基于51单片机的水塔水位检测_课程设计_论文资料
(完整版)基于51单片机的水质检测仪毕业设计论文
基于51单片机的水质检测系统设计[摘要]本系统是基于低功耗的AT89S51单片机，通过Ne555定时器构成的多谐振荡器产生一定频率的波，再通过单片机的I/O接口对捕获高低电平的读出频率，然后通过程序算法处理抽换算成电阻的值，使用DS18B20作为温度采集模块，用RS485实现远距离传送。
经过主机的数据转换和处理，将温度值通过字符液晶1602显示器显示。
本设计结构简单，使用灵活，具有很大的使用和研究价值。
[关键字]水质监测仪 NE555定时器温度采集 RS485通信[ Abstract ]The system is based on low power consumption AT89S51 MCU, through the Ne555timer multivibrator generates a certain frequency of the wave, and then through the MCU I / O interface to capture level read frequency, and then through the program algorithm is converted into the pumping resistance value, use DS18B20 as the temperature acquisition module, using RS485realize long-distance transmission. After a host data processing and conversion, the temperature value through the character LCD 1602LCD display. This design has the advantages of simple structure, flexible use, has great application and research value.[ Key words ]water quality monitor Ne555 timer multivibrator temperature collection RS485 communication protocol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。
单片机课程设计水塔水位
单片机课程设计水塔水位一、课程目标知识目标：1. 理解单片机的基本原理，掌握其编程和应用方法；2. 了解水塔水位监测的原理，掌握水位检测传感器的工作原理和使用方法；3. 学会使用单片机对水位数据进行采集、处理和显示。
技能目标：1. 能够运用C语言编写单片机程序，实现对水塔水位的实时监测；2. 能够设计并搭建水位检测系统，进行实际操作和调试；3. 能够分析水位数据，提出并实现相应的控制策略。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对单片机及嵌入式系统的学习兴趣，提高其探究问题的积极性；2. 增强学生的团队合作意识，培养其相互协作、共同解决问题的能力；3. 培养学生的创新意识，使其能够运用所学知识解决实际问题，提高社会责任感。
课程性质分析：本课程为单片机实践课程，以项目为导向，注重理论联系实际，提高学生的动手能力。
学生特点分析：学生具备一定的单片机基础知识，但实践经验不足，对实际应用中存在的问题充满好奇心。
教学要求：1. 结合实际案例，引导学生掌握单片机及水位检测系统的理论知识；2. 注重实践操作，让学生在实际操作中掌握技能；3. 强化团队协作，培养学生的沟通能力和解决问题的能力；4. 鼓励创新，激发学生的思维潜能。
二、教学内容1. 理论知识：- 单片机原理及编程基础：复习单片机的工作原理、内部结构，掌握C语言编程方法；- 水位检测传感器原理：学习水位传感器的工作原理、种类及其应用；- 数据采集与处理：学习单片机与传感器接口设计，数据采集、处理和显示方法。
2. 实践操作：- 水位检测系统的设计与搭建：根据项目需求，设计水位检测系统，选用合适的传感器和单片机；- 程序编写与调试：编写水位监测程序，实现数据采集、处理和显示，并进行调试；- 控制策略实现：根据水位数据，设计并实现相应的控制策略。
3. 教学大纲安排：- 第一周：复习单片机原理及编程基础，学习水位检测传感器原理；- 第二周：设计水位检测系统，进行程序编写与调试；- 第三周：完善系统功能，实现控制策略，进行实践操作。
计控水塔水位检测系统设计..
计算机控制技术论文——基于51单片机的水塔水位检测姓名：张孟娜学号：B10040806系别：电气工程与自动化系专业：自动化基于51单片机的水塔水位检测摘要水塔水位控制系统的基本要求是能够在无人临控的情况下自动进行工作，在水塔中的水位到达水位下限时自动启动电机，给水塔供；在水塔水位达到水位上限的时候自动关闭电机，停止供水。
并能在供水系统出现异常的时候能够出警报，以及时排除故障，随时保证水塔的对外的正常供作用。
因此，这里给出AT89C5l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、电机故障检测、处理和报警等功能，并在Proteus软件环境下实际仿真。
实验结果表明，该系统具有良好的检测控制功能，可移植性和扩展性强。
关键词：单片机，水位检测，控制系统，仿真Simulation design of water tower water level detection systembased on MCU51ABSTRACTWater towers are basic requirements of the control system can be targeted in one of the circumstances, be in the water under the water tanks arrive within automatically start motor,give towers for,in the upper reaches of the water level of towers,when to stop water automatically closed motor.And in the water supply system of the abnormal warning,and can when faults,keep the normal supply of foreign towers.A water tower water level detection system is designed in this paper. This system can realize water source detection, motor failure detection, processing and alarming. The independent detection circuit can realize the superelevation, the low warning water level can report to the police and superelevation warning water level process. On the principle of interface circuits, software design is the corresponding flow chart and the corresponding compilation of the main program, at the same time carries on the simulation with the proteus software. The result indicates that this system features good examination