基于单片机的水位水温控制系统
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设计基于单片机的水温水位控制系统需要考虑多个方面，包括硬件设计、传感器选择、控制算法等。
下面是一个简单的框架，供参考：1. 系统架构设计：•确定系统的功能模块，包括水温控制、水位控制、传感器接口、用户界面等。
2. 硬件设计：•选择合适的单片机，考虑到控制的实时性，通常选择性能较高的单片机，如Arduino、STM32等。
•设计电源电路，确保系统能够稳定工作。
•选择和设计合适的传感器接口电路，如温度传感器、水位传感器等。
3. 传感器选择和接口设计：•温度传感器：选择合适的温度传感器，如DS18B20，并设计接口电路进行连接。
•水位传感器：选择水位传感器，如浮球开关传感器，超声波水位传感器等，并设计接口电路。
4. 用户界面设计：•设计一个简单的用户界面，可以使用液晶显示屏（LCD）、LED 指示灯等，以显示当前水温、水位状态等信息。
•如果有需要，可以加入按键、旋钮等元件，以便用户进行设置和操作。
5. 控制算法设计：•制定水温和水位的控制算法，考虑到系统的实时性和稳定性。
•温度控制：可以使用PID（比例-积分-微分）控制算法，根据温度传感器的反馈调节加热器或冷却器的工作状态。
•水位控制：可以根据水位传感器的反馈，控制水泵的启停，以维持水位在设定范围内。
6. 通信模块设计（可选）：•如果需要，可以考虑加入通信模块，如Wi-Fi模块、蓝牙模块，使系统可以通过手机或电脑进行远程监控和控制。
7. 安全保护设计：•考虑加入安全保护机制，如过温保护、过水位保护等，以确保系统运行的安全性。
8. 软件编程：•编写单片机的控制程序，根据设计的算法进行编程。
•确保程序的鲁棒性，考虑异常情况的处理。
9. 调试和测试：•在实际硬件上进行调试和测试，确保系统稳定可靠。
10. 性能优化：•对系统进行性能优化，如功耗优化、响应速度优化等。
以上是一个基本的设计框架，具体的实现需要根据具体需求和条件进行调整。
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。
基于单片机的水位控制系统
基于单片机的水位控制系统————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：1 绪论单片机应用发展迅速而广泛.在过程控制中，单片机既可作为主计算机，又可作为分布式计算机控制系统中的前端机,完成模拟量的采集和开关量的输入、处理和控制计算,然后输出控制信号。
单片机广泛用于仪器仪表中，与不同类型的传感器相结合,实现诸如电压、功率、频率、湿度、流量、速度、厚度、压力、温度等物理量的测量；在家用电器设备中，单片机已广泛用于电视机、录音机、电冰箱、电饭锅、微波炉、洗衣、高级电子玩具、家用防盗报警等各种家电设备中。
在计算机网络和通信、医用设备、工商、金融、科研、教育、国防、航空航天等领域都有着十分广泛的应用。
随着科技的发展，液位测量技术趋于智能化、微型化、可视化。
本设计思想是用单片机做下位机,PC机做上位机，单片机和PC机相结合对水箱液位进行测量和监控。
该设计要求具有一定的智能化，可操作性和稳定性好。
1．1 课题背景与研究意义在工农业生产中,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。
低温液体(液氧、液氮、液氩、液化天然气及液体二氧化碳等）得到广泛的应用,作为贮存低温液体的容器要保证能承受其载荷；在发电厂、炼钢厂中,保持正常的锅炉汽包水位、除氧器水位、汽轮机凝气器水位、高、低压加热器水位等，是设备安全运行的保证；在教学与科学研究中，也经常碰到需要进行液位控制的实验装置.1．2 国内外研究现状及发展液位测量的方法比较多,依据测量方式的不同可分为接触式与非接触式两种类型。
●接触式测量法接触式测量法是指测量用传感器直接与容器内存储液体相接触,从而获得测量参数的方法。
本方法所使用的电容通常由两块圆柱形极板或一个探极与罐壁构成.当液位不同时，电容器的介电常数就不同，故电容量也不同.在此基础上可以把电容量转化为电压、相移、频率、脉宽等物理量，再进行测量.电容式液位测量装置通常结构简单、灵敏度高、稳定性好、动态响应快,适合于恶劣的工作环境,生产成本也不高；但电容液位测量器需要考虑温度补偿，且介质的成分、水分、温度、密度等不确定变化因素直接影响测量结果的准确性,另外检测电路比较复杂，尤其是检测微小电容量的变化。
基于AT89C51单片机的水位控制系统的课程设计报告书
基于单片机的水位控制系统设计目录1概述 (3)2设计的基本任务和要求 (5)2.1基本功能 (5)2.2塔水位控制原理 (5)2.3系统硬件总体方案 (6)3控制系统方案设计 (6)3.1系统硬件方案 (6)3.2核心芯片 AT89C51 单片机 (7)3.3系统软件总体方案 (8)4.Proteus 设计与仿真 (10)4.1 元器件清单 (10)4.2 基于单片机水位控制原理图5 (11)4.3 基于单片机的水位控制PCB 图 6 (11)4.4 水位检测的主程序 (12)4.5 实验仿真结果 (16)4.6 结语 (16)5 设计体会 (17)参考文献 (18)1概述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。
液体的液位的自动控制,是近年来新开发的一项新技术,它是微型计算机软件、硬件、自动控制等几项技术紧密结合的产物 ,工程作业采用的是微机控制和原有的仪表控制,微机控制有以下明显优势 :1)直观而集中的显示各运行参数,能显示液位状态。
2)在运行中可以随时方便的修改各种各样的运行参数的控制值,并修改系统的控制参数 ,可以方便的改变液位的上限、下限。
3)具有水体控制过程的自动化处理以及监控软件良好的人机界面，操作人员在监控计算机上能根据控制效果及时修运行参数，这样能有效地减少工人的疲劳和失误，提高生产过程的实时性、安全性综合以上的种种优点可以预见采用计算机控制系统是行业的大势所趋。
单片机是在一块芯片上集成了一片微型计算机所需的CPU、存储器、输入、输出等部件。
单片机自问世以来 ,性能不断提高和完善 ,体积小、速度快、功耗低的特点使它的应用领域日益广泛。
基于单片机的水位水温控制系统
基于单片机的水位水温控制系统题目基于单片机的水位水温控制系统专业电子信息工程学生姓名学号指导教师论文字数完成日期基于单片机的浴缸水位水温控制系统摘要:本文针对现在水温经常有过热和过凉的情况～以及水位经常有过高和不足的现状提出了一个基于单片机的浴缸水位温度控制系统。
此系统以单片机作为核心控制～通过DS18B20采集水温～LCD12864显示温度～水位检测电路检测水位～语音进行提示加水或排水～然后将水位控制在适宜的范围～温度和温度上下限的比较进行加热水或者冷水将水温控制在自己设定的温度。
在文中提出了这个水位温度控制系统的整体设计方案～对各个模块的设计方案进行了论证～完成了硬件和软件的设计。
