基于单片机的水位控制系统设计

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。

..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。

一般,工业控制系统的工作环境差,干扰强,利用单片机控制就能克服这些缺点,因此单片机在控制领域得到广泛的应用,使用单片机控制液体液位是很好的选择。

目前我国在单片机测控装置研究、生产、应用中,取得了很大的成绩,总结了很多经验,但是各行业仍处于发展期,经调查,更多科研究所在这方面开展的工作更看重的是理论和算法,数年来这方面的研究的论文较多,着重生产实际的很少。

在上海,新型的单片机测控装置与系统研究的生产基础较雄厚,在生产过程中需要新型的测控装置与系统,因此在不断的努力研究与开发。

上海的工程技术研究人员更着重的是生产实际研究,对理论、算法和成果的论文较少;深圳在研制新型的测控装置与系统领域也比较有成就,尽管与其他国家比较尚有差距,但是,深圳的高校、研究院所的最大的特点就是实际,与生产实际应用项目无关的问题基本不去考虑,主要考虑选取什么材料,测控什么物理量,优点是什么,与机器设备的通讯接口等等。

基于单片机的水位检测控制系统设计学院：专业：姓名：指导老师：信息学院自动化刘翔学号：职称：0901********盛珣华曹宇教授助理工程师中国·珠海二○一三年五月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目录1前言 (1)1.1.本设计在国内发展概况 (1)1.2国外发展概况 (1)1.3设计目的 (2)1.4设计意义 (2)2总设计 (2)2.1设计的技术要求 (2)2.2应解决的主要问题 (3)2.3设计原理 (3)2.4方案选择 (3)2.5给定参数 (5)2.6整体方案设计 (5)2.7优点和特色 (6)2.8创新点 (7)2.9系统运行过程可能存在的问题 (7)2.9.1现场数据经过DTU发送后在远程监控室接收不到 (7)3硬件介绍 (7)3.1光电耦合器4N25 (7)3.1.1工作原理 (7)3.1.2主要性能 (8)3.1.3引脚图和引脚名称 (8)3.1.4极限参数 (8)3.2单片机芯片STC90C516RD+ (9)3.2.1芯片简介绍 (9)3.2.2芯片STC90C516RD+引脚 (9)3.2.3主要性能 (10)3.3电磁继电器 (11)3.4蜂鸣器 (11)3.5远程通信模块DTU (12)3.6液位高度传感器 (12)4组态软件 (13)4.1组态概况 (13)4.2组态设计 (13)5软件设计 (17)5.1Keil软件 (17)5.2程序方框图 (17)5.3程序设计 (18)5.4I/O口的分配 (18)5.5子程序 (18)5.5.1延时子程序 (18)5.5.2报警子程序 (19)5.5.3初始化子程序 (20)5.4主程序 (20)6结论 (22)参考文献 (23)谢辞 (24)附录 (25)程序代码 (25)1前言1.1.本设计在国内发展概况国产水位监测仪主要有浮筒式水位仪、压力传感器式水位仪、超声波式水位仪等，在功能齐全、性能稳定等方面，虽然与国际上先进的同类型产品存在一定差距，但是却可以基本满足水位监测及控制的需要。

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。

河南机电高等专科学校单片机原理及应用课程设计报告课题名称：基于单片机的水位控制系统设计专业：机电一体化技术班级：机电102学号：XXXX姓名：X X成绩：2012年06 月 5 日设计任务书一、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；二、设计方案及工作原理2.1 系统设计方案比较对于水位进行控制的方式有很多,而应用较多的主要有2种,一种是简单的机械式控制装置控制,一种是复杂的控制器控制方式。

两种方式的实现如下： (1)简单的机械式控制方式。

其常用形式有浮标式、电极式等,这种控制形式的优点是结构简单,成本低廉。

存在问题是精度不高,不能进行数值显示,另外很容易引起误动作,且只能单独控制,与计算机进行通信较难实现。

(2)复杂控制器控制方式。

这种控制方式是通过安装在水泵出口管道上的压力传感器,把出口压力变成标准工业电信号的模拟信号,经过前置放大、多路切换、A／D变换成数字信号传送到单片机,经单片机运算和给定参量的比较,进行PID运算,得出调节参量;经由D／A变换给调压／变频调速装置输入给定端,控制其输出电压变化,来调节电机转速,以达到控制水位的目的。