control function, the probability and extendibility.KEY WORDS: chip microcomputer,water level examination,control system,simulation目录第1章绪论----------------------------------------------------------------11.1 选题的背景与意义---------------------------------------------11.1.1 选题背景--------------------------------------------------11.1.2 选题意义--------------------------------------------------11.1.3 控制原理--------------------------------------------------2第2章系统总体设计---------------------------------------------------32.1 方案的选择-----------------------------------------------------32.2 系统总体设计（要求有框图）------------------------------3第3章硬件设计----------------------------------------------------------53.1 硬件选型---------------------------------------------------------53.2 引脚功能---------------------------------------------------------53.3 硬件电路设计（按模块）-------------------------------------53.3.1水位检测接口电路------------------------------------错误！未定义书签。
毕业论文基于51单片机控制的水塔自动供水系统设计
摘要微型计算机SCMC，简称单片机，又称单片微控制器,它不是完成某一个逻辑功能的芯片,而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。
这种计算机的最小系统只用了一片集成电路，可进行简单运算和控制。
虽然单片机只有一个芯片，但无论从组成还是从功能上看，它已具备了计算机系统的属性，是一个简单的微型计算机。
单片机以其体积小、功能全、价格优等种种优势充斥着整个市场。
现在，单片机的使用领域已十分广泛，如智能仪表、实时工控、导航系统、家用电器等。
单片机开发出的各种产品遍布于我们日常生活中的每个角落。
为了加深对单片机智能型控制器的了解，经过综合分析，本次设计最终选取了由51单片机控制的智能型液位控制器作为研究项目，本文对单片机水塔水位控制系统进行了整体设计，完成了单片机水塔水位控制系统硬件接线图和流程图以及单片机内部控制程序设计，并完成了开发板模拟仿真过程。
通过此次设计过程，自己在分析问题、解决问题方面的能力得到了很大程度的提高。
关键词：MCS-51单片机液压传感器AD转换水塔水位检控目录引言 (3)1、系统设计方案比较及论证 (3)2、系统原理框图 (4)3、工作原理 (4)4、硬件设计 (4)4.1 STC89C52RC单片机简介 (4)4.2 锁存器(74HC573)简介 (5)4.3 ADC0804简介 (6)4.4 单片机与继电器及蜂鸣器的接口电路 (7)4.5 井中缺水信号检测电路 (8)4.6 压力传感器介绍 (9)4.7 LCD1602液晶显示屏接线图及其引脚功能图 (10)4.8 开关电源部分 (10)5、软件设计 (12)5.1 程序流程图 (12)5.2 程序流程图解析 (13)6、实验仿真结果 (13)7、结束语 (13)致谢 (14)附录 (15)附录1 PCB原理图 (15)附录2 C程序 (16)参考文献 (26)基于51单片机控制的水塔自动供水系统山西综合职业技术学院李月鹏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。
基于单片机的水塔水位控制系统(精)
四、系统软件流程图
基于单片机的水塔水位控制系统
一、课题简介
• 水塔是在日常生活和工业应用中经常 见到的蓄水装置，基于单片机的水塔水 位控制系统使水塔水位自动保持在一定 的位置，通过对其水位的控制,满足对外 供水的需求。本系统适用在不同用水速 度的各种场合下，节省工作时间，提高 了整体工作的路图
2、电动机驱动和按键原理图
电动机驱动原理图
按键功能原理图
3、液晶1602显示电路原理图
LCD1602液晶显示原理图
• PWM是脉宽调制，是一种对模拟信号电 平进行数字编码的方法。
4、PWM调速控制
PWM控制的基本原理示意图
单片机控制产生不同宽度 的脉冲波实现PWM调速
二、系统的功能
• 该系统使用水位传感器对水塔水位进行 检测并将检测到的信号传给单片机 STC89C52进行处理，通过调整定时器的定 时时间来增大或者缩小占空比，从而实现电 机的调速功能，并且使用带字库的LCD1602 液晶屏显示当前水位状态以及电动机的转速。 该系统实现了过低水位蜂鸣器报警、过低警 戒水位自动处理、达到正常水位报警以及正 常水位自动处理、手动按键调整PWM电机 调速等功能。
基于单片机的水位控制系统设计毕业论文
基于单片机的水位控制系统设计毕业论文目录河系学院本科生毕业论文（设计）诚信声明 ........................................................ 错误!未定义书签。
河西学院本科生毕业论文（设计）开题报告 ........................................................ 错误!未定义书签。
摘要 ............................................................................................................................ 错误!未定义书签。
ABSTRACT ............................................................................................................... 错误!未定义书签。
1. 绪论 (2)1.1 研究背景 (2)1.2研究现状 (2)2.设计任务及要求分析 (3)2.1 设计任务及要求 (3)2.1.1 设计任务 (3)2.1.2 设计要求 (3)2.1.3 要求分析 (3)3. 系统方案论证与选择 (3)3.1方案设计 (3)3.2 系统整体方案 (5)3.2 各单元电路方案论证 (5)3.3 主要模块简介 (7)3.3.1 核心芯片STC89C51单片机 (7)3.3.2 1602液晶显示器 (9)4. 硬件电路设计 (13)4.1 单片机最小硬件系统电路 (13)4.2水位显示电路 (13)4.3 水位调整及其报警电路 (15)4.4初值设置按键电路 (15)5. 程序设计 (16)5.1水位控制系统主程序设计流程图 (16)5.2 水位控制系统主程序 (16)6. 实物调试与测试 (16)6.1实物图 (17)6.2 测试结果分析 (17)7. 结束语 (17)参考文献 (18)致谢 (20)附录 (21)河西学院本科生毕业论文（设计）题目审批表 (29)河西学院物理与机电工程学院指导教师指导毕业论文情况登记表 (30)河西学院毕业论文（设计）指导教师评审表 (31)河西学院本科生毕业论文（设计）答辩记录表 (36)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。
基于51单片机的水塔水位检测_课程设计_论文资料.
