论文答辩-基于单片机水塔水位控制器的设计
基于单片机的水温水位控制系统设计
四、结论
基于单片机的智能水箱水位和水温控制系统具有结构简单、成本低、可靠性 高等优点。通过实时监测和控制水箱的水位和水温，可以满足不同用户的需求。 此外，通过优化系统的硬件设计和软件设计，可以进一步提高系统的性能和可靠 性。这种系统不仅可以应用于家庭用水领域，也可以应用于工业生产中的液体控 制，具有广泛的应用前景。
1、抗干扰设计
由于环境因素和设备本身的影响，系统可能会受到干扰。因此，需要在硬件 设计和软件设计中加入抗干扰措施，如滤波电路、软件去抖动等。
2、节能设计
为了降低系统的功耗，可以在软件设计中加入休眠模式和唤醒模式。当系统 不需要工作时，可以进入休眠模式，降低功耗。当有数据需要处理时，系统被唤 醒，进入工作状态。
2、软件设计
系统的软件设计主要实现以下功能：数据的采集、处理、显示和控制。首先， 单片机通过水位传感器和水温传感器采集当前的水位和水温数据。然后，单片机 对采集到的数据进行处理，判断水位和水温是否正常。如果异常，则启动相应的 执行机构进行调节。最后，单片机将处理后的数据通过显示模块进行显示。
三、系统优化
六、结论
本次演示设计了一种基于单片机的水温水位控制系统，实现了温度和水位的 自动检测、调节和控制。该系统具有成本低、可靠性高、易于实现等优点，同时 支持远程控制和节能模式等功能。在家庭、工业和科学研究中具有广泛的应用前 景。
参考自动化技术的普及，智能化设备在日常生活和工业生产中 的应用越来越广泛。其中，基于单片机的智能水箱水位和水温控制系统具有重要 应用价值。这种系统可以实现对水箱水位和水温的实时监测和控制，以适应不同 的应用需求。
系统软件采用C语言编写，主要包括以下几个部分：数据采集、数据处理、 控制输出和远程通信。
1、数据采集：通过I/O端口读取DS18B20和超声波水位传感器的数据。
基于单片机的水塔水位控制系统设计学士学位论文
摘要在当今社会，水塔水位控制系统在我们的各个行业中占有很重大的作用，在大型养殖场中为家畜提供饮用水，冲洗养殖圈；在工业生产中通过水塔控制系统来排放污水。
然而传统的水塔控制系统存在很大的不足，需要工作人员时刻监控，需要的劳动力十分强大，而且还会带来很多不足，轻则给人们的生活带来很大的不便，重则出现造成很大的事故和经济损失。
本次设计采用基于单片机水塔水位控制系统，为了使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。
首先通过实时检测测量水位变化，从而控制电动机，保证水位正常。
因此，这里给出以STC公司的STC89C52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、处理等功能，并在Proteus软件环境下实际仿真。
系统程序语言是使用比较广泛的C语言进行编写，结构清晰，达到的系统控制效果很好。
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。
该基于单片机的水塔水位控制系统方便，降低工作人员的工作量提高了整体的效率。
关键词：水塔控制；单片机STC89C52；Proteus软件；C语言AbstractIn today's society, the water tower water level control system plays very important role in our various industries, in large farms for livestock with drinking water, irrigation farming circles; in industrial production by water tower control system to discharge the sewage. However traditional water tower control system in the presence of a lot of problems and need to staff time monitoring and need of labor force is very strong, but also brings many problems, light to people's life bring inconvenience, re appeared a lot of accidents and economic loss caused by. By the design of control system based on MCU for water tower water level, in order to make the actual process of water to ensure water level within the allowed range of floating, the voltage control level. Firstly, the water level is measured by real-time detection, so as to control the motor and ensure the normal water level.. Therefore, given here to STC STC89C52 microcontroller as the core device of the water tower water level detection control system design and simulation, to achieve the detection of the water level control and treatment function and under the environment of the Proteus Software simulation. System programming language is the use of a wide range of C language, structure clarity, to achieve the system control effect is good. Experimental results show that the system has good detection control function, portability and scalability.. The water level control system based on MCU is convenient, reduce staff workload and improve the overall efficiency.矚慫润厲钐瘗睞枥庑赖。
