - - - - 8 3.总体方案设计-- - -- - - - - - - - - - - -- - -- - - - - - - -- - - - - - - - - -- 93.1设计思路-- - - - - - - -- - - - - - -- - - - - - - - - -- - - - -- -- - - - - - - -- - - - - 93.2方案设计-- - - - - - - -- - - - - - -- - - - - - - - - -- - - - -- -- - - - - - - -- - - - 10 4.硬件设计-- - -- - --- - - - - - - - - - - - - - - - - -- - -- - - - - - - - - - - -114.1单片机的选用与简介- - - - - -- - - - -- - - -- - - - - -- - - - - -- - - - -- -- --114.2超声波模块- - - - - -- - - - -- -- - --- - -- - - - - - -- -- - -- - - - -- -- - - - - -134.3液晶显示模块- - - - - -- - - - -- -- - - - - - - -- - -- - - - -- - - - -- -- - - - - -154.4继电器控制模块- - - - - -- - - - - - -- - - - - - - -- - - - - -- - - - -- -- -- - - -16 5.软件设计-- - -- - - - - - - - - - - - - - - - - - - ---- - -- - - - - - - - - - --175.1水位控制系统程序流程图- - - - - -- - - - - - -- -- - - - - -- - - - - -- - -- - 175.2水位控制系统主程序- - - - - -- - - - -- - - -- - - - - -- - - - - -- - - - -- - - -18 6.测试和实验-- - -- - - - - - - - - --- - -- - - - -- - --- - -- - - - - - - - - -18结语-- --- - -- - - - --- - -- - - - - - - - - - - - - - - - - - - -- -- - - - --- -- - - 19参考文献- - --- - -- - - - - - - - - - - - - - - - - -- - - - - - - - - - - - - - - - - 20附录-- - -- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - --- - -- - - - - - - - - - - - - - - - - 21摘要本文采用AT89C52单片机系统实现了水位的自动控制,设计出一种低成本、高实用价值的水位控制系统。

毕业设计基于单片机的水位检测控制系统设计

毕业设计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毕业设计(论文)原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺:所呈交的毕业设计(论文),是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。