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河北科技师范学院课程设计说明书题目:水塔水位监测装置机电系 09 电气专 0426090126 张海龙马继伟学院(:学院(系年级专业:年级专业:学号:学生姓名:学生姓名:指导教师:指导教师:一、引言随着科学技术的发展,单片机作为嵌入式微控制器在工业测控系统,智能仪器和家用电器中得到广泛应用。
在实时检测和自动控制的单片机应用系统中,单片机往往是作为一个核心部件来使用。
水塔水位控制系统的基本要求是能够在无人监控的情况下自动进行工作,在水塔中的水位到达水位下限时自动启动电机,给水塔供水;在水塔水位达到水位上限的时候自动关闭电机,停止供水。
并能在供水系统出现异常的时候能够发出警报,以及时排除故障,随时保证水塔的对外的正常供水作用。
水塔是在日常生活和工业应用中经常见到的蓄水装置,通过对其水位的控制对外供水以满足需要,其水位控制具有普遍性。
不论社会经济如何飞速,水在人们正常生活和生产中起着重要的作用。
一旦断了水,轻则给人民生活带来极大的不便,重则可能造成严重的生产事故及损失,从而对供水系统提出了更高的要求,满足及时、准确、安全充足的供水。
如果仍然使用人工方式,劳动强度大,工作效率低,安全性难以保障,由此必须进行自动化控制系统的改造。
从而实现提供足够的水量、平稳的水压、水塔水位的自动控制有设计低成本、高实用价值的控制器。
该设计采用分立的电路实现超高、低警戒水位处理,实现自动控制,而达到节能的目的,提高了供水系统的质量。
二、摘要水位控制在日常生活及工业领域中应用相当广泛,比如水塔、地下水、水电站等情况下的水位控制。
自动检测水位的检测系统能根据水位变化的情况自动调节。
本次课题采用单片机进行主控制,利用水的导电性测量水位的变化,把测量到的水位变化转换成相应的电信号,用单片机对接收到的信号进行数据处理,完成水位的检测、控制及故障报警等功能。
基于单片机的水塔水位控制系统设计
基于单片机的水塔水位控制系统设计社会在不断的发展和进步，人们的生活水平也在逐步提高和发展，我们的生活已经越来越离不开便捷的全自动控制系统，微型计算机发展是其中的一个不可或缺的重要分支，单芯机具有高可靠性，高性价比，低功耗，低电压等优点，以单片机为核心的全自动控制系统已经取得了广泛的应用前景和使用范围。
本篇论文是基于单片机的水塔水位检测系统设计。
设计该系统主要是针对应用单片机的自动运行技术，使得水塔水位始终保持在一定范围内，从而确保连续正常的供水。
本设计是以STC89C51单片机为核心的水塔水位检测系统，用以检测水位并对其进行控制、报警以及相应的处理功能，同时在Proteus仿真软件环境中进行仿真测试。
测试结果表明，设计的系统具有一定的检测和控制功能，并且能够应用于实际生产生活当中。
关键词：水位检测；单片机；报警；1 绪论 (5)1.1研究背景 (5)1.2国内外研究现状 (5)1.3研究目的与意义 (6)2 系统总体设计 (7)2.1设计要求 (7)2.2系统设计方案 (7)2.3系统工作原理 (8)3 系统硬件设计 (8)3.1硬件设计 (8)3.2中央处理器模块 (12)3.3继电器控制阀门模块 (13)3.4水位检测系统的整体电路仿真图 (13)4 系统软件设计 (14)4.1软件功能概述 (14)4.2主程序设计 (14)4.3LED显示子程序 (15)5 联调与测试 (16)5.1调试过程 (16)5.2硬件调试 (16)5.3软件调试 (16)5.4功能实现 (16)结论 (17)附录A：系统原理图 (20)附录B：系统PCB图 (21)附录C：系统仿真图 (22)附录D：系统源程序 (23)1.1 研究背景在现实生活生产当中，经常会遇到测量液体液位的问题。
国家工业在迅速发展，液体液位测量技术也被广泛应用到化学化工、医学药物、食品安全、石油开采等各行各业中。
液氧、液氮等低温液体现如今也得到了广泛的应用，因此，作为贮存相应低温液体的容器也要保证能承受其相应的载荷；在冶炼工业中，锅炉汽包液位、除氧器液位、汽轮机凝气器液位、高、低压加热器液位等，保持在一定范围内是设备安全运行的基础保障；在实际科研与学习当中也经常会遇到需要进行液位测量与控制的实验装置。
基于单片机的水塔水位控制系统设计及仿真
基于单片机的水塔水位控制系统设计及仿真水塔水位控制系统是一种常见的智能控制系统，通过监测水塔的水位并控制水泵的开关来实现自动化的水位调节。
本文将设计并仿真一种基于单片机的水塔水位控制系统。
系统设计的主要组成部分包括水位传感器、单片机控制模块、水泵和相应的电路。
水位传感器用于检测水塔的水位，单片机控制模块用于接收传感器的信号并根据设定的水位控制算法来控制水泵的开关。
首先，需要选择适合的水位传感器。
常用的水位传感器包括浮球式、电容式和超声波测距式传感器。
考虑到水塔中水位的变化范围较大，选择电容式传感器较为合适。
接下来，将水位传感器与单片机控制模块进行连接。
通过模拟引脚将传感器的输出信号输入到模拟转换模块，然后转换为数字信号输入到单片机的IO口。
然后，需要编写单片机的控制程序。
程序的主要功能包括读取传感器的信号、根据设定的水位阈值判断水位高低、控制水泵的开关。
例如，当水位低于设定的最低水位时，单片机通过IO口输出高电平来打开水泵的电源；当水位高于设定的最高水位时，单片机通过IO口输出低电平来关闭水泵的电源。
最后，需要设计水泵的电路。
水泵的电源需要接入单片机控制模块，通过继电器来控制水泵的开关。
当单片机输出高电平时，继电器吸合，水泵开始工作；当单片机输出低电平时，继电器脱离，水泵停止工作。
系统设计完成后，可以进行仿真测试来验证系统的功能和性能。
通过设置不同的水位阈值和模拟水位传感器的输出信号来模拟不同的水位变化情况，观察系统是否能够稳定地控制水泵的开关。
如果系统运行正常，则可以进一步进行硬件实现和调试。
总结起来，基于单片机的水塔水位控制系统设计包括选择适合的传感器、编写控制程序、设计水泵的电路等步骤，并通过仿真测试来验证系统的功能和性能。