毕业论文(设计)：基于51单片机控制的水塔自动供水系统设计
毕业(设计) 论文题目：基于51单片机控制的水塔自动供水系统系部：电气工程与自动化系专业：自动化技术班级：电气A0701班姓名：李月鹏指导教师：陈毅朋、张慧明山西综合职业技术学院摘要微型计算机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。
基于单片机的智能水塔水位控制系统设计_袁新娣
基于单片机的智能水塔水位控制系统设计＊袁新娣(赣南师范学院物理与电子信息学院,江西赣州 341000)摘 要:为了克服传统的浮子系统控制水塔水位的不足,本论文设计了一种实时无线水位智能监测系统,该系统以A T 89S 52单片机为核心,通过安装在水塔上的超声波传感器测量出水位后,单片机与设定的水位上下限进行比较决定是否接通或断开抽水机电路,同时该单片机通过无线发射器把数据发至中控室的单片机以显示水塔水位.论文从硬件设计与软件设计两方面进行了阐述.实践表明:该系统简单可靠,实用性较强.关键词:水位;单片机;超声波传感器;无线发射器中图分类号:T P 212.11 文献标识码:A 文章编号:1004-8332(2010)06-0052-031 系统概述目前,我国处理生活或工厂供水主要采用的是水塔形式,为了防止水塔水位过高而溢水,或水过少而出现用水时的等待现象,应当控制塔内水位始终保持在一定范围.目前,控制水塔水位常用的方法是由浮子检测水位,通过浮子杠杆原理接通或断开抽水机工作电路,这种系统精确度与可靠性都不高,而且很难实时查看水位高低,如果要调整控制水位的上下限也非常不方便.本论文设计了一种智能水位控制系统,首先通过传感器实时检测水塔水位,然后把水位数据传送到水塔处的单片机,单片机把数据与所设定的水位上下限作比较,如果水位低于下限,则启动抽水机抽水,保证水塔的水足够,如果水位达到了上限,则及时停止抽水,防止“溢塔”而浪费水,并且水位的上下限随时可以根据实际情况由拨码开关进行调整;同时该单片机控制无线发送器把水位数据发送到中央控制室的单片机处显示,实现实时监测目的.此系统可以对单个水塔水位进行控制,也可以扩展到对一定距离范围内的多个水塔进行控制.2 系统硬件设计2.1 系统框图图1 系统总体框图系统总体框图如图1所示.由图中可以看出,系统主要由水位检测及无线发送部分和水位数据无线接收两部分组成,控制的核心元件是单片机.图1中的(a )部分是安装在水塔处,(b )部分安装在中央控制室实现水位显示.其中(a )的超声波接收与超声波发送模块用于水位的测量,N R F 24L 01无线发送模块用于把水位数据实时发送到(b )中的N R F 24L 01无线接收器.数据的显示使用液晶显示器L C D 1602.在实际运用中,水位检测及无线发送部分可以扩展到125个,而水位数据无线接收部分只需一个,这就是多发一收,从而实现对一个区域内多个水塔的水量进行监测控制.2.2 系统主要模块硬件设计2.2.1 单片机控制器的介绍该系统中,单片机是控制的核心模块,分析处理传感器检测的数据,接收或发送数据等.本系统采用的单片机是A t m e l 公司生产的A T 89S 52,该单片机是一种低功耗、高性能C M O S 8位微控制器,使用高密度非易失性存储器技术制造,与工业80C 51产品指令和引脚完全兼容.A T 89S 52具有以下标准功能:8k 字节F l a s h ,2010年 赣南师范学院学报 №.6第六期 J o u r n a l o f G a n n a n N o r m a l U n i v e r s i t y D e c .2010＊收稿日期:2010-09-15 修回日期:2010-10-19 作者简介:袁新娣(1974-),女,江西瑞金人,赣南师范学院物理与电子信息学院讲师,主要从事电子信息方面教学与研究.DOI :10.13698/j .cn ki .cn36-1037/c .2010.06.026256字节R A M ,32位I /O 口线(P 0,P 1,P 2,P 3),看门狗定时器,2个数据指针,三个16位定时器/计数器,一个6向量2级中断结构,全双工串行口,片内晶振及时钟电路等,更详细的原理请参照参考文献[1].2.2.2 超声波收发器模块的设计本系统使用超声波收发器作为测量水塔水位的传感器.该器件能测量自身到水面之间的距离,由超声波发送电路和超声波接收电路组成,本模块的设计主要参照了参考文献[2]来进行的.超声波发射电路原理如图2所示,单片机的P 2.4端口发出40K H Z 的方波信号,然后信号分成两路送出,其中的一路经反向器74L S 4069后送到超声发射管T 的一个电极,另一路经两次反向后送到发射管T 的另一个电极,这样做目的是为了增强超声波发射强度和提高电路驱动能力.电阻R 1和R 2作为上拉电阻作用有两个:第一是提高反向器输出高电平的驱动能力;第二是增加超声波发射管T 的阻尼系数,缩短自由振荡的时间.超声波接收电路原理如图3所示,该部分主要由超声波接收探头R 及红外检波接收芯片C X 20106A 组成,因接收芯片C X 20106A 的载波频率为38K H Z ,而上述超声波发射电路发出的超声波频率为40K H Z ,两者较为接近,所以利用该芯片制作超声波接收电路.实验表明,无超声波信号时C X 20106A 输出高电平,有信号时输出一个脉冲信号,且具有很高的灵敏度和较强的抗干扰能力.图2 超声波发射电路 图3 超声波接收电路 图4 n R f 24l 01与A T 89S 52连接电路当系统工作时,由单片机P 2.4端口发出的40K H Z 的方波信号经过驱动电路使超声波发射器T 发出一定强度的超声波信号,当超声波信号遇到障碍物时就会被反射回来,反射回来的超声波信号被超声波接收器R 所接收,接收到的信号经过信号处理电路的处理送入到单片机的P 3.2端口,单片机根据发送与接收的时间差计算出传感器到水面的距离X ,再由安装时传感器到水塔底部的距离H (已知值),计算出当前水的剩余量h =H-X .2.2.3 N R F 24L 01无线发送器与无线接收模块设计发送器安装在水塔单片机处,接收器安装在中控室单片机处,发送器用来实时发送当前的水位数据,接收器实时接收发送器发来的水位信号,实现远程监测的目的.N R F 24L 01是无线数据传输单片射频收发芯片,工作于2.4～2.5G H z 、I S M 频段,芯片内置频率合成器、功率放大器、晶体振荡器和调制器等功能模块,输出功率和通信频道可通过程序进行配置,芯片能耗非常低[3].N R F 24L 01是一个独立的模块,通过S P I 接口和外部控制器件进行数据交换,如果外部控制器件没有S P I 接口可以用普通I /O 口模拟,本系统选用的A T 89S 52则带有可灵活配置的S P I 接口可以方便地和N R F 24L 01连接.