油料液位监控系统

摘要

设计要求：设计一个油料液位监控系统。当液位高于X1时，鸣响振铃病点亮红色LED 灯；当液位低于X2时，鸣响振铃并点亮黄色LED灯；当液位处于X1和X2之间时，点亮绿色LED灯。

本次设计系统以 AT89S52 为核心，当测量液面超过设定的液面上下限时，启动蜂鸣器和指示灯报警显示稳定，从而达到自动报警的功能。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。本文介绍了用液位检测集成芯片 LM1042 和A/D 转换芯片 A/D574A，以及 AT89C51 单片机作为主控元件的液位检测的原理、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，使检测具有更高的智能性。关键词：AT89C51 AD574A 液位检测 LM1402 超限报警AT89C51

一、方案选择与论证

1、液位传感器模块

方案一：此方案采用光电传感器来实现，光电传感器是利用光的转换来获取数据，在经过 AD 转换来实现可以在 LCD 可以显示的数据，这样的话，硬件和软件都会变得复杂，在加上光电传感器检查的原理可知，在此系统使用并不稳定。

方案二：此方案采用液位传感器来实现，液位传感器所采集到的数据能直接显示到LCD 上，不需要转换，这样的话，硬件和软件就能简化，而且液位传感器所检测到的数据稳定性好，精确度高。综上分析，我们采用了第二个方案。

2、显示模块

方案一：采用 8 位段数码管，将单片机得到的数据通过数码管显示出来。该方案简单易行，但所需的元件较多，且不容易进行操作，可读性差，一旦设定后，很难再加入其他的功能，显示格式受限制，且耗电量大，不宜用电池给系统供电。

方案二：采用液晶显示器件，液晶显示平稳、省电、美观，更容易实现题目要求，对后续的功能兼容性高，只需将软件作修改即可，可操作性强，也易于读数，采用LCD12864 四行十六个字符的显示，能同时显示日期、时间、星期、温度和液位的控制，更能体现人机对话。

3、微控制器模块

方案一：此方案采用 AT89C51 八位单片机实现。它内存较小，只有 4K 字节 Flash闪速存储器，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，无在线下载编程功能，也无在线仿真功能。只能通过编程器烧写成以.hex 为后缀名的文件。

方案二：此方案采用 AT89S52 八位单片机实现。它内存较大，有 8K 的字节 Flash闪速存储器，比 AT89C51 要多 4K。它可在线编程，可在线仿真的功能，这让调试变得方便。单片机软件编程的自由度大，可通过编程实现各种各样的算术算法和逻辑控制。而且体积小，硬件实现简单，安装方便。综上所述，我们采用了第二个方案，即 AT89S52。

二、系统的具体设计与实现

1、系统的总体设计方案

采用液位传感器LLE102000、光电耦合器控制，读取液位信号并进行计算处理，分析并作出是否进行报警的判断，同时读取时钟芯片DS1302 的时间，并送入液晶显示器LCD12864 显示，同时通过与PC 机的连接对整个系统的控制和显示。

图 1 系统设计框图

2、时钟模块

该模块的主要功能是向单片机提供时间的信息包括年、月、日、星期及时间。其是由DS1302、晶振、电容等组成。

图 2 时钟模块电路图

3、报警模块

当液位高于X1时，鸣响振铃病点亮红色LED灯；当液位低于X2时，鸣响振铃并点亮黄色LED灯；当液位处于X1和X2之间时，点亮绿色LED灯。如图

图3报警模块

4、主控程序代码段为：

com:process(current_state,eoc) --规定各种状态的转换方式begin

case current_state is

when st0=>next_state<=st1;ale<='0';start<='0';en<='0';

when st1=>next_state<=st2;ale<='1';start<='0';en<='0';

when st2=>next_state<=st3;ale<='0';start<='1';en<='0';

when st3=> ale<='0';start<='0';en<='0';

if eoc='1' then next_state<=st3; --检测EOC的下降沿

else next_state<=st4;

end if;

when st4=>ale<='0';start<='0';en<='0';

if eoc='0' then next_state<=st4; --检测EOC的上升沿else next_state<=st5;

end if;

when st5=>next_state<=st6;ale<='0';start<='0';en<='1';

when st6=>next_state<=st0;ale<='0';start<='0';en<='1';regl<=d; when others=> next_state<=st0;ale<='0';start<='0';en<='0';

end case;

end process;

转化时序代码段为：

clock:process(clk) --对系统时钟进行分频，得到ADC0809转换工作时钟begin

if clk'event and clk='1' then qq<=qq+ --在clk1的上升沿，转换至下一状态if QQ="01111111" THEN clk1<='1'; current_state <=next_state;

els if qq<="01111111" then clk1<='0';

end if;

end if;

end process;

q<=regl; abc_out<=abc_in;

end behav;