关键词:89S52单片机～DS18B20传感器～温度控制～水位控制IBath crock water level and temperature controlsystem that based on MCU:In this paper according to the situation that the bath crock water temperature there are Abstractoften too hot and too cold,water level often too high or too low put forward the water level and temperature system that based on MCU.Thissystem with the MCU as the core control,through DS18B20 collecting temperature environment LCD12864 display temperature,water level detection circuit detection water level voice prompt add water or drainage ,control Water level inthe appropriate range ,temperature and the temperature of upper and lower compared to heat water or cold water to set the temperaturecontrol in the purpose of setting the temperature of the himself.In this paper puts forward the overall design scheme of water level and temperature control system,demonstrates the design of each module, completed the design of the hardware and software.89s52 micro computer,DS18B20 sensors,temperature control,water level controlKeywords:II目录第一章绪论 ..................................................................... .. (1)1.1 选题的意义与目的 ..................................................................... (1)1.2 研究现状与发展趋势 ..................................................................... .. (1)1.3 本文的主要工作 ..................................................................... ........................................... 3 第二章系统方案论证和硬件概述 ..................................................................... . (4)2.1 系统方案设计与论证 ..................................................................... .. (4)2.2 AT89S52单片机概述 ..................................................................... (5)2.3 DS18B20传感器概述 ..................................................................... .. (6)2.4 其它硬件概述 ..................................................................... ............................................... 6 第三章系统硬件设计 ..................................................................... (7)3.1系统硬件的整体框图 ..................................................................... (7)3.2 系统子模块设计 ..................................................................... . (7)3.2.1温度采集电路 ..................................................................... . (7)3.2.2 键盘电路 ..................................................................... .. (8)3.2.3 显示电路 ..................................................................... .. (9)3.2.4 水位检测电路 ..................................................................... (9)3.2.5 水位控制电路 ..................................................................... . (10)3.2.6 水温控制电路 ..................................................................... . (10)3.2.7 单片机最小系统 ..................................................................... (11)3.2.8 语音电路 ..................................................................... .......................................... 