单片机与N R F 24L 01的连接如图4所示,电源为3.3V .2.2.4 抽水机模块设计抽水机控制主要是通过用小电压去控制抽水机的工作电路,这里用单片机的P 1.5和P 1.6去控制双向可控硅的通断,从而控制抽水机电路的通断.电路图如图5所示.图5 抽水机控制电路抽水机控制电路中,既能用单片机去控制,也可通过手动去控制,这使得抽水机的控制更灵活,也可避免当单片机控制器出错时,抽水机失控的情况.当开关S W 2闭合时,单片机发出的通断信号可以被抽水机接收,实现在下限水位自动抽水与上限水位自动停止抽水,此时只要手动改变开关S W 1的状态就可将当前的抽水机工作状态切换为相反,所以既体现了手动控制也体现了自动控制.当开关S W 2打开时,也就断开了自动控制功能,此状态主要用于当单片机控制异常时,断开自动控制信号,但此时手动53第6期 袁新娣 基于单片机的智能水塔水位控制系统设计控制功能还是存在的,只要改变开关S W 1的状态也可将抽水机状态切换为相反.2.2.5 测量范围设置模块及显示模块的设计这两个模块相对比较简单,测量范围设置也即水位控制的上下限设置,主要由拨码开关组成,通过单片机的P 1.0～P 1.3口去识别拨码开关各个位的输入状态,输入状态决定对应的测量范围,我们可以根据实际的水塔高度设置水位的上下限. 图6 系统软件主流程图水位的显示使用的是L C D 1602液晶模块,L C D 1602内部的字符发生存储器(C G R O M )已经存储了160个不同的点阵字符图形,这些字符有:阿拉伯数字、英文字母的大小写、常用的符号、和日文假名等.每一个字符都有一个固定的代码,所以对该部分的编程也变得简单了.该系统的中控室单片机连接的L C D 1602与水塔处单片机连接的L C D 1602显示的内容同是水塔的水位,与单片机的连接也是相同的,即将单片机的P 0.0～P 0.7对应接到1602的7～14脚作为数据引脚,P 2.5～P 2.7对应接到1602的4～5脚作为控制引脚,电源用5伏.3 软件设计本系统软件采用C 语言进行开发,软件部分也主要分为两个部分,第一是水位检测并无线发送水位数据部分;第二是水位数据无线接收部分,主流程图如图6所示.超声波发生子函数是通过单片机的P 2.4端口发送8个超声波脉冲信号,同时把定时计数器T 0打开进行计时.水位检测主函数利用外中断0检测返回的超声波信号,一旦接收到返回的超声波信号(即I N T 0引脚呈现低电平),立即进入中断服务函数.进入中断后,首先关定时计数器T 0停止计时,将测距成功标志位赋1,并将信号传送的时间值转换为信号传输的距离值;然后再将此距离值转换为水的剩余量,并显示;最后根据剩余量值判断是抽水还是不抽水,如果水的剩余量大于等于90%,则停止抽水,如果水的剩余量小于等于10%,则开始抽水,如果水的剩余量在10%到90%之间,则抽水机保持当前状态.如果等待30M S 接收不到超声波信号,则不进入距离计算函数,但还会有显示,显示的是上一次测得的数据,但无论如何都会无线发送当前显示的数据.在无线接收程序中只要有数据发过来,就进行实时接收与显示.(程序略)4 结束语本系统的设计实现了对水塔水位的精确控制与检测,并且可以方便地根据实际情况调整测量范围,能有效地防止“空塔”和“溢塔”的现象.该系统设计简单,成本便宜,使用方便,稳定性较好,具有很好的实用意义.参考文献:[1] 孙育才,王荣兴,孙华芳.A T M E L 新型A T 89S 52系列单片机及其应用[M ].北京:清华大学出版社,2006.[2] 李永鉴,刘国安.简易超声波测距仪的制作[J ].福建电脑,2006(7):131-132.[3] 刘靖,陈在平,李其林.基于n R F 24L 01的无线数字传输系统[J ].天津理工大学学报,2007,23(3):38-40.D e s i g na b o u t Wa t e r T o w e r 's Wa t e r L e v e l C o n t r o l S y s t e mB a s e d o nS i n g l e -c h i pC o m p u t e rY U A NX i n -d i(S c h o o l o f P h y s i c s a n dE l e c t r o n i c a l I n f o r m a t i o n ,G a n n a n n o r m a l u n i v e r s i t y ,G a n z h o u 341000,C h i n a )A b s t r a c t :I no r d e r t o o v e r c o m e t h e s h o r t c o m i n g o f t h e t r a d i t i o n a l w a t e r t o w e r 's w a t e r l e v e l c o n t r o l s y s t e m,a n i n t e l l i g e n t a n d r e a l -t i m e w a t e r l e v e l c o n t r o l s y s t e mi s i n t r o d u c e d i n t h i s p a p e r .T h i s s y s t e m i s m a n a g e db y t w o s i n g l e -c h i p c o m p u t e r s A T 89S 52.A f t e r t h e u l t r a s o n i c s e n s o r m e a s u r e s t h e w a t e r l e v e l ,t h e A T 89S 52a n a l y z e s t h e d a t a a n dd e t e r m i n e s t h e w o r k i n g s t a t e o f t h e p u m p b a s e d o nt h e s e t w a t e r l e v e l .A t t h e s a m e t i m e ,t h ed a t aa b o u t w a t e r l e v e l i s t r a n s m i t t e dt h r o u g h w i r e l e s s t r a n s m i t t e r t o a n o t h e r A T 89S 52a n dd i s -p l a y s i n t h e c o n t r o l r o o m .T h e h a r d w a r e a n ds o f t w a r e a b o u t t h e c o n t r o l s y s t e ma r e d e s c r i b e d i nt h e p a p e r .E x p e r i m e n t s h o w e d t h a t t h e s y s t e m i s s i m p l e a n dr e l i a b l e .K e yw o r d s :w a t e r l e v e l ,s i n g l e -c h i pc o m p u t e r ,u l t r a s o n i c s e n s o r s ,w i r e l e s s t r a n s m i t t e r 54赣南师范学院学报 2010年。