这种系统的优势在于能够自动实现水位的控制，提高了水资源的利用效率，减轻了人工操作的负担。
同时，可根据实际需要进行系统的定制和优化，提高系统的稳定性和可靠性。
基于单片机的水塔水位监测报警控制系统概要
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株洲师范高等专科学校物理与电子工程系毕业论文基于单片机的水塔水位监测报警控制系统姓名：刘治标指导老师：专业：应用电子技术班级： 07级应用电子班学号： 04207108时间：错误！未找到引用源。
摘要本设计从分析水塔水位报警器的原理和设计方法入手，主要基于单片机的硬件电路和语言程序设计, 实现一种能够实现水位自动控制、具有自动保护、自动声光报警功能的控制系统。
本控制系统由A/D转换部分、单片机控制部分、数码显示部分、电机驱动部分、电机控制部分等构成。
同时对各个部分进行了详细的论述，并给出了主要的流程图和软件设计程序。
这是个简单而灵敏的监测报警电路，操作简单，接通电源即可工作。
因为大部分电路采用数字电路，所以本水位监测报警器还具有耗能低、准确性高的特点。
关键词：单片机；水位自动控制From the analysis of the design of the towers level alarm principle and design method of the main based on single-chip microcomputer hardware circuit andprogramming language, achieve a level to realize automatic control, automatic protection and automatic control system of the audible and visual alarm function. This system consists of A/D conversion parts and single-chip microcomputer control section, digital display section, motor drive, motor control parts etc. For each part discussed in detail, and gives the main flow chart and design of the software program. This is a simple and sensitive monitoring alarm circuit, simple operation, turn on the power can work. Because most of the circuit USES digital circuit, so the water monitoring alarm also has low energy consumption and high accuracy.目录摘要 ........................................................................................................................................... (I)第一章绪论 . (1)第二章水位控制硬件设计 . (2)2.1 基本要求 . (2)2.2 硬件设计 . (2)2.2.1 电路总体框架图设计 . (2)2.2.3 水塔水位控制电路 . (5)2.3 数码管与LED 显示 (6)2.3.1 相关芯片简介 . (7)2.3.2 显示部分工作原理 . (7)2.4模数转换 . (9)第三章．软件设计 . (12)3.1整体设计 . (12)3.3.1主程序流程图 . (12)3.4.2 数据采集程序 . (15)结论 ........................................................................................................................................... (24)参考文献.........................................................................................................................................25致谢 ........................................................................................................................................... .. (26)第一章绪论在工业生产中, 对温度控制系统的要求, 主要是保证炉温按规定的温度工艺曲线变化, 超调小或者求不高。
基于MCS-51单片机的水塔水位控制器的设计 正文+开题报告+任务书+文献综述
1绪论1.1课题背景水塔是用于储水和配水的高耸结构，用来保持和调节给水管网中的水量和水压。
水塔也是自来水设备中用来增高水的压力的装置，它是一种高耸的塔状建筑物，主要由水柜、基础和连接两者的支筒或支架组成，顶端有一个大水箱，箱内储水，塔越高，水的压力越大，也就能把水送到更高的建筑物上。
水塔的作用有两个，一是蓄水，在供水量不足之时，起着调节补充的作用。
二是利用水塔的高势，自动送水，使自来水有一定的水压扬程。
水塔按建筑材料分为钢筋混凝土水塔、钢水塔、砖石支筒与钢筋混凝土水柜组合的水塔。
水柜也可用钢丝网水泥、玻璃钢和木材建造。
过去欧洲曾建造过一些具有城堡式外形的水塔。
法国有一座多功能的水塔，在最高处设置水柜，中部为办公用房，底层是商场。
中国也有烟囱和水塔合建在一起的双功能构筑物。
按水柜形式分为圆柱壳式和倒锥壳式。