基于单片机的水温水位控制系统设计

基于单片机的水温水位控制系统设计

基于单片机的水温水位控制系统设计一、引言随着科技的不断发展,单片机技术在各行各业的应用越来越广泛,其在控制系统中的应用也越来越普遍。

水温水位控制系统在工业生产、农业灌溉和家用设备中都有着重要的作用。

本文将介绍基于单片机的水温水位控制系统的设计原理和实现方法。

二、系统设计原理1. 水温控制原理水温控制是指根据水的温度来控制加热或散热装置,使水温保持在设定的范围内。

在本设计中,使用DS18B20数字温度传感器来检测水温,当水温超过设定温度时,控制加热装置进行加热;当水温低于设定温度时,关闭加热装置或者进行散热。

2. 水位控制原理水位控制是指根据水位高低来控制水的进出,保持水位在设定范围内。

在本设计中,使用水位传感器来检测水位高低,当水位低于设定水位时,控制水泵进行进水;当水位高于设定水位时,关闭水泵或者进行排水。

三、系统硬件设计1. 单片机选择在本设计中,选择常用的STM32系列单片机作为控制核心,其具有强大的计算能力和丰富的外设接口,非常适合控制系统的设计。

2. 传感器选择选择DS18B20数字温度传感器和水位传感器作为水温水位检测的传感器,其精度高、响应快、稳定性好,能够准确地检测水的温度和水位。

3. 控制装置选择根据水温水位的检测结果,使用继电器、电磁阀等控制装置来控制加热装置和水泵的启停,实现对水温水位的精确控制。

四、系统软件设计1. 温度和水位检测编写相应的程序,通过单片机与温度传感器和水位传感器进行通信,实时获取水温水位的数据,并进行相应的处理。

2. 控制策略设计根据水温水位的检测数据,设计控制策略,确定加热装置和水泵的启停时机,使系统能够快速、稳定地对水温水位进行控制。

3. 人机交互界面设计设计人机交互界面,通过LCD显示屏或者触摸屏,实时显示水温水位的数据和系统工作状态,提供操作界面,方便用户对系统进行监控和控制。

五、系统实现和调试在硬件和软件设计完成后,进行系统的实现和调试,验证控制系统的准确性和稳定性,根据实际情况进行相应的调整和优化。

基于单片机水位控制系统设计毕业论文

基于单片机水位控制系统设计毕业论文

目录绪论 (3)1 基于单片机水位控制系统的设计目的 (4)1.1 设计背景的简单介绍 (4)1.2设计的目的 (4)1.3基本功能 (5)2 水位控制系统设计的基本任务和要求 (5)2.1方案设计 (5)2.2 系统工作原理 (6)3 水位控制系统硬件设计 (6)3 .1系统硬件总体方案 (6)3.2系统硬件方案 (7)3.3 核心芯片AT89C51单片机 (7)4 水位控制系统软件设计 (8)4.1系统软件总体方案 (8)4.2元器件清单 (9)4.3 实验仿真结果 (9)结束语 (10)参考文献 (11)致谢 (12)基于单片机水位控制系统摘要:水位智能监控系统是现在生产生活中必不可少的部件,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,大量的对水位监控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,时刻监控蓄水池的环境,夜间的监控等等,操作员稍有疏忽,或者简易的监测器件损坏,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,对蓄水池控制,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智能化化系统,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。

本单片机系统设计的目的是基于单片机控制技术,以8051单片机为核心控制蓄水池的水位,并实现了报警和手动、自动切换功能。

该系统操作方便、性能良好,很好的实现了蓄水池与水库泵站之间水位数据的实时传输、数字显示和自动控制。

关键词:单片机;水位;存储器绪论液位控制系统是以液位为被控参数的控制系统,它在工业生产的各个领域都有广泛的应用。

在工业生产过程中,有很多地方需要对容器内的介质进行液位控制,使之高精度地保持在给定的数值,如在建材行业中,玻璃窑炉液位的稳定对窑炉的使用寿命和产品的质量起着至关重要的作用。

液位控制一般指对某一液位进行控制调节,使其达到所要求的控制精度。

基于单片机的水位检测与控制系统的研究与设计

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 highcontrol 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 (2)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 (13)第三章系统软件设计 (18)3.1软件功能概述 (18)3.2主程序设计 (20)3.3定时器T0中断服务程序 (21)3.4A/D转换子程序 (22)3.5LED显示子程序 (22)第四章结论 (23)参考文献 (24)致谢 (25)附录 (27)附录一主程序代码 (27)附录二电路图 (34)附录三PCB版 (35)第一章绪论1.1 水位检测技术的应用与发展当今的工业领域中液位检测对许多自动控制方案来说都至关重要。

基于单片机的水塔水位控制系统的设计与仿真毕业论文

基于单片机的水塔水位控制系统的设计与仿真毕业论文

目录绪论 (1)1 总体方案 (2)2 水位控制硬件设计 (3)2.1电路总体框架图 (3)2.2LED数码管显示 (3)2.3电机驱动及显示 (4)2.4水位检测电路 (5)2.5声光报警电路 (6)3 软件部分 (7)3.1程序框图 (7)4 PROTUSE仿真显示 (8)总结 (11)参考文献 (12)绪论当今社会,科技以迅雷不及掩耳之势的速度发展着,人民生活水平也在不断的提高。

自动水位控制将给人们生活带来巨大的方便。

由于单片机有极高的可靠性,微型性和智能性,单片机已经广泛应用于我们生活和学习中,我们可以在许多领域见到单片机的身影,,小到玩具家电行业,大到车载、舰船电子系统,遍及计量测试、工业过程控制、机械电子、办公自动化、工业机器人、军事和航空航天等领域都可以见到单片机的身影。

单片机是一种集成电路芯片,是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU随即存储器RAM,只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器、计时器等功能(可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路)集成到一块硅片上构成的一个小而完善的计算机系统。

中央处理器CPU是单片微型计算机指挥、执行中心,由它读程序并执行指令。

CPU 功能,是以不同方式来执行各种指令。

有的指令涉及到各个寄存器之间的关系;有的指令涉及到单片机核心电路内部各功能部件的关系;有的则与外部器件发生关系。

总的来说CPU是通过复杂的时序电路来完成不同的指令功能的。

对于本设计单片机结构简单实用性强,功能齐全,技术先进,使实现这设计不难实现。

同时,C语言是单片机的重要“组成”,如果能掌握好C语言编程,这将很大程度上提高了开发效率。

1 总体方案本设计基于电阻式传感器并以水槽水位为模型,鉴于单片机液位测量装置的测量准确、重复性能好、功耗低、使用寿命长等特点,所以该设计以单片机为基础的水槽水位控制系统。