11 第四章系统软件设计 ..................................................................... . (13)4.1 主程序流程图 ..................................................................... (13)4.2 键盘扫描流程图 ..................................................................... .. (13)4.3 显示处理流程图 ..................................................................... .. (14)4.4 水位温度控制流程图 ..................................................................... (15)4.5温度采集电路流程图 ..................................................................... . (15)4.6液晶显示流程图 ..................................................................... (16)4.7系统调试 ..................................................................... (16)第五章总结及实验结果 ..................................................................... (17)5.1设计总结 ..................................................................... (17)5.2 实验结果 ..................................................................... ..................................................... 17 参考文献...................................................................... . (18)结束语 ..................................................................... .......................................................................19致谢 ..................................................................... ........................................................................ (20)附录 ............................................................................................................................................. (21)III第一章绪论1.1 选题的意义与目的随着这些年的科学技术的发展，在我们的日常生活中，很多的东西都趋向于自动化、智能化，这样子不仅仅易于控制和操作而且可以在非人工的情况下实现，很大程度上减少了人力消耗。
基于单片机的水位水温控制系统
系统控制部分电路图
单片机与显示器件连接图
软件程序设计框图
开始
开始
初始化
按键控制选择
启 动 DS18B20
启动外围电路
水位时间水温控制
读 取 DS18B20
读取电压
水位调整 时间调整 水温调整
计算温度
转化成水位
加水 加热温度
LED显 示
结束
结束
部分程序设计
职业技术学院
校园电子创意大赛 参赛作品
基于单片机的水位水温控制系统
摘要
Байду номын сангаас
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。
基于单片机的水位水温控制系统
系统对水位和水温变化的响应时间反映了其动态性能，快速响应有助 于及时调节系统参数，保持环境稳定。
稳定性
在长期运行过程中，系统应保持稳定的工作状态，避免频繁的故障和 维修。
易用性
系统操作界面应简洁明了，易于用户理解和操作，同时应提供完善的 故障提示和报警功能。
拓展功能及升级方案探讨
远程监控与控制 数据记录与分析
数据采集与处理模块设计
1
设计并实现水位和水温传感器的接口电路，将传 感器信号转换为单片机可处理的电信号。
2
编写数据采集程序，定时读取传感器输入信号， 并进行必要的信号预处理，如滤波、放大等。
3
实现数据转换功能，将采集到的模拟信号转换为 数字信号，以便进行后续的数据处理和控制算法 实现。
控制算法研究与实现
在工业生产过程中，稳定 的水位和水温对于保证产 品质量和生产效率至关重 要。
节能环保
合理的水位和水温控制可 以减少能源消耗，降低温 室气体排放，符合可持续 发展要求。
单片机在控制系统中的应用
实时性
01
单片机具有高速运算能力，可以实时监测并控制水位和水温。
精确性
02
通过精确的算法和传感器技术，单片机可以实现高精度的水位
03 软件设计与实现
主程序设计思路及流程
进入主循环，不断检测水位 和水温传感器的输入信号。
初始化单片机系统及各外设 模块。
01
根据设定的控制算法处理输 入信号，并输出相应的控制
02
03
信号。
实时更新显示模块，以图形 化界面展示当前水位和水温
信息。
04
05
接收并处理用户通过按键或 远程通信发送的控制指令。
01
(完整word版)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。
关键字:电子；水位控制；单片机；ProteusAbstractWith the rapid development of microelectronics industry, intelligent MCU is widely used in electronic products, in order to enable students to have a deeper understanding of the intelligent controller controlled by single chip microcomputer. After a comprehensive analysis of selected by the intelligent liquid level controller MCU control as the research project, through training to fully stimulate students to analyze problems, to solve problems and the comprehensive application of knowledge potential. Based on the design of a single-chip microcomputer control system of water tower water level detection. This system can realize the water level detection, motor fault detection, processing and alarm functions, and realize the high, low water level warning alarm, high warning level processing. The interface circuit schematic diagram, the corresponding software design flow chart and assembler, and simulation with Proteus software.Keywords:electronic; water level control; MCU; Proteus1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。