在中国这两种形式应用最多，此外还有球形、箱形、碗形和水珠形等多种。
支筒一般用钢筋混凝土或砖石做成圆筒形。
支架多数用钢筋混凝土刚架或钢构架。
水塔基础有钢筋混凝土圆板基础、环板基础、单个锥壳与组合锥壳基础和桩基础。
当水塔容量较小、高度不大时，也可用砖石材料砌筑的刚性基础[1]。
1.2 研究本课题的现实意义水位控制在日常生活及工业领域中应用相当广泛，比如水塔、地下水、水电站等情况下的水位控制。
而以往水位的检测是由人工完成的，值班人员全天候地对水位的变化进行监测，用有线电话及时把水位变化情况报知主控室。
然后主控室再开动电机进行给排水。
很显然上述重复性的工作无论从人员、时间和资金上都将造成很大的浪费。
同时也容易出差错。
因此急需一种能自动检测水位，并根据水位变化的情况自动调节的自动控制系统。
水位检测可以有多种实现方法，如机械控制、逻辑电路控制、机电控制等。
本论文采用单片机进行主控制器，在水池上安装一个自动测水位装置。
利用水的导电性连续地全天候地测量水位的变化，把测量到的水位变化转换成相应的电信号，主控台应用单片微机接收到的信号进行数据处理，完成相应的水位显示、控制及故障报警等功能。
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)附录一主程序代码 (22)附录二电路图 (26)附录三PCB版 (27)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。
水塔水位单片机课程设计
水塔水位单片机课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解单片机的基本工作原理，掌握其编程方法。
2. 学习并掌握水位传感器的使用，了解其工作原理和特性。
3. 学习并掌握水塔水位监测系统的设计方法和实现过程。
技能目标：1. 能够运用单片机进行简单的程序编写，实现水塔水位的监测与控制。
2. 能够独立操作水位传感器，进行数据采集和处理。
3. 能够结合实际需求，设计出符合要求的水塔水位监测系统。
情感态度价值观目标：1. 培养学生动手实践、解决问题的能力，增强其对单片机及传感器技术的兴趣。
2. 培养学生团队协作精神，提高沟通与交流能力。
3. 增强学生的环保意识，使其认识到水资源监测的重要性。
课程性质：本课程为实践性课程，结合理论知识与实际操作，培养学生动手能力。
学生特点：具备一定的单片机知识基础，对传感器技术有一定了解，喜欢动手实践。
教学要求：注重理论与实践相结合，鼓励学生自主探究，关注学生在实践过程中的问题解决能力和创新能力。
通过课程学习，使学生能够将所学知识应用于实际问题的解决中，提高其综合素质。
二、教学内容1. 单片机基础：复习单片机的基本原理，重点掌握I/O口编程、中断处理、定时器等基本功能。
教材章节：《单片机原理与应用》第1-3章。
2. 水位传感器原理与使用：学习水位传感器的工作原理、特性及接线方式。
教材章节：《传感器与检测技术》第5章。
3. 水塔水位监测系统设计：a. 系统需求分析：明确监测系统的功能需求，如水位范围设定、报警等。
b. 硬件设计：选择合适的单片机、传感器、执行器等，完成系统硬件电路设计。
c. 软件设计：编写单片机程序，实现水位监测、数据处理和报警等功能。
教材章节：《单片机原理与应用》第4章、第6章，《传感器与检测技术》第6章。
4. 实践操作：分组进行水塔水位监测系统的搭建和调试，包括硬件连接、程序下载、功能测试等。
5. 课程总结：对所学内容进行总结，分析系统设计的优缺点，探讨改进措施。
毕业设计(论文)-基于AT89C51单片机的水塔智能水位控制系统设计
摘要水塔水位控制系统是我国住宅小区广泛应用的供水系统，水塔供水的主要问题是塔内水位应该始终保持在一定范围内，避免“空塔”、“溢塔”现象发生。
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最。
而智能控制系统的成本低，安装方便，灵敏性好，是节约水源，方便家庭和单位控制水塔水位的理想装置。
本论文介绍了一种由AT89C51单片机为主控元件的超声波水位测量系统。
超声波水位测量仪应用超声回波原理技术，在硬件部分，超声波发射电路将由AT89C51单片机控制的每隔固定周期的方波脉冲信号控制，以满足超声波发射探头的发射需要。
超声波接收电路对接收的回波进行发大整形，送回单片机。
系统以AT89C51单片机为设计核心，测量得到超声波的传播时间，计算出传播的距离，从而得到所要测量的水位距离,并通过LED显示出来。
软件部分，设计了中断程序、显示程序、主程序等。
使得程序部分适合硬件部分，使系统功能得以实现。
关键词超声波，AT89C51，水位测量目录1水塔水位自动控制系统概述 (4)1.1综述 (4)1.1.1 水塔水位自动控制系统 (4)1.2水位测量的分类 (4)1.2.1 按照原理分类 (4)2 超声波水位检测原理 (6)2.1超声波的水位检测介绍 (6)2.1.1 超声波基本性质 (6)2.1.2 超声波的特性 (6)2.1.3 超声波的衰减 (7)2.1.4 超声波的折射率 (7)2.1.5 水位介质中的声速与温度的关系 (8)2.2超声波水位检测探头 (9)2.3超声波探头的压电效应 (9)2.4超声波水位检测的理论分析 (10)2.5超声波水位计的优缺点与可行性 (12)2.6超声波水位检测的主要任务 (12)3 超声波水位探测系统的硬件设计 (14)3.1系统总体设计思想 (14)3.2发射电路设计 (14)3.2.1 发射电路工作原理 (15)3.2.2 发射电路的组成 (15)3.3接收电路的设计 (17)3.3.1 接收电路的工作原理 (18)3.3.2 接收电路的组成 (18)3.4显示模块 (20)3.5独立式按键 (22)4 超声波水位探测系统的软件设计 (23)4.1软件设计思想 (23)4.2中断程序 (23)4.3显示程序 (24)4.4主程序 (26)4.5按键扫描 (29)结论 (31)参考文献 (32)附件 (33)致谢 (36)1水塔水位自动控制系统概述1.1综述近年来，随着自动控制技术和工业迅猛发展，计算机、微电子、传感器等高新技术的应用和研究，水位仪表的研制得到了长足的发展，以适应越来越高的应用要求。