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。
基于单片机的水塔水位控制设计
单片机课程设计题目：水塔水位的控制班级：电气073班姓名：徐慧学号：200708936指导教师：苟军年设计时间：2009.12.31一，中文摘要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。
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；二，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。
因此，以80C5l单片机为核心器件的水塔水位检测控制系统，实现水位的检测控制、电机故障检测、处理和报警等功能。
该系统具有全自动水位监测与控制功能。
三，水塔水位控制原理单片机水塔水位控制原理如图1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。
为此，在水塔内的不同高度处，安装固定不变的3根金属棒A、B、C，用以反映水位变化的情况。
其中，A棒在下限水位，B棒在上、下限水位之间，C棒在上限水位(底端靠近水池底部，不能过低，要保证有足够大的流水量)。
水塔由电机带动水泵供水，单片机控制电机转动，随着供水，水位不断上升，当水位上升到上限水位时，由于水的导电作用，使B、C棒均与+5 V连通。
因此b、c两端的电压都为+5 V即为“1”状态．此时应停止电机和水泵工作，不再向水塔注水；当水位处于上、下限之间时，B棒和A棒导通，而C棒不能与A棒导通，b端为“1”状态，c端为“0”状态。
此时电机带动水泵给水塔注水，使水位上升，还是电机不工作，水位不断下降，都应继续维持原有工作状态；当水位处于下限位置以下时，B、C棒均不能与A棒导通，b、c均为“0”状态，此时应启动电机转动，带动水泵给水塔注水。
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。
基于单片机的水温控制系统设计答辩ppt
姓 名:
导师:
专 业 :电气工程及其自动化
CONTENTS
01 选题背景与意义
background and significance of Topic selection
02 研究过程及方法
Research process and methods
03 研究成果
Research results
04 论文归纳与小结
Summary of Papers and Acknowledgements
论文概述
本文主要是设计一种水龙头水温控制系统，该 系统主要由水温设置模块、水阀控制模块、温度采 集模块等组成，利用温度设置模块输入温度，用单 片机对温度进行数据采集与设定的温度数据进行对 比判断，再用四相步进电机实现对冷、热水进水量 的控制，重复进行以上步骤，使温度不断逼近输入 温度。
3. 温控步进电机： 根据温度差值的正负来 控制步进电机的转向， 从而控制冷水和热水的 流量。
4. 液晶显示：将部分 数据显示在LCD屏上， 包括温度数据和输入的 温度设定值。
5. 键盘输入：通过 键盘输入模块获取用 户输入的温度设定值。
总结来说，该水龙头水温控制系统的硬件部分包括温度 采集模块、键盘输入模块、水阀控制模块和液晶显示模块， 核心为单片机芯片。软件部分包括主模块程序、温度数据采 集、温控步进电机、液晶显示和键盘输入等模块。然而，该 系统目前还存在一些问题，需要进一步完善和调试。
01
background and significance of Topic selection
水龙头在人们生活中起到调节水流大小的作用，但现代人们对水龙 头的需求已不仅限于调节水流，更多关注外观、耐用性和水温控制等方 面。随着科技的发展，信息技术、计算机技术和电子技术的应用也进一 步改善了水温控制的需求。水温的控制在工业、农业生产中具有重要作 用，过高或过低的水温会造成资源浪费和损失。此外，水温的变化也会 影响人们的心情和生活体验。因此，将水龙头与科技技术相结合，实现 水温控制系统，能够提高生活质量和有效利用水资源。在设计水温控制 系统时，安全性是重要考虑因素之一。温度传感器需要与水接触，因此 必须具备防水功能，以确保水温数据的准确性和使用安全。温度控制和 流量控制是构成水温控制系统的关键，温度控制调节水温，流量控制控 制冷热水的进水量，以实现最终从水龙头流出的水温符合需求。
毕业设计论文答辩热水器水温水位控制的设计
、电源局部
电源局部由由整流电路、滤波电路、稳压电路 等组成，其原理图如以下图所示。
热水器水温水位控制装置原理图
五、软件设计
➢ 系统主程序流程图 ➢ 正常工作状态子程序流程图 ➢ 设定预置水位子程序流程图 ➢ 设定预置温度子程序流程图
本设计为用户
提供了三个工作 状态, 按K1切换 工作状态，其三 个状态分别为正 常工作、设定预 置温度、设定预 置水位。其程序 流程图如下图。
在必要时可以手动上水,当水位到达设定水位时， 系统自动报警，提示用户关闭手动上水。
水温水位在正常时由8位LED数码管同时显示。 如果系统接触不良，在LED上显示--℃。.
四、硬件的实现
➢ 水温检测局部 ➢ 水位检测局部 ➢ 智能控制器局部 ➢ 执行器局部 ➢ 显示局部 ➢ 电源局部
、水温检测局部
图4.5.1 电磁式继电器外形图
电磁继电器的特性参数
1.额定工作电压或额定工作电流：指继电器工 作时线圈需要的电压或电流。 2.直流电阻：指线圈的直流电阻。 3.吸合电流：指继电器能够产生吸合动作的最 小电流。要使继电器可靠吸合，给定电压可以 等于或略高于额定工作电压。一般不要大于额 定工作电压的倍。否那么会烧毁线圈。
一、概述 二、系统方案的设计 三、系统的工作原理 四、硬件的实现 五、软件的设计 六、结束语
一、系统的概述
太阳能是目前最为“干净〞的能源之一。 随着消费者环保和绿色意识的提高，太阳能 热水器已经开始走进千家万户。这里介绍一 种低本钱、高性能、全自动的太阳能热水器 控制器。它用数字方式显示水温、水位；全 自动水位控制，水位低于设定值或水温高于 设定值时自动上水，上水到规定水位时自动 停止上水〔水位水温的上限可由用户自行设 定)；可以通过触摸键手动上水、停水；水温 低于设定值时自动加热；系统还有故障显示 和故障报警功能.