基于单片机水位控制系统
目录1.引言............................................. - 4 -2.高塔设计方案..................................... - 4 -3.系统组成与工作原理............................... - 6 -3.1系统组成 (6)3.2系统工作原理 (6)4.单元电路设计..................................... - 6 -4.1单片机控制处理电路 .. (7)4.2传感器的选用 (7)4.3稳压电路的设计 (8)4.4光报警显示系统 (8)4.5继电器控制水泵加水电路 (9)4.5.1 继电器控制电路的原理图............................ - 9 -4.5.2 光电耦合器简介................................... - 10 -5.程序流程........................................ - 11 -6.系统仿真........................................ - 11 -6.1程序编译与加载 .. (11)6.2系统仿真 (12)6.3仿真结果分析 (15)7.结束语.......................................... - 15 -基于单片机水位控制系统摘要本文主要通过水位控制系统设计解决了人工加水的难题，该设计中主要涉及电源电路、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。
通过仿真实现了此次设计。
关键字：单片机，水位控制系统，PROTEUS仿真，80C52ABSTRACTIn this paper, the water level control system through the design of the artificial increase of water problems, mainly related to the design of power supply circuit, the water level detection sensor circuit, voltage regulator circuits,single-chip system, light alarm display circuit, adding water pump relay control circuit, as well as tower model. Achieved through the design simulation.Keywords:Single-chip, The water level control system, PROTEUS simulation ,80C521.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，各种方便于生活的自动控制系统开始进入了人们的生活，以单片机为核心的高楼供水的水位控制系统就是其中之一。
基于单片机的水位水温控制系统
单片机课程设计题目基于单片机的水位水温控制系统姓名______ ________ _ 学号_____ _ 指导教师 ___ ____ 成绩_____ _________ ___ _摘要本文设计的控制系统由水位控制模块和水温控制模块组成。
水位控制部分主要由水位检测、按键调整、水位控制和显示等组成。
水温控制部分主要由温度检测、按键调整和显示等组成。
本文设计的控制系统测量水位水温方便、直观，成本较低，较好地解决了工程应用问题。
关键词：单片机DS18B20 光电传感器红外对管目录摘要 (ii)目录 (i)引言................................................................................................................................ - 1 - 1课题背景............................................................................................................. - 1 - 2课题研究意义..................................................................................................... - 1 - 第一章系统功能要求.................................................................................................. - 2 - 课程设计题目........................................................................................................ - 2 - 第二章设计方案论证.................................................................................................. - 3 -2.1温度控制系统方案讨论.................................................................................. - 3 -2.2水位控制系统方案讨论.................................................................................. - 3 -2.3显示系统方案讨论.......................................................................................... - 3 - 