单片机的水位检测与控制系统论文
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。
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。
1 整体方案设计1.1整机工作原理通过水的导电性，在水位到与未到的差别形成鲜明的高低电平并利用单片机强大的数据处理能力对收到的数据进行解码、判断，做出相应的显示处理、驱动继电器打开或关闭相应的电子阀门。
1设计要求与任务设计要求：⑴利用单片机及扬声器、水位传感器等器件设计；⑵将探测到的水位变化信号转换为电压信号，经调理电路整形处理为TTL电平送入单片机；⑶单片机对送入的信号进行数据处理，在LED上进行水位显示，超出水位警戒线时发出报警提示。
原始数据：水位传感器；51单片机；蜂鸣器。
主要任务：⑴根据技术要求和现有开发环境，分析设计题目；⑵设计系统实现的方案；⑶设计并绘制电路原理图；⑷画出功能模块的程序流程图；⑸使用C语言编写实现程序；⑹结合硬件调试、修改并完善程序；⑺编写项目报告。
1.1 课题背景及研究意义分析：在工农业生产中，常常需要测量液体液位。
随着国家工业的迅速发展，液位测量技术被广泛应用到石油、化工、医药、食品等各行各业中。
水位检测论文
摘要全自动水塔控制监测系统，改变了传统水塔利用水的导电性，在不同高度安装3根金属棒用来感知水位变化的检测方式。
本设计结合了当今先进的研究成果优化了水位变化信号的检测端，基于单片机的水塔水位控制系统可以使水塔水位自动保持在一定的范围之内，同时让水塔有足够的储水量满足用户需要。
除此之外本系统还具有空塔报警、溢塔自动处理、用户设置水位上限、液晶屏显示当前水位等功能。
所以这是一个可靠、高效的水位监测与控制系统。
本设计通过一个安装在水塔内部的电容式液位传感器，采用的电容式传感器结构是一种低成本、重复性好、灵敏度高、测量稳定的传感器信号变换电路。
它利用CAV424单一或差动电容式信号转换电压输出集成电路，依据液面高度与传感器电容量成单调函数的关系，通过单片机计算水位高度，最后再经电磁阀对进水进行控制，实现了水位测量与控制系统的要求。
关键词：单片机；水位检测；电容传感器；ADC0832；CA V424ABSTRACTAutomatic water tower control monitoring system, changed the traditional water tower using electrical conductivity of water, at different heights to install 3 metal rod used to sense water level change detection design is a combination of today's advanced research results to optimize the water level change signal detection, the water tower water level control system based on single chip microcomputer can keep the water tower water level automatically within a certain range, and let the water tower has enough supply to meet user addition this system also has the air tower alarm, automatic processing, user setting upper limit of water overflow tower, LCD screen displays the current water level, this is a reliable and efficient water level monitoring and control system.This design through a capacitive liquid level sensor installed inside the water tower, the structure of capacitive sensor is a kind of low cost, good repeatability, high sensitivity, measure the stability of the sensor signal conversion using single CA V424 or differential capacitive signal voltage output integrated circuit, based on the liquid surface height and capacitance sensor into a monotonic function, the relationship between water level through the calculation of single chip microcomputer, and then the electromagnetic valve to control the water, water level measurement and control system is realized.Key words：microcomputer；power system；liquid level measurement；capacitive sensor；ADC0832；CA V424目录摘要 (I)ABSTRACT (II)1 前言 (1)1.1 