在实际中,水位自动控制电路是通过水位传感器对水位进行采样,将采样信号的水位高度转换为0~5 V 的直流电压,再经过 A/D 转换[12]后,将转换所得的8 路并行数字量送入单片机进行处理来来驱动电机的启停等。

基于单片机的水位控制系统设计

基于单片机的水位控制系统设计

毕业论文(设计)题目:基于单片机的水位控制系统设计系部名称:专业班级:学生姓名:学号:指导教师:教师职称:20年月日摘要传统的水位控制在生产中一直占有主导地位,但随着生产线的更新,不仅要求有更直观、准确、稳定的水位控制系统,同时还要求在降低生产设备的成本方面要求更新自动化程度和性价比高的水位控制系统。

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水位系统的控制中。

本系统采用单片机AT89C51为控制核心来实现水位的基本控制功能。

系统由键盘、数码显示、A/D转换、传感器、电源和控制部分组成。

本文以单片机端口的输出电平控制继电器的动作,实现电机的启动或者停止,从而达到自动控制水位的目的。

另外,系统可根据需要设定水位控制的高度,同时具备超限报警和故障报警功能,并辅以发光二极管显示相应水位的状态。

关键字:AT89C51,A/D转换,水位控制,数码显示,传感器,故障报警Level control system based on microcomtrollerAbstractThe traditional water level control in production has been a dominant position, but with production line, not only the update demanding more direct, precise and stable water level control system, at the same time also requires the cost in reducing production equipment requirements update automation degree and cost-effective of water level control system. Single-chip microcomputer control system with its high control accuracy, reliable performance, convenient operation, low cost set to be applied to the liquid level system characteristics of the control.This system uses the microcontroller AT89C51 as the water level control core to realize the basic control functions. System by the keyboard, digital display, A / D conversion, sensors, power and control components. In this paper, the output of microcontroller port level control relay operation, start or stop the motor, so as to achieve the purpose of automatic control of water level. In addition, the system may need to set the height of water level control, along with limit alarm and fault alarm function, supplemented by light-emitting diode displays the status of the corresponding level.Keywords:AT89C51 A / D conversion the water level control digital display sensor fault alarm目录1 引言 (1)2 系统设计方案比较说明 (3)3 水位控制系统的原理和设计方案 (4)3.1 水位控制系统组成 (4)3.2 单片机系统组成及工作原理 (4)3.2.1 系统组成 (4)3.2.2 工作原理 (5)3.3 控制方案的设计 (5)3.3.1 设计思路 (5)3.3.2 方案设计 (6)4 硬件设计 (8)4.1 单片机 (8)4.2 时钟电路 (9)4.3 电源电路 (11)4.4 传感器 (11)4.5 串行通信 (12)4.6 键盘电路 (13)4.7 水位显示电路 (13)4.8 A/D转换电路 (14)4.8.1 ADC0809的内部逻辑结构 (14)4.8.2 ADC0809的引脚图 (14)4.8.3 A/D转换电路原理图 (16)4.9 电机控制 (18)4.10 看门狗电路 (18)4.11 稳压电路 (20)4.12 报警电路 (21)5 软件设计 (22)5.1 程序设计流程图 (22)5.2 程序设计 (23)5.2.1 键盘程序 (23)5.2.2 A/D转换子程序 (24)5.2.3 初始化程序 (24)5.2.4 运行状态下的程序 (24)结论 (26)致谢 (27)参考文献 (28)附录1 (29)附录2 (30)1 引言随着我国的国民经济与生活水平的发展,各个行业对自动化的需求也日益增加,为减少污染、节约资源,单片机的控制技术得到了广泛的应用。