第三章系统硬件电路的设计...................................................................................... - 4 -3.1单片机最小系统.............................................................................................. - 4 -3.1.1单片机................................................................................................... - 4 -3.1.2时钟电路............................................................................................... - 6 -3.1.3复位电路............................................................................................... - 7 -3.1.4电源....................................................................................................... - 7 -3.2水位检测系统电路设计.................................................................................. - 8 -3.2.1水位传感器红外对管介绍................................................................... - 8 -3.2.2水位检测电路图................................................................................... - 8 -3.3水温检测系统电路设计................................................................................ - 10 -3.3.1单线数字温度计DSl8B20介绍 .............................................. - 10 -3.3.2 温度计算.................................................................................. - 10 -3.3.3 DSl8B20的时序 .................................................................................. - 11 -3.3.4 DS18B20与电路相连 ......................................................................... - 13 -3.4显示系统电路设计........................................................................................ - 13 -3.5 报警系统设计............................................................................................... - 14 -3.6 继电器驱动电路设计................................................................................. - 15 - 第四章系统程序的设计............................................................................................ - 16 -4.1 系统硬件开机自检程序设计....................................................................... - 16 -4.2 系统自动上水程序设计............................................................................... - 16 -4.3 系统按键程序设计..................................................................................... - 17 -4.4水温水位交替显示流程图设计.................................................................... - 18 - 第五章调试及性能分析............................................................................................ - 19 -5.1软件调试........................................................................................................ - 19 -5.2仿真结果........................................................................................................ - 19 - 参考文献...................................................................................................................... - 20 - 附件.............................................................................................................................. - 21 - 附件一设计总电路图........................................................................................ - 21 - 附件二水位水温控制系统源程序.................................................................... - 22 -引言1课题背景随着电子技术的发展，人们生活质量的提高，在现代社会中，水位和温度控制不仅应用在工厂生产方面，其作用也体现到了生活的各个方面。