选题背景及研究意义 (1)1.2.1 水位检测与控制的概念 (2)1.2.2 水位检测技术的研究现状 (2)1.3 课题主要设计内容及要求 (3)1.3.1 课题设计内容 (3)1.3.2 课题设计要求 (3)2 水位检测与控制系统相关原理 (4)水塔工作原理分析 (4)2.1.1 水塔工作原理 (4)2.1.2 水塔的的水位检测与控制系统 (5)2.2 水位检测系统 (6)2.2.1 电容式水位传感器的原理 (6)2.2.2 CA V424电容式信号转换电压输出集成电路 (7)2.3 水位控制系统 (10)2.3.1 单片机控制原理 (10)2.3.2 电磁阀控制原理 (10)3 系统硬件设计 (12)3.2 系统电路组成及设计说明 (12)3.1 硬件设计工具简介 (12)3.3 各部分电路设计 (13)3.2.1 电源电路设计 (13)3.2.2 MCU主控电路设计 (14)3.2.3 显示单元电路设计 (15)3.2.4 ADC0832电路设计 (16)3.2.5 传感器信号转换电路设计 (18)3.2.6 电磁阀控制电路设计 (19)4 系统软件设计 (20)4.1 软件设计任务 (20)4.2 程序算法设计 (20)4.3 软件设计工具简介 (20)4.3.1 Keil μVision4程序编译调试软件 (20)4.4 软件设计流程 (21)4.4.1 主程序流程图 (21)4.4.2 单片机程序流程图 (22)5 系统测试与结果分析 (23)结论 (25)参考文献 (26)致谢 (27)附录 (28)1前言1.1 选题背景及研究意义水塔是在日常生活和工业应用中经常见到的蓄水装置，通过对其水位的控制对外供水以满足需要，其水位控制具有普遍性。
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河北科技师范学院课程设计说明书题目：水塔水位监测装置机电系 09 电气专 0426090126 张海龙马继伟学院（：学院（系）年级专业：年级专业：学号：学生姓名：学生姓名：指导教师：指导教师：一、引言随着科学技术的发展，单片机作为嵌入式微控制器在工业测控系统，智能仪器和家用电器中得到广泛应用。
在实时检测和自动控制的单片机应用系统中,单片机往往是作为一个核心部件来使用。
水塔水位控制系统的基本要求是能够在无人监控的情况下自动进行工作，在水塔中的水位到达水位下限时自动启动电机，给水塔供水；在水塔水位达到水位上限的时候自动关闭电机，停止供水。
并能在供水系统出现异常的时候能够发出警报，以及时排除故障，随时保证水塔的对外的正常供水作用。
水塔是在日常生活和工业应用中经常见到的蓄水装置，通过对其水位的控制对外供水以满足需要，其水位控制具有普遍性。
不论社会经济如何飞速，水在人们正常生活和生产中起着重要的作用。
一旦断了水，轻则给人民生活带来极大的不便，重则可能造成严重的生产事故及损失，从而对供水系统提出了更高的要求，满足及时、准确、安全充足的供水。
如果仍然使用人工方式，劳动强度大，工作效率低，安全性难以保障，由此必须进行自动化控制系统的改造。
从而实现提供足够的水量、平稳的水压、水塔水位的自动控制有设计低成本、高实用价值的控制器。
该设计采用分立的电路实现超高、低警戒水位处理,实现自动控制,而达到节能的目的,提高了供水系统的质量。
二、摘要水位控制在日常生活及工业领域中应用相当广泛，比如水塔、地下水、水电站等情况下的水位控制。
自动检测水位的检测系统能根据水位变化的情况自动调节。
本次课题采用单片机进行主控制，利用水的导电性测量水位的变化，把测量到的水位变化转换成相应的电信号，用单片机对接收到的信号进行数据处理，完成水位的检测、控制及故障报警等功能。
三、关键词：水位单片机 A/D 转换2四、硬件设计 4.1 总体设计方案分析课题可知应分两个电路来实现系统的功能，一是水位控制电路，二是水质检测电路，并且对于整个系统我们采用顺序控制。
首先进行水位控制，水位电路根据输入不同的模拟量，转换为不同的数字量，经过和设定的值进行比较，通过 P1.2 口对电机进行控制。
水位控制电路完成其预定功能后，便自动转到延时子程序，系统经过一定的预定延时（本设计设定值为 10S）之后，转去执行水质检测电路。
检测电路根据不同的模拟量的输入，转换为不同的数字量，经过和设定的值进行比较后，由单片机产生不同的驱动信号，从而使对应的二极管发光，以显示不同的水质状态。
水质检测结束，系统自动返回到主程序的入口处，继续进行水位的检测和控制。
如此往复循环达到对水塔水位的自动控制和对水塔水质的检测和显示，从而满足水位和水质的要求。
硬件设计方框图如图 1 所示。
开始水位控制延时水质检测34.2 系统组成水位检测电路可以通过两个 51 单片机的管脚来感知水位的变化，产生不同的逻辑组合来控制是否进水或是停止进水。
输出端可由一个端口来控制电机的运行状态，进而控制水泵的工作。
水质检测的电路主要由 A/D 转换器组成。
通过 A/D 转换为数字量作用于单片机，从而控制水质状况的显示。
本次设计采用 ADC0808 芯片。
用 LED 灯来显示水位的高低。
ADC0808 有 8 路模拟量的输入端口，本次设计只要用其中一个，8 路模拟开关无需进行切换选通。
设计通过 A/D 转换为数字量作用于单片机，进而控制电机的运转。
本次设计采用可调电阻器来控制模拟电信号的输入。
通过对电阻器的调节来模拟输入量的变化。
通过对比数字量来进行进行判断水位的高低，不同颜色的信号指示灯显示不同的水质。
进而通过输出口对电机进行开关控制。
4.3 ADC0808 的简要介绍ADC0808 有 8 路模拟量的输入端口，本次设计只要用其中一个，8 路模拟开关无需进行切换选通。
ADC0808 的 8 路模拟输入 8 路数字输出的逐次逼近法 A/D 器件。
其主要技术指标和特性为： 1.分辨率为 8 位。
2.转换时间取决于芯片时钟频率。
本次单元电路仿真采用 640KHZ 的时钟方波信号。
3.单一电源+5V。
模拟输入电压范围单极性 0-5V,双极性± 5V 或± 10V。