基于单片机的水位监控系统设计

基于单片机的水位监控系统设计

摘要水资源已成为中国当前和未来发展重要资源,因此对水资源地合理利用有重要意义.在我国很多地方都需要水位监测,如工厂蓄水池、农田灌溉用地水库、江河水位等等,因此利用现代化地通信手段对水资源进行测控以及使用计算机管理系统来实现对水位监测点现场水位等数据地采集与监测,并可在水位信息管理平台上进行水位数据地存储、显示、查询等,将是对水资源实现科学管理地一个重要手段.本文从经济性和可靠性出发,在实验地基础上,设计了一种能够实现水位自动控制地装置.单片机技术地测控系统以其体积小,可靠性高而被广泛采用.本文对该测控系统进行了分析设计.首先,设计针对系统所使用地单片机地性能和发展情况做了简单介绍;对超声波传感器地原理做了简单分析,对系统使用地模/数转换芯片ADC0809也做了性能方面地简单说明.其次,论文重点对测控硬件、软件地组成进行了分项、模块化逐步分析设计.对各部分地电路一一进行了介绍,最终实现了该系统地硬件电路.绘制了电路原理图.关键词:单片机、ADC0809、软件系统、硬件系统AbstractThe water resources has become China's current and future development of the important resource,It has important significance for the rational utilization of water resources. In many places of our country need to water level monitoring, such as plant reservoir, reservoirs, irrigation water level and so on, therefore the use of modern means of communication to measure and control the water resources as well as the use of computer management system to realize the acquisition and monitoring of data level monitoring in field level, and water level data storage, in the water level information management platform display, query and so on, is an important means to realize the scientific management of water resources. This paper from the economic and reliability point of view, on the basis of experiment, a device which can realize automatic water level control is designed.Control system of single chip microcomputer technology with its small size, high reliability and is widely used in. The paper analyzes the design of the measurement and control system. First of all, the performance and the development of the design used in the single chip microcomputer is introduced briefly。

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存档编号赣南师范学院学士学位论文基于单片机智能水位控制系统的设计教学学院物理与电子信息学院届别 2015界专业电子科学与技术1101学号 110803017姓名黄娟指导教师袁寿财完成日期 2015.5.12赣南师范学院2015届本科生毕业论文(设计)作者声明本毕业论文(设计)是在导师的指导下由本人独立撰写完成的,没有剽窃、抄袭、造假等违反道德、学术规范和其他侵权行为。

对本论文(设计)的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。

因本毕业论文(设计)引起的法律结果完全由本人承担。

毕业论文(设计)成果归赣南师范学院所有。

特此声明。

作者专业:电子科学与技术1101作者学号: 110803017作者签名:20 年月日基于单片机智能水位控制系统的设计黄娟Intelligent Water Level Control System Design Based On Single Chip MicrocomputerHuang Juan2015年5月12日摘要随着现代新兴通信技术以及计算机技术的发展,水位控制器的发展也越来越趋于智能化,而且他的功能也逐渐趋向于完善。

当选定论文题目后,首先,我根据查阅资料得知水位控制器,作为一种新型的科技,它是通过液面的高度来掌握体积的多少,从而来达到控制水位的一种智能系统。

水位控制器最重要的部分即水位传感器,而传感器的选择也是很关键的一步,经过方案比较与认真分析,最终我决定本次设计用超声波来测量水位,通过使用超声波模块传感器来达到水位的测量。

水位控制器的研究,是科学技术应用于人们现实生活的又一大成果,在很多应用方面,尤其是工业控制方面,给人类带来了许多方便。

关键词:单片机;超声波模块;温度传感器;发光二极管;脉宽调制AbstractWith the development of new communications technology and computer technology, the development level controller has become more and more intelligent, and he tends to function gradually improved.When you have selected title, first of all, I learned that access to information in accordance with the water level controller, as a new technology, it is through the height of liquid to grasp how much volume, so as to achieve the level of an intelligent control system. The most important part of that is the water level sensor water level controller, and the choice of the sensor is also very crucial step, through the program compared with the careful analysis, I finally decided this design using ultrasound to measure the water level, through the use of an ultrasonic sensor module to measure the water level reached .Water Level Controller is the science and technology to people in real life is another major achievement, in many applications, especially industrial control, has brought a lot of convenience to mankind.Keywords: SCM;Ultrasonic Module;Temperature Sensor;LED;PWM目录摘要 (1)关键词 (1)Abstract (2)Key words (2)引言 (3)1.设计方案的确定 (4)1.1方案设计 (4)1.2方案论证 (5)2.硬件设计 (5)2.1 传感器的选择 (5)2.2 超声波模块传感器结构 (6)2.3 超声波模块传感器原理图 (8)2.4 单片机选择 (9)2.5 温度传感器设计 (10)2.6 报警电路设计 (10)2.7 显示电路设计 (10)2.8 电机控制部分 (12)3.软件设计 (14)3.1 程序流程图 (14)3.2 软件程序 (15)总结 (21)参考文献 (22)后记 (23)引言在当今的许多工业制造与生产过程中,同时还要求对液体的深度即水位高度进行测量,特别是那些化学效果对人体伤害较大又不易于手动控制的液体,传统的液体检测方法是是通过电极,也即是通过给电脉冲来检测液面,但是如果电极长期放于液体中,极易被腐蚀、也很容易失去灵敏性,这种通过电极测量水位的方法对液体性能要求很高的抗腐蚀性。