(完整版)基于PLC的水塔水位控制系统毕业设计论文
第2章可编程器简介
2.1可编程控制器的产生
可编程控制器是二十世纪七十年代发展起来的控制设备，是集微处理器、储存器、输入输出接口与中断于一体的器件，已经被广泛应用于机械制造、冶金、化工、能源、交通等各个行业。计算机在操作系统、应用软件、通行能力上的飞速发展，大大加强了可编程控制器通信能力，丰富了可编程控制器编程软件和编程技巧，增强了PLC过程控制能力。因此，无论是单机还是多机控制、是流水线控制还是过程控制，都可以采用可编程控制器，推广和普及可编程控制器的使用技术，对提高我国工业自动化生产及生产效率都有十分重要的意义。
3.2.1设计分析15
3.2.2可行性试验16
3.2.3可行性分析17
3.3水位闭环控制系统17
第4章PLC中PID控制器的实现19
4.1 PID算法19
4.2 PID应用20
4.3 PLC实现PID控制的方式20
4.4 PLC PID控制器的实现21
4.5 PID指令及回路表23
第5章 系统硬件开发设计24
7.1本课题研究结论35
7.2课题存在问题38
第1章引言
在工业生产中，电流、电压、温度、压力、液位、流量、和开关量等都是常用的主要被控参数。其中，水位控制越来越重要。在社会经济飞速发展的今天，水在人们正常生活和生产中起着越来越重要的作用。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。因此给水工程往往成为高层建筑或工矿企业中最重要的基础设施之一。任何时候都能提供足够的水量、平稳的水压、合格的水质是对给水系统提出的基本要求。就目前而言，多数工业、生活供水系统都采用水塔、层顶水箱等作为基本储水设备，由一级或二级水泵从地下市政水管补给。传统的控制方式存在控制精度低、能耗大、可靠性差等缺点。可编程控制器（PLC）是根据顺序逻辑控制的需要而发展起来的，是专门为工业环境应用而设计的数字运算操作的电子装置。鉴于其种种优点，目前水位控制的方式被PLC控制取代。同时，又有PID控制技术的发展，因此，如何建立一个可靠安全、又易于维护的给水系统是值得我们研究的课题。
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。
论文答辩-基于单片机水塔水位控制器的设计
超声波接收电路
• 超声波接Leabharlann 头采用 与发射头配对的R， 先将超声波调制脉 冲转化为交变电压 信号，经运算放大 器放大后传送到音 频译码集成块 LM567CN的引脚3。 当输出端8脚由高电 平跃变为低电平时， 作为中断请求信号， 送至单片机处理。
报警电路
该系统采用的是声光报警，当系统 的液位超出或低于系统预先设定的 警戒水位时,蜂鸣器就会响铃同时相 应的发光二极管会发亮以提醒工作 人员注意并进行监控。该系统采用 了2只发光二极管分别代表超最高 警戒水位和超最低警戒水位,并用1 只蜂鸣器来进行报警。当液位高于 最高警戒水位时，P2.5为低电平， LED1发光；当液位低于最低警戒水 位时，P2.4为低电平，LED2发光； 当水位超最高警戒水位和超最低警 戒水位时，蜂鸣器都会响，系统自 动报警。
else {Warm = 1; } } else { Warm = 1; Motor1 = 0; Motor2 = 0; }
//其他情况 电机停止
报警模块
系统仿真
• 仿真部分我是用Proteus软件模拟仿真一座 25.5米的水塔，最高警戒水位为23米，最 低警戒水位为5米。
总 结
本次毕业设计，我通过咨询导师和到学校图书馆查阅相 关论文文献和参考书籍，熟悉了水塔水位控制器的工作 原理、特点、发展现状和趋势。经过对比各种方法的优 缺点和适用环境以及方案论证，我选用了超声波测量液 位法。硬件电路设计部分介绍了时钟电路、复位电路、 超声波发射接收电路等硬件电路的工作原理以及主控芯 片的选择和功能特性。系统软件采用的是模块化设计， 根据硬件电路写出各模块的流程图并用C语言编写了程 序。用Proteus软件进行了调试和仿真，系统模拟仿真的 结果表明：该控制器结构简单，准确度较高，且系统在 运行稳定性方面有较理想的结果，在现实应用中应该能 正常实现其作用。
基于plc水塔水位自动控制系统设计毕业论文
电气工程学院设计题目：水塔水位PLC自动控制系统系别：年级专业：学号：学生姓名：指导教师：电气工程学院《课程设计》任务书课程名称：电气控制与PLC课程设计基层教学单位：电气工程及自动化系指导教师：摘要目前，大量的高位生活用水和工作用水逐渐增多。
因此，不少单位自建水塔储水来解决高层楼房的用水问题。
最初，大多用人工进行控制，由于人工无法每时每刻对水位进行准确的定位监测，很难准确控制水泵的起停。
要么水泵关停过早，造成水塔缺水；要么关停过晚，造成水塔溢出，浪费水资源，给用户造成不便。
利用人工控制水位会造成供水时有时无的不稳定供水情况。
后来，使用水位控制装置使供水状况有了改变，但常使用浮标或机械水位控制装置，由于机械装置的故障多，可靠性差，给维修带来很大的麻烦。
因此为更好的保证供水的稳定性和可靠性，传统的供水控制方法已难以满足现在的要求。
本文采用的是三菱FXZN型PLC可编程控制器作为水塔水位自动控制系统核心，对水塔水位自动控制系统的功能性进行了需求分析。
主要实现方法是通过传感器检测水塔的实际水位，将水位具体信息传至PLC 构成的控制模块，来控制水泵电机的动作，同时显示水位具体信息，若水位低于或高于某个设定值时，就会发出危险报警的信号，最终实现对水塔水位的自动。
关键词：水位自动控制、三菱FX2N、水泵、传感器目录摘要 ............................................................................................................................................................................ I 目录 ........................................................................................................................................................................... I I 第一章绪论 .. (1)本课题的选题背景与意义 (1)可编程逻辑控制器简述 (1)第二章水塔水位控制系统硬件设计 (2)基于PLC的水塔水位控制系统基本原理 (2)水塔水位控制系统要求 (3)水塔水位控制系统主电路设计 (4)系统硬件元器件选择 (5)I/O口的分配及PLC外围接线 (6)第三章水塔水位系统的PLC软件设计 (10)水位控制系统的流程图 (10)PLC 控制梯形图 (11)水位控制系统的具体工作过程 (17)第四章总结 (18)参考文献 (19)专业本科毕业论文写作规范 (24)专业本科毕业论文参考文献写作要求 (31)专业本科毕业论文装订规范与要求 (47)专业本科毕业论文指导教师工作要求 (49)封皮样式 (52)学位论文独创性声明 (54)大学本科生毕业论文任务书 (56)大学本科生毕业论文评审书 (58)开题报告 (61)大学毕业论文（设计）指导记录 (70)第一章绪论本课题的选题背景与意义在工业生产中，电流、电压、温度、压力、液位、流量、和开关量等都是常用的主要被控参数。