本次课程设计由于只有一个模拟输入量，且电压变化都为正值，故采用单极性电源接法。
4.启动转换控制方式为脉冲式（正脉冲），上升沿使内部所有寄存器清“0”，下降沿使 A/D 转换开始。
主要管脚说明：4CLK:为时钟信号输入端，决定 A/D 转换的速度，转换一次为 64 各时钟周期。
ALE:地址锁存允许信号，高电平有效。
当此信号有效时，A、B、C 三位地址信号被锁存，译码选通对应模拟通道。
START:为启动转换信号，正脉冲有效。
此信号通常与系统信号相连，控制 A\D 转换器的启动。
EOC:转换结束信号，高电平有效，表示一次 A\D 转换已完成。
可作为中断触发信号，也可用程序查询的方法检测转换是否结束。
OE:输出允许信号，高电平有效，可与系统读选通信号 RD 相连。
当计算机发出此信号时，ADC0808 的三态门被打开，此时可通过数据线读到正确的转换结果。
DC0808 的逻辑结构及引脚功能如图 2 所示START CLK EOCIN7～IN08 路模拟开关控制与时序比较器SAR三存态输缓出冲器锁D7～D0ADDA ADDB ADDC ALE地址锁存与译码树状开关电阻网络VccGNDREF（+）REF（-）OE图24.4 水位检测电路模拟量由模拟通道 IN1 输入，通过对可调电阻的调节，模拟输入不同的电压量。
数字量的输出端与单片机的 P0 口相连接。
单片机可通过对 P0 口数据的采集和处理，发出相应的控制信号。
P3.0 口和 P3.6 口通过逻辑或非门后，输出端接 START 与 ALE 端口。
P3.0 口和 P3.7 口也通过逻辑或非门后，输出端接 OE 端。
通过对 PO 的信号和设定的数值比较，得出水位的高低而通过 P1.2 口对电机进行控制。
同时 P0 口的信号转入 P2 口，通过 LED 灯的显示来显示水位的高低，灯光的不同来表示水塔的水位状态。
电路连接图如图 3 所示。
图34.5 水质检测电路水质检测电路主要由 ADC0808 实现,通过 A/D 转换对比来判断水质的6好坏。
模拟量由模拟通道 IN0 输入，通过对可调电阻的调节，模拟输入不同的电压量。
数字量的输出端与单片机的 P0 口相连接。
单片机可通过对 P0 口数据的采集和处理，发出相应的控制信号。
P3.0 口和 P3.6 口通过逻辑或非门后，输出端接 START 与 ALE 端口。
P3.0 口和 P3.7 口也通过逻辑或非门后，输出端接 OE 端。
由于只需采用一个模拟输入通道（IN0），故可将模拟通道地址选择端都就地，这样，转换出的数字量便全部为 IN0 口的模拟量的对应值。
输出端为 P1.5、P1.6、P1.7，分别接一发光二极管，用以显示不同的水质的状态。
电路连接图如图 4 所示。
图47五、软件设计一个应用系统，要完成各项功能，首先必须有较完善的硬件作保证。
同时还必须得到相应设计合理的软件的支持，尤其是微机应用高速发展的今天，许多由硬件完成的工作，都可通过软件编程而代替。
甚至有些必须采用很复杂的硬件电路才能完成的工作，用软件编程有时会变得很简单。
以下为设计的具体程序5.1 水位控制程序通过对水位控制电路图的分析，做出以下水位控制程序流程图如图 5 所示。
8图 5 水位控制程序流程图由以上流程图，可以得出水位控制程序清单如下： ORG 0000H AJMP ORG MAIN 0030HSJMP LOOP ORG 0050HMAIN: SETB P1.0 CLR P3.0 CLR P3.6 ACALL DELAY SETB P3.09SETB P3.6 WAIT: JB P1.1,DONE1 SJMP WAIT DONE1 : CLR P3.0 CLR P3.7 MOV CLR C SUBB A,#0F4H JNC D1 MOV A,P0 SETB C SUBB A,#0003H JC D2 SJMP LOOP D1: CLR P1.2 SJMP BACK D2: SETB P1.2 SJMP BACK BACK: ACALL D10S SJMP LOOP A,P0 ;检测转换是否完成 ;等待转换完成5.2 水质检测程序通过对水质检测电路图的分析，做出以下水质检测程序流程图如图 6 所示。
10图 6 水质检测流程图由以上流程图，可以得出水质检查系统程序清单如下： ORG 0000H SJMP MAIN ORG 0030 MAIN: CLR P3.0 CLR P3.6 ACALL DELAY SETB P3.0;调用延时子程序SETB P3.6 WAIT: JB P2.7,DONE SJMP WAIT DONE: CLR P3.0 CLR P3.7 MOV A,P0 CLR C SUBB A,#0AAH JNC DONE1 MOV A,P0 SUBB A,#55H JNC DONE2 SETB P1.5 CLR P1.6 CLR P1.7 SJMP MAIN DONE1: SETB P1.7 CLR P1.6 CLR P1.5 SJMP MAIN DONE2: SETB P1.6 CLR P1.5 CLR P1.7 SJMP MAIN DELAY: MOV R5,#5 DL1: DL2: MOV R6,#10 MOV R7,#1012;转换结束则转 ;未结束则等待;读取数据;与设定值比较大小 ;大则转;与设定值比较大小 ;大则转 ;控制红灯亮;控制绿灯亮;控制黄灯亮;延时子程序DJNZ R7,$ DJNZ R6,DL2 DJNZ R5,DL1 RET END5.3 使用说明与注意事项该电路设计比较简单，功能稳定，适合于实际的水塔水位控制中使用。
作为一个很实用的自动控制装置，为了工作人员的操作的方便，下面对其使用方法与注意事项作如下简单描述：使用水质和水位检测和调节功能是一个完全自动的过程，不过仿真电路是需要人为改变输入量的变化，在水位的输入量就是通过浮标来改变输入量电压的大小，通过 A/D 转换，利用浮力原理使浮标带动触头工作,进而影响直流接触器动作,控制交流接触器工作,实现水塔无水时自动开启水泵电动机,水满时自动关闭的自动控制目的，整个由单片机来实现对电机的调节。