而本文采用的是利用超声波传感器来控制水位的原理,提高了测量数据的准确率,摈弃了电极法测量所带来的极易被腐蚀和电解,以及容易失去灵敏度的缺点。

而且超声波具有很好的指向性和束射特性,,检测方便而且操作简单,省去了很大的人力,可直接通过机器控制就行,如果遇上腐蚀性较强的液体,也不会对人体造成伤害。

超声波技术测量水位优点有迅速、易做到实时控制,而且测量精度又很高,更容易实现工业实用的要求,所以目前在工业上应用很多,并且很大的发展空间。

目前在我国,住宅小区楼房的自来水供水系统主大部分是通过高塔供水来实现,也就是在楼顶上面建个蓄水池,这可以用来以保证用户水压的恒定。

这种方法很不方便,因此,一种简单经济的高塔水位检测控制系统,是迫切需要的。

利用超声波来测量水位,成本低,安装方便,灵敏性好。

1.总体设计方案的确定1.1方案设计方案一:通过使用555电路来实现控制,即当水位探测传感器传回来的数据显示是低水位时,送一个低于1/3VCC的低电平给555芯片,而它的输出即为高电平,即可以驱动水泵来进行加水;而当数据显示是在正常的水位时,送给555芯片为1/3VCC----2/3VCC的电平,这也就是保持前一个水泵不加水的状态;而当传回来的数据显示水位是高水位时,给555电路为一个高电平,这时表示它的输出电平翻转为低电平,也就是不能驱动水泵,即水泵停止加水的状态。

555电路电源电路高塔水箱图1 方案一方案二:通过把单片机80C52作为主要控制芯片,它的工作原理是当水位探测传感器传回来的数据显示高塔中的水在低水位时,这时就送给单片机一个高电平,然后驱动水泵加水,红灯变亮;当传回来的数据显示水位在正常范围时,水泵继续加水,绿灯亮,;当数据显示水位处于高水位时,单片机不能驱动水泵加水,这时候黄灯亮。

图2 方案二1.2方案论证:第一种方案设计:使用起来比较方便也简单,只有硬件方面的设计,没有软件设计。

但是NE555电路只有一个输出端,不能接显示系统,所以不能完成显示功能。

另外,此方案不测量液体高度的准确值不高。

第二种方案设计:使用了单片机芯片和超声波传感器设计电路,单片机控制和超声波测距技术测量液体高度的精密度很好,准确度高。

由于80C52单片机输出端口选择较多,方便接显示系统。

因此,我经过认真分析决定,要能够很好地完成本次设计,选择第二种方案。

2.硬件设计2.1 传感器的选择器件名称:超声波模块传感器温度传感器型号:HC-SR04 DS18B20超声波模块传感器:模块通过发送方波信号,能够自动检测并由系统判断是否有信号返回,有的话,可以通过公式计算距离测试距离=(高电平时间*声波(340M/S)。

2.2超声波模块传感器结构:如下图所示VCC提供5V电源,图3 超声波表1 超声波电气参数超声波模块传感器实物规格与参数表如下图4 超声波模块传感器实物规格表2 超声波模块传感器参数超声波模块传感器输入输出特性如下::图5 超声波时序图2.3超声波模块传感器原理图图6 超声波模块图2.4单片机选择我们选用STC89C52作为我们的控制芯片其引脚图如下图2.7。

图7 STC89C52引脚图2.5温度传感器DS18B20温度传感器特性:适应电压范围:3.0 ~ 5.5 VDS18B20可以三线并行,从而来实现网络多点温度测量、并且在使用中不需要任何外围组件。