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。
基于单片机的水位控制系统设计
基于单片机的水位控制系统设计水位控制系统是一个广泛应用于水处理、工业生产、农田灌溉等领域的自动化控制系统。
基于单片机的水位控制系统设计可以实现对水位的监测、判断和控制，以满足不同应用场景下的需求。
本文将从系统设计的背景、硬件设计和软件设计三个方面进行详细介绍。
一、系统设计的背景水位控制系统的设计是为了解决水位监测和控制的问题。
在许多场景下，人工对水位进行监测和控制工作效率低，且易出现错误。
因此，基于单片机的水位控制系统设计就显得尤为重要。
通过该系统的设计，我们可以实现对水位的自动监测和控制，提高效率和准确性。
二、硬件设计硬件设计是水位控制系统的基础，主要包括传感器、单片机、继电器和执行器等组成部分。
1.传感器：传感器是水位控制系统的核心部分，用于实时监测水位的变化。
常用的传感器有浮球传感器和水压传感器。
浮球传感器通过浮子的上升和下降来检测液位的高低，而水压传感器则是通过测量液体对其施加的压力来确定液位高低。
2. 单片机：单片机是水位控制系统的控制核心，负责对传感器采集到的数据进行处理和判断，并控制继电器和执行器的工作。
常用的单片机有51单片机和Arduino等。
3.继电器：继电器用于实现对水泵等执行器的控制。
当水位过低时，继电器会触发并启动水泵，增加水位；当水位过高时，继电器会触发并关闭水泵，减少水位。
4.执行器：执行器是水位控制系统的最终执行部分，常见的有水泵、电磁阀等。
执行器的选择需要根据具体应用场景和要求来确定。
三、软件设计软件设计是基于单片机的水位控制系统的重要组成部分，主要包括数据处理和控制逻辑的设计。
1.数据处理：单片机通过传感器采集到的数据进行处理和分析判断。
例如，通过比较当前水位与设定水位的差值来判断是否需要控制执行器的启停。
2.控制逻辑：根据具体需求设计水位控制逻辑，例如，当水位低于设定水位时，启动水泵将水注入；当水位高于设定水位时，关闭水泵停止注水。
3.用户界面：有些系统可能需要用户交互，因此可以设计一个简单的用户界面，用于设置设定水位、显示当前水位和控制系统的工作状态等。
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水温水位控制系统以STC89C52单片机为控制核心，采用温度-电流变送器XTR106、电流环接收器RCV420进行信号调理和信号变送，控制加热丝进行加热；水位控制子系统由555定时器、继电器和水泵构成，完成了对容器内水位控制；同时，数码管显示水的实际温度与设定温度。
经测试，整个系统实现了预期功能。
标签：单片机；温度-电流變送器；温度自动控制Abstract：The water temperature and water level control system is based on the STC89C52 microcontroller. The temperature current transmitter XTR106 and the current loop receiver RCV420 are used for signal conditioning and signal transmission，and the heating wire is controlled for heating. The water level control subsystem is composed of 555 timer，relay and pump，which control the water level in the container. At the same time，the digital tube displays the actual temperature and the set temperature of the water. After testing，the whole system has achieved the expected function.Keywords：single chip microcomputer；Temperature-current transmitter；automatic temperature control1 系统总体设计本系统主要以STC89C52单片机为核心来完成水温的控制和容器内无水的检测，其中通过XTR106和RCV420、温度传感器PT100 、ADC0809等元件来实现对温度的采样；采用NE555芯片构成的电路对容器内的水位进行检测，并使用继电器和水泵进行补水控制，采用加热电阻丝进行加热控制。
基于单片机的水温水位控制系统设计
本次设计的控制系统是以单片机作为其主控芯片，因此是一种数字化的控制方式，通过传感器配合以模数转换器将水位水温信号转换为数字信号并通过单片机处理从而完成对水位水温的自动控制,利用数字式的温度传感器大幅度的提高了温度测量的精度，并且由于以单片机为控制芯片，可以通过编程方便地扩展其功能，能够满足不同的需求，因而具有巨大的现实意义。
1、单片机的选择
方案一：采用AT89C51单片机，它具4k的Flash闪存，128字节内部RAM,32个I/O口线，两个16位定时/计数器，一个5向量两级中断结构，一个全双工串行通信口，片内振荡器及时钟电路.具有低功耗模式，在空闲模式下CPU停止工作，但允许其他系统的正常工作。
方案二：采用AT89C2051单片机，它具有15个I/O口，2KB可重复编程的Flash并具有128byte的RAM，，两个16位定时器，一个五向量两级中断结构，一个全双工串行口，2.7V—6V的供电范围，全静态工作频率范围为0Hz-24MHz,并配备有2级程序存储器，精度较高的电压比较器。由于其I/O资源较少，不能满足系统的需求。
早期通过模拟电路实现的水位和温度参数控制上存在很多弊端，如电路复杂，成本较高，可靠性低，易受环境影响、扩展功能差等缺点。相比之下,如今数字控制对这一现状有了明显的改善，特别是传感器的发展与应用，使得这一技术的准确度也明显提高。
基于单片机的水箱控制系统的设计
基于单片机的水箱控制系统的设计水箱控制系统是一种用于智能化控制水箱水位、供水和排水的设备。
它主要由单片机、传感器、执行器和人机界面组成。
本文将详细介绍水箱控制系统的设计思路和具体实现。
一、设计思路水箱控制系统的设计目标是实现对水箱水位的自动控制，保持水箱水位在合理范围内，同时能够自动供水和排水。
为了达到这个目标，可以按照以下步骤进行设计：1.确定控制策略：根据水箱的不同需求，确定控制策略。
例如，可以通过浮球传感器来检测水位，当水位低于预设值时，自动启动水泵进行供水；当水位高于预设值时，自动启动排水泵进行排水。
2.选择合适的传感器和执行器：根据控制策略确定需要使用的传感器和执行器。
例如，可以选择水位传感器、温度传感器和电磁阀作为传感器和执行器。
3.设计硬件电路：根据传感器和执行器的特点，设计硬件电路。
例如，使用单片机作为控制核心，将传感器和执行器连接到单片机的输入输出口。
4.编写控制程序：根据控制策略和硬件电路，编写控制程序。