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。
基于单片机的水位控制器设计
分数：评语：专业综合实验报告(Part Ⅰ)题目：基于单片机的水位控制器设计学生姓名：学号：指导教师：二○一六年一月目录1 绪论 (1)1.1 实验课题来源与背景 (1)1.1.1 课题来源 (1)1.1.2 课题背景 (1)1.2 实验内容 (1)1.3 实验目的和要求 (2)1.3.1 实验目的 (2)1.3.2 基本要求 (2)1.4 实验所需相关知识 (2)1.4.1 水箱水位自动控制系统 (2)1.4.2 AT89C51单片机（控制器） (3)2 系统设计流程 (4)2.1 设计内容及要求 (4)2.2 系统设计方案流程图 (4)2.3 Proteus生成PCB具体操作流程 (5)3 原理图设计 (5)3.1 Proteus概述 (5)3.2 电路原理图所用元器件介绍 (7)3.2.1 水位检测传感器 (7)3.2.2 复位电路的设计 (7)3.2.3 光报警电路的设计 (8)3.2.4 泵的简介及泵的相关参数 (8)4 设计原理和电路图 (9)4.1 设计原理 (9)4.1.1水位控制原理 (9)4.1.2 系统结构图 (10)4.1.3 控制方案说明 (10)4.1.4 元件清单 (11)4.1.5 电路原理图 (11)4.2 PCB 板图 (11)5 实验总结 (11)附录Ⅰ：实验电路原理图 (13)附录Ⅱ：PCB图 (14)附录三：三维视图 (15)1 绪论1.1 实验课题来源与背景1.1.1 课题来源在武汉大学动力与机械学院自动化系本科生的教学课程中，安排学生学习了《自动控制理论》、《智能化仪器仪表原理与应用》等课程，学生已初步掌握了单片机的基本原理以及水位控制的系统。
在此基础上，为增强学生的自主动手操作与实际解决问题的能力，将学到的知识与实践相结合，故将学生专业综合实验课题定为“基于单片机的水位控制器设计”。
1.1.2 课题背景在生产领域中，实现水位自动检测和控制是工业过程控制的一项关键技术，对于提高工业过程控制的自动化水平有着重要的意义。
基于单片机水塔系统设计毕业设计论文
基于单片机水塔系统设计毕业设计论文摘要供水是一个关系国计民生的重要产业。
传统的人工供水方式，劳动强度大，工作效率低，安全性难以保障，而水塔水位控制系统是我国住宅小区广泛应用的供水系统，为此很有必要对水塔水位进行自动控制。
为了达到节能的目的，提高供水系统的质量，考虑采用单片机技术，设计出一套实用水位自动控制方案。
该设计主要基于单片机的硬件电路设计，在硬件基础上合理配合软件，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，完成水塔水位控制系统的设计。
该控制系统由单片机控制部分、时钟显示部分、数码显示部分、电机控制部分、报警部分等构成。
再利用Proteus和Keil软件完成水塔水位控制系统硬件电路以及控制程序的设计，并进行了系统的调试和仿真。
因为它具有电路简单、操作方便、性能良好、可靠性高等优点，因此该设计具有一定的实用性。
关键字：供水；水塔水位；控制系统；单片机AbstractWater is an important property in the people's livelihood. Traditional artificial water supply is labor-intensive, low efficiency and difficult to guarantee security. However, the water tower level control system is widely used in water supply system of our residential community. For this reason, it is necessary for us to accomplish the automatic control of water tower level. In order to achieve energy saving and improve the quality of the water supply system, we can consider using Single-Chip Microcomputer technology and design a practical water level automatic control scheme. The design is mainly based on single-chip hardware circuit design. Based on hardware, the design is reasonable with software and achieves a control system of automatic water level control, automatic protection and automatic sound and light alarm. The control system consists of Single-Chip Microcomputer control section, clock display section, digital display section, motor control section, alarm section and so on. What’s more, we use Proteus and Keil software to complete the tower level control system’s design of hardware circuit an d control program and complete the control system’s debugging and emulation. Because it has the advantages of simple circuit, easy operation, good performance and high reliability. Therefore, this design has certain practical.Keyword：water supply; water tower level; control systems; SCM目录摘要 0Abstract (1)1 绪论 (4)1.1 课题研究背景 (4)1.2 课题设计意义 (4)1.3 课题研究状况 (5)2 设计方法及原理 (5)2.1 水塔水位的控制原理 (5)2.2 系统总体设计方案 (6)3 硬件设计 (7)3.1 硬件设计方案 (7)3.2 主芯片AT89C51 (7)3.3 光报警及显示电路 (10)3.4 键盘连接电路 (10)3.5 复位电路 (11)3.6 晶振电路 (11)3.7 数据采集电路 (12)4 软件设计 (13)4.1 程序流程图及其分析 (13)4.2 系统软件设计 (14)4.2.1Protues7软件概况 (14)4.2.2Keil介绍 (16)4.3 Protues与Keil C的联合仿真 (17)4.4 Keil C的调试步骤 (17)4.4.1建工程 (17)4.4.2新建文件 (18)4.4.3调程序转换成hex文件 (19)4.5 加文件到Protues (20)5 系统调试及仿真 (21)总结 (23)致谢 (24)参考文献 (25)附录 (26)1 绪论1.1 课题研究背景在现在的科技发展中，科技给我们带来了丰富多彩，多样化的生活。