DS18B20的负压特性是:电源极性逆转时,芯片不会坏掉,但它不能够正常工作。

并且温度测量结果直接转换成数字信号,串行传输,抗干扰能力强。

2.6 报警电路设计LED显示屏:白色、红色LED点,根据水深,对应于不同颜色灯光太深或太浅,LED灯完全熄灭当正常水位时,LED灯在这可作为报警功能系统。

2.7 显示电路设计图8 液晶显示模块液晶显示器作为输出设备具有以下优点:1)。

高质量的画质由于液晶显示接收信号之后,其中每个的颜色和亮度保持不变,而且液晶显示所发出的光也比较恒定,不需要不断刷新新的亮点。

所以,液晶显示器的色彩更清晰,画面感也很好。

2)。

数字接口3)体积小,重量轻4)低功耗图9 显示模块2.8 电机控制部分图10 电机控制3.软件设计3.1 程序流程图根据设计方案以及电路特点我采用C51语言编写单片机程序画出程序流程图3.1图11 程序流程图3.2.软件程序:单片机程序如下:#include <reg52.h>#include <intrans.h>#include "delay.h"#include"LCD.h"#define char unsigned char#define dint unsigned intbit RX=P1^1; //接收位bit TX=P1^2; //发送位dint time=0;dint mode=0;dint timer=0;char posit=0;unsigned long S=0;bit flag =0;unsigned char YQ[4]={' ',' ',' ',' '};/*---------------中断初始化程----------------*/void i nit(){TMOD=0x11; //设T0为方式1,GATE=1(启动与停止由溢出标志位和外部中断引脚上的电平状态共同控制);TH0=0; //方式一为16位定时器TL0=0;TH1=0xf8; //2MS定时TL1=0x30;ET0=1; //允许T0定时器中断(用来计算距离)ET1=1; //允许T1定时器中断(用来扫描和启动发射)TR1=1; //开启定时器EA=1; //开启总中断}/*------------------------------------------------中断程序——计时------------------------------------------------*/void zd0() interrupt 1 //T0中断用来计数器溢出,超过测距范围{flag=1; //中断溢出标志}/*-------------中断程序——发射-------------------*/void zd3() interrupt 3 //计800MS启动模块{TH1=0xf8;TL1=0x30;timer++;if(timer>=400){timer=0;TX=1; //800MS 启动一次发射模块 _bop_(); //产生40KHz的脉冲波_bop_();_bop_();_bop_();_bop_();_bop_();_bop_();_bop_();_bop_();_bop_();_bop_();_bop_();_bop_();_bop_();_bop_();_bop_();_bop_();_bop_();_bop_();_bop_();_bop_();TX=0;}}/*------------------计算程序---------------*/void Co nut(void) //计算函数{time=TH0*256+TL0; //通过定时器来计算接收与发送的时差TH0=0;TL0=0;S=(time*1.7)/100; //算出来是CM//if(s<=10)mode=1;if((S>=700)||flag==1) //超出测量范围显示“-”{flag=0;YQ[1]=0+0x30; //“-”YQ[2]=0+0x30; //“-”YQ[3]=0+0x30; //“-”}else{YQ[1]=S%1000/100+0x30;YQ[2]=S%1000%100/10+0x30;YQ[3]=S%1000%10 %10+0x30;}}/*----------------------主程序------------------*/ void main(){ char j;i nit(); //中断初始化i nit_ST7920(); //初始化LCD_Drawstring(0,1,"感测技术课程设计");LCD_Drawstring(0,2,"水位: cm");LCD_Drawstring(0,3,"预警信息:");LCD_Drawstring(0,4,"水阀状态: 关");while(1){while(!RX); //当RX为零时等待TR0=1; //开启计数while(RX); //当RX为1计数并等待 TR0=0; //关闭计数Co nut(); //计算LCD_Drawstring(0,2,"水位:");for(j=0;j<4;j++)Write_Data(YQ[j]);if(s> )}}总结水位控制器设计应该首先从从传感器类型的选择,可以说,水位传感器是更重要的是在整个设计、选材时获取信息,可以知道有多少种类的传感器、水位控制器是否要选择哪一个是最适合这个设计水位控制,这就需要认真分析,选择的水位传感器类别传感器类型的选择,仔细。

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