例如，通过单片机的输入引脚读取传感器的数值，通过输出引脚控制执行器的开关。
5.设计人机界面：为了方便用户操作和监控水箱的工作状态，设计一个简单直观的人机界面。
例如，可以使用液晶显示屏显示水箱的水位和温度，使用按键进行参数设置。
二、具体实现1.控制策略：我们选择使用浮球传感器来检测水位。
当水位低于预设值时，自动启动水泵进行供水；水位高于预设值时，自动启动排水泵进行排水。
2.传感器和执行器选择：选择合适的浮球传感器、温度传感器、水泵和排水泵。
3.硬件电路设计：将传感器和执行器连接到单片机的输入输出口。
通过电平转换电路将传感器的模拟信号转换为单片机可以接受的数字信号。
4.控制程序编写：编写控制程序，通过配置单片机的输入输出口，实现对传感器和执行器的控制。
例如，通过读取浮球传感器的数值来判断水位高低，控制水泵和排水泵的开关。
5.人机界面设计：设计一个简单直观的人机界面，可以使用液晶显示屏显示水位和温度，使用按键进行参数设置。
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。
基于单片机的水温水位控制系统
摘要本文设计的基于单片机的水温水位控制系统主要由水温控制系统和水位控制系统两大模块组成。
其中单片机为主要的控制枢纽，作为整个系统的控制大脑。
另外水温控制模块主要由温度传感器DS18B20、按键控制、LED显示、温度报警、温度加热器等组成。
水位控制模块主要由水位传感器、水位报警、电机加水等组成。
本文设计的水温水位控制系统简单、方便、易懂，可操作性强，成本比较低，具有很大的工程价值。
关键词：单片机；温度传感器DS18B20；LED显示；水位传感器AbstractThe design of water level control system in this paper based on the single chip microcomputer. It is mainly composed of two modules: water temperature control system and water level control system. As the main control system, the single chip microcomputer play a role of the brain of the whole system control. To make a brief introduction, the water temperature control module is mainly controlled by the temperature sensor DS18B20, buttons, LED display, temperature alarm, temperature heater, etc; the water level control module is mainly composed of water level sensor, water level alarm, motor water-adding , etc. Because of the water level control system is simple, convenient, and easy to understand and operate , let alone it's low cost , so my design in this paper can be say has a great engineering value. Key words：singlechip；temperature transducerDS18B20；LED show；water level sensor1 绪论1.1课题背景随着人们生活质量的不断提高，计算机技术的飞跃前进，电子技术也深深的影响着人们的生活。
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基于单片机的水位水温控制系统编号淮安信息职业技术学院毕业论文学生姓名刘孟孟学号********院系电气工程系专业电气自动化班级410133指导教师李瑞年顾问教师宋指宏二〇一五年十月摘要可编程控制器与单片机的出现大大提高了现代工业的自动化程度，改善了产品的工作性能。
本次设计是对水温水位控制系统的智能化改进，采用单片机对其水温水位参数进行控制，提高了电器的工作稳定性，同时引进了数字传感器对水温进行数据采集，这样也就提高了系统的控制精度，对水位的控制结构简单，易于实现，具有很强的现实应用价值。
本设计温度传感器采用DS18B20，DS18B20是美国Dallas公司生产的一线数字式温度计芯片,现在已完全取代DS1820。
它具有结构简单，不需要外接元件,采用一根I/O数据线既可以供电又可以传输数据、并可以设有用户设置温度报警界限等特点。
此次设计主控制器采用Philips公司生产的P89V51RD2单片机，P89V51RD2是常用的机型，功能强大，性能稳定。
该产品可以广泛应用于各种环境，例如：铁路路基温度无线采集系统、水温实时检测系统、楼宇内温度监视系统等。
虽然是对水温水位控制系统的改进，但是这种智能化的改进方法也可以应用到工业、生活的各个水温和水位控制的环境中去，对于其他相关参数的控制改进也具有一定的借鉴意义。
此次的基于单片机的水温水位控制系统是一个改进性的智能化产品，以其自身的控制精度高、稳定性好和成本低的独特优点在今后将会由广泛的实用价值，其基于单片机的改进方法也具用广泛的应用意义。
关键词：单片机DS18B20 水温水位控制AbstractThe appearance of BP PLC and PLC has greatly increased the modern industrial automation and improved the work performance of the product. The design of the water temperature control system is to improve the intellectualized.A monolithic integrated circuits is to control the level of parameter and improve the stability of the electrical work, and meantime, it introduced a number of the water temperature sensor for data collection, it also increases the control system to control the level of accuracy with a simple structure, which is easy to achieve and has great practical value.The design temperature sensors used DS18B20 which is a digital thermometer chip