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毕业论文
基于单片机的水位控制系统设计毕业论文毕业论文（设计）题目：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。
AT89C51，A/DLevel control system based on microcomtrollerAbstractThe traditional water level control in production has been a dominantposition, 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 12 系统设计方案比较说明 33 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 43.2 单片机系统组成及工作原理 4系统组成 4工作原理 53.3 控制方案的设计 5设计思路 5方案设计 64 硬件设计84.1 单片机84.2 时钟电路94.3 电源电路114.4 传感器114.5 串行通信124.6 键盘电路134.7 水位显示电路134.8 A/D转换电路14ADC0809的内部逻辑结构14ADC0809的引脚图14A/D转换电路原理图 164.9 电机控制184.10 看门狗电路 184.11 稳压电路204.12 报警电路215 软件设计225.1 程序设计流程图225.2 程序设计23键盘程序23A/D转换子程序24初始化程序24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]。
基于单片机的水塔水位自动控制系统
摘要在工业和农业生产过程中，经常需要测量和控制水位。
在日常生活中水位控制应用也相当广泛，如水塔、地下水、水电站的控制。
然而，随着世界人口不断增长，增加了人们的生活用水，过去由于频繁操作使用的继电器使水位自动控制系统会产生机械磨损，即不方便维护和更新，也不能满足实际需求。
本论文使用的是西门子S7-200系列PLC可编程控制器作为一个小水塔水位自动控制系统的核心，涉及到需要分析水塔水位功能的自动控制系统。
主要方法是通过水塔中的液位传感器来检测实际的水位，并通过PLC的CPU的智能扩展模块将得到的信息通过模拟量的转换传送给变频器，以控制水泵电动机的操作。
完成整个系统的自动供水过程。
如果水位低于或高于设定值时，危险警告信号将被发出。
本论文给出设计的基础上很好地执行PLC塔液位控制系统的具体过程。
并使用组态王软件画出水塔自动供水的动态流程。
关键字：水塔水位控制系统，PLC，液位传感器，组态王AbstractIn the industrial and agricultural production process, often need to measure and control the water level. In everyday life level control applications are quite extensive, such as control towers , groundwater, hydropower . However, with the growing world population , increasing people's living water , in the past due to the operation of the relay frequently used to make the water level automatic control system generates mechanical wear , which is not convenient to maintain and update , can not meet the actual demand.In this paper, using a Siemens S7-200 series PLC programmable controller as the core of a small water tower water level automatic control system, involving the need to analyze water tower features automatic control system. The main method is through the tower level sensor to detect the actual water level, and through the PLC CPU intelligent expansion module will transmit the information obtained by the conversion to analog converter to control the pump motor operation. To complete the entire process automatic water supply system. If the water level is lower or higher than the set value, the hazard warning signal will be issued. This paper gives specific processes perform well PLC tower level control system on the basis of design. Configuration software to draw and use automatic water tower dynamic processes. Keywords: tower water level control system , PLC, configuration king , level sensors目录1. 引言 (1)1.1 设计背景及意义 (1)1.2 国内外研究现状 (2)1.3 主要研究内容 (2)2. 水塔水位控制系统方案设计 (4)2.1设计方案对比 (4)2.1.1传统的水位控制方案 (4)2.1.2PLC控制水塔液位的概述 (4)2.1.3对比的结果 (5)2.2基于PLC的供水方案设计 (5)2.2.1 系统控制要求 (5)2.2.2设计分析示意图 (7)2.3 确定设计方案 (8)3. 水塔控制系统硬件设计 (9)3.1简述 (9)3.1.1PLC的定义 (9)3.1.2 可编程控制器的分类 (9)3.2 PLC控制系统设计的一般步骤 (9)3.3 可编程控制器的工作原理 (10)3.4 PLC的选型 (11)3.5 CPU224应用介绍 (12)3.6 PLC扩展模块的选择 (12)3.6.1交直流输出模块 (12)3.6.2模拟量输出模块 (13)3.7系统的I/O分配表 (14)3.8 电机及驱动线路 (15)3.9检测元件应用设计 (16)4. 控制系统软件设计 (18)4.1 控制程序流程图 (18)4.1.1程序流程图分析： (19)4.2 控制程序设计 (19)5.组态王仿真的设计 (23)5.1 组态软件概述 (23)5.2系统监控界面设计 (23)5.2.1新建工程 (23)5.2.2定义变量 (24)5.2.3调用器件 (25)5.2.4画面部署 (25)5.2.5报警窗口的设计 (26)5.3总结 (26)6.结论 (28)6.1本课题研究结论 (28)6.2课题存在问题与展望 (28)致谢 (29)参考文献 (30)附录1 (31)附录2 (35)1. 引言1.1 设计背景及意义在社会经济飞速发展的今天，水在人们正常生活和生产中起着越来越重要的作用。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
主程序流程图：
采用的是连续调 用子程序的方法， 这样能使程序的 结构更为简洁， 更具易读性，并 且这种模块化的 设计方法，也便 于程序设计人员 在设计程序中出 现错误时，找出 错误，进行修改。
测量子程序流程图：
超声波发生器T在某 一时刻发出一个超声 波信号，当这个超声 波遇到被测介质后反 射回来，就被超声波 接收器R所接收到。 这样只要计算出从发 出超声波信号到接收 到返回信号所用的时 间，就可以算出超声 波发生器与反射器的 距离，然后就可推算 出液位高度。
超声波接收电路
• 超声波接收头采用 与发射头配对的R， 先将超声波调制脉 冲转化为交变电压 信号，经运算放大 器放大后传送到音 频译码集成块 LM567CN的引脚3。 当输出端8脚由高电 平跃变为低电平时， 作为中断请求信号， 送至单片机处理。
报警电路
该系统采用的是声光报警，当系统 的液位超出或低于系统预先设定的 警戒水位时,蜂鸣器就会响铃同时相 应的发光二极管会发亮以提醒工作 人员注意并进行监控。该系统采用 了2只发光二极管分别代表超最高 警戒水位和超最低警戒水位,并用1 只蜂鸣器来进行报警。当液位高于 最高警戒水位时，P2.5为低电平， LED1发光；当液位低于最低警戒水 位时，P2.4为低电平，LED2发光； 当水位超最高警戒水位和超最低警 戒水位时，蜂鸣器都会响，系统自 动报警。
系统软件设计
该系统的软件部分采用模块化的程序 设计,由主程序、温度补偿模块、显示 模块、报警模块、超声波液位检测模 块等6 个子模块组成。先由主程序完 成系统初始化、系统自检以及子模块 的调用；温度补偿模块可以自动完成 对不同环境温度下的声速计算；超声 波驱动模块和液位测量模块完成液位 的测量和计算工作,并存入到数据存储 器中；报警模块在水位超过最高警戒 水位或低于最低警戒水位时进行声光 报警；电机驱动模块根据测量到的水 位对水泵进行相应的控制；显示模块 不仅能对水位进行跟踪和显示数据还 可以显示当前温度
else {Warm = 1; } } else { Warm = 1; Motor1 = 0; Motor2 = 0; }
//其他情况 电机停止
报警模块
系统仿真
• 仿真部分我是用Proteus软件模拟仿真一座 25.5米的水塔，最高警戒水位为23米，最 低警戒水位为5米。
总 结
本次毕业设计，我通过咨询导师和到学校图书馆查阅相 关论文文献和参考书籍，熟悉了水塔水位控制器的工作 原理、特点、发展现状和趋势。经过对比各种方法的优 缺点和适用环境以及方案论证，我选用了超声波测量液 位法。硬件电路设计部分介绍了时钟电路、复位电路、 超声波发射接收电路等硬件电路的工作原理以及主控芯 片的选择和功能特性。系统软件采用的是模块化设计， 根据硬件电路写出各模块的流程图并用C语言编写了程 序。用Proteus软件进行了调试和仿真，系统模拟仿真的 结果表明：该控制器结构简单，准确度较高，且系统在 运行稳定性方面有较理想的结果，在现实应用中应该能 正常实现其作用。
谢谢刘晖老师的热心指导和帮助 谢谢余祥同学的支持和帮助
感谢答辩组的老师们于百忙 之中抽出时间来为我们组织 答辩
谢谢观赏
下面我为大家演示系统模拟仿真
请刘老师及各位老师批评指正
Make Presentation much more fun
基于单片机水塔水位 控制器的设计
指导老师：刘晖老师
答 辩 人：庞思雨
机电0902班 200979250406
本次设计的总体思路 硬件电路设计 系统软件设计 系统模拟仿真 总结
总体思路
本次设计研究的总体思路如下： （1）利用超声波进行水位高度的检测：用超声波液位测量 法检测水位。 （2）对输出信号进行处理：检测后需对输出信号进行处理， 以便单片机能够接收和处理。 （3）单片机控制：单片机对输入的检测信号以及温度补偿 进行分析和处理，从而发出相应的控制信号。 （4）显示电路、电机驱动电路和报警电路则根据单片机发 出的控制信号，作出相应的动作。 （5）我们通过硬件设计可以形成一个大概的软件设计思路。 只要首先设计水位控制主程序，然后再根据所设计的电路， 设计一系列的报警电路程序、显示电路程序、电机控制电路 程序等程序。相应的主程序和子程序设计完毕后，再经过软 件模拟仿真，则水塔水位控制系统的设计就大致形成了。
硬件电路设计
超声波发射电路
• 由单片机P1.1端口输出 的40KHz方波信号一路 经一级反相器送到超声 波换能器的一个电极， 另一路经两级反相器连 接到换能器的另一个电 极。输出端采用两个反 相器并联，可以提高驱 动能力；上拉电阻R6、 R3不仅可以提高反相 器输出电平的驱动能力， 还能增强超声波换能器 的阻尼效果，缩短自由 振 荡 的 时 间 。
电机控制电路
该系统采用的是步进电机驱 动芯片 L293D。这种芯片有 很多的优点：电机可以四角 限运行、电流连续、低速平 稳性好、电机停止时有微振 电流，起到“动力润滑”的作 用，还可以消除电机正反转 时的静摩擦死区等。其中引 脚 EN1、EN2是使能信号， IN1、IN2为电机正反转的方 向控制信号。当引脚N1、 IN2分别为1，0时，电机正 转，反之，电机反转。实现 加水和排水。
电机驱动模块
if(Value > LevelMax) //高于最高警戒水位 { Motor1 = 1; //反转 Motor2 = 0; Warm } else if(Value >= LevelMax) //等于最高警戒水位将开始 标志置0 证明加水完毕// { StartFlag = 0; } else if((Value < LevelMin)||StartFlag) //低于最低警戒 水位 { Motor1 = 0; //正转 Motor2 = 1; if(Value < LevelMin) //低于最低水位报警 { StartFlag = 1; //开始加水后将开始标志 置1 表示开始加水到最高标志不置位会只加到最低 警戒水位 Warm = 0;}