produced by the Dallas company and now completely replaced DS1820. It’s simple and doesn’t need the components. Just use a piece of I/O data line can not only supply the power, but the data transmission. Moreover, it has a user setting, you can use it to set the alarm boundaries. The design of master controller used the Philips company’s P89V51RD2 monolithic integrated circuits, which is the usual type. It has a powerful function and reliable performance. It can be widely used in various circumstances. Such as, railway system, the temperature of real-time testing system, the premises of the surveillance system and so on. Though it is a way to improve the water temperature control system, the intellectualized ways of improvement can also be applied to industrial, water and the level control of the environment. For other related parameters, it also has a certain meaning using. The revivification of the water control system is an intelligent product. To its own control of high precision, stability and low cost of the advantages, in the future there will be a wide range of practical value. What’s more, its based on single ways of improvement have wide application meaning.Keywords:singlechip; water level’s examination; water temperature’s examination目录摘要 (I)Abstract (II)第一章系统设计方案讨论与选择 (1)1.1引论 (1)1.2系统设计方案的选择 (1)1.3系统总体设计方框图 (2)1.4水位控制系统的设计方案讨论 (3)1.5水温控制系统的设计方案讨论 (3)1.6数据显示系统的设计方案讨论 (4)1.7报警系统的设计方案讨论 (4)第二章系统硬件电路设计 (6)2.1单片机最小系统 (6)2.1.1 时钟电路 (9)2.1.2 复位电路 (9)2.1.3 串行下载口电路 (10)2.1.4 串行通信接口电路图 (10)2.2显示系统设计 (11)2.2.1 TC1602A简介 (11)2.2.2 LCD1602与单片机的连接图 (13)2.3水位检测系统设计 (14)2.4水温检测系统设计 (15)2.4.1 单线数字温度计DSl8B20介绍 (15)2.4.2 温度计算 (16)2.4.3 DSl820工作过程及时序 (17)2.4.4 DS18B20与单片机的硬件连接图 (19)2.5报警系统设计 (20)2.6继电器驱动电路设计 (20)2.7电源电路 (21)第三章系统软件设计 (22)3.1系统硬件开机自检程序设计 (22)3.2系统自动上水程序设计 (23)3.3水温水位交替显示流程图设计 (24)3.4系统按键程序设计 (25)第四章系统调试 (26)4.1硬件调试 (26)4.1.1调试步骤 (26)4.1.2液位检测 (26)4.1.3温度检测 (27)4.2软件调试 (27)4.2.1 Proteus仿真 (27)4.2.2 软件调试过程 (28)4.3系统联调 (28)结论 (31)致谢 (32)参考文献 (33)附录 (34)第一章系统设计方案讨论与选择1.1引论随着电子技术的发展，人们生活质量的提高，在现代社会中，水位和温度控制不仅应用在工厂生产方面，也体现到了生活的各个方面。
酒店厂房及家庭生活中都会见到水位和温度控制的影子，水位和温度控制将更好的服务于社会，目前，单片机控制器在从生活工具到工业应用的各个领域，例如生活工具的电梯、工业生产中的现场控制仪表、数控机床等。
特别是随着大规模集成电路的产生，给人们的生活带来了根本性的变化，如果说微型计算机的出现使现代的科学研究得到了质的飞跃，那么可编程控制器的出现则是给现代工业控制测控领域带来了一次新的革命。
尤其是用单片机控制器改造落后的设备具有性价比高、提高设备的使用寿命、提高设备的自动化程度的特点。
现代工业设计、工程建设及日常生活中常常需要用到水位和温度控制，早期水位和温度控制主要应用于工厂中，例如工厂中的大型锅炉，必须实时的掌握锅炉的水位和温度，确保系统的正常运行。
现行的水位和温度控制也已应用于生活当中，如人们日常烧水用的电热水器，当水位到一定限度或温度到达所需值时，它都会给出相应的提示以告诉人们。
因此，水温水位控制在改善人们生活质量中起到了非常重要的作用。
现在市面上的电器种类繁多，它们都需要对其主要的水位和水温参数加以控制，实现电器水温水位控制的自动化。
早期温度和水位的参数控制时通过模拟电路实现的，这种方式不仅电路复杂，成本高，而且误差大，系统的稳定性不好，单片机及微型计算机技术的发展和应用有效地解决了这些缺点，特别是传感器的发展，更好的提高了检测参数的精度。
选择基于单片机的水温水位控制系统，是因为它不仅在人们生活中具有显著的意义，更重要的是能系统地聚温度和水位参数于一身，对于更好的掌握和认识单片机的应用和传感器的应用，系统地深刻认识自动控制的实际应用，掌握复杂的多子系统地设计起到了很强的锻炼作用。
1.2 系统设计方案的选择本系统是为电热水器水温水位控制系统而设计的。
在电热水器温控系统中,水温和水位传感器起着举足轻重的作用。
系统的分析了耐高温电容式液位传感器分别检测水温和水位的原理,以 AT89S51单片机为核心,实现对水温和水位、上水测量、显示、报警等功能,并以电磁阀、继电器为阀门开关全自动加热、上水。
整个系统精度高，耐高温性强，易于调整，测试方便。
测试结果表明，误差小于2%，达到设计要求。
方案：采用单片机控制，结构简单，使用方便，成本低，性能稳定，温度误差只有0.5摄氏度。
1.3 系统总体设计方框图为实现系统的水位水温控制，根据系统的设计功能要求，构造总体方框图如图1-1所示。