本设计利用单片机设计一个水位控制系统，要求选择合适的水位传感器及电磁阀，当设定完水位后，系统根据水位情况控制电磁阀的开启和关断。

2.2 系统设计总框图2.3工作原理基于单片机实现的水位控制器是以AT89C51芯片为核心,由键盘、数码显示、A ／D 转换、传感器,电源和控制部分等组成。

工作过程如下：当水位发生变化时,引起连接在水位底部软管管内的空气气压变化,气压传感器在接收到软管内的空气气压信号后,即把变化量转化成电压信号;该信号经过运算放大电路放大后变成幅度为0～5 V 标准信号,送入A ／D 转换器,A ／D 转换器把模拟信号变成数字信号量,由单片机进行实时数据采集,并进行处理,根据设定要求控制输出,同时数码管显示液位高度。

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。

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。

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。

单片机课程设计题目：基于单片机的水位控制系统设计专业：机械设计制造及其自动化姓名：杨艳坤学号：090105059指导教师：牛月兰日期： 2013.1目录摘要： (2)关键词： (2)一、系统组成及工作原理 (3)1、系统的组成 (3)2、系统的工作原理 (3)（1）工作原理及原理框图 (3)（2）工作过程 (3)二、系统的硬件设计 (4)1、硬件组成 (4)2、硬件的特性 (4)（1）单片机系统 (4)（2）水位探测传感电路 (6)（3）光报警显示电路 (7)（4）稳压电路 (8)（5）水泵的介绍 (9)（6）电源电路模块 (11)（7）继电器控制电路 (11)（8）看门狗技术 (13)三、系统的软件设计 (14)1、软件设计框图 (14)2、程序设计 (15)（1）汇编语言程序设计 (15)（2）C语言程序设计 (17)3、系统仿真 (18)（1）程序编译和加载 (18)（2）系统设置 (18)（2）系统仿真结果分析 (20)四、基于单片机的水位控制系统的抗干扰措施 (20)1、硬件抗干扰电路的设计 (20)2、软件抗干扰的设计 (21)五、结束语 (22)参考文献 (23)基于单片机的水位控制系统设计摘要：液位是许多工业生产中的重要参数之一，在化工、冶金、医药、航空等领域里，对液位的测量和控制效果直接影响到产品的质量。

本文介绍一种基于单片机实现的液位控制器的设计方法，该控制器以单片机为核心，通过外围硬件电路来达到实现控制的目的。

由于单片微型计算机具有体积小，耗电少，控制精度高，运行可靠等的特点，所以广泛应用于生产实际中。

本文介绍了水位控制系统工作的基本原理。

阐述了一种基于单片机的通用水位控制系统的基本组成，并提出了该系统模块化的硬件和软件设计方法，本文设计了一种以AT89C2051为核心研制的液位控制系统，该系统不仅能对液位进行巡回检测、显示和报警，同时也能对液位进行智能控制。

单片机技术是信息时代用于精密测量的一种新技术。

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1001班 姓 名： 学 号： 2 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 日评语：考勤（10）守纪 （10）过程（40） 设计报告（30）答辩（10）总成绩（100）基于单片机水位控制系统设计摘要：基于单片机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。

关键词：AT89C51；74LS373；水位控制1.引言该方案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。

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。

图1水塔水位控制原理图3.电路设计水塔水位控制系统主要由CPU(AT89C51)、水位检测接口电路、报警接口电路、存储器扩展接口电路、复位电路、时钟振荡等部分组成。

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。

摘要本设计简单，方便，采用了我们周围能所接触到的元器件，使电路看起来更简单；以单片机STC12C2052AD为核心控制水塔水位，利用简易的水位传感器进行水位信号采集，通过单片机对采集来的信号进行处理后，以便控制水泵工作。

水位超出额定量的话该设计会发出警报，切用数码显示管现实水位的高度。

本设计能替代人员在水塔附近站岗或者留寝的麻烦，对人力资源有一定的节省。

关键词STC12C2052AD；水位传感器；水位控制；分压；AD转换目录摘要 (1)目录 (2)第一章引言 (3)第二章 STC12C系列单片机特点及简介 (4)2.1 STC12C2052AD系列单片机简介 (4)2.2 STC12C2052AD单片机I/O口结构 (6)2.3 AT89C51系列单片机简介 (7)第三章硬件电路设计 (11)3.1传感器控制电路 (11)3.2 显示电路 (12)3.3 电源电路 (13)3.4 报警电路 (17)第四章软件设计 (18)4.1 软件总体设计 (18)4.2 水位测量部分软件设计 (18)4.4 编写程序 (22)第五章总电路图 (26)结论 (27)参考文献 (28)第一章引言在全球电子工业的迅猛发展核电在产品市场日益激烈的大环境下我国电子产品发展趋势也从不符合实际的设计和发明电子产品，演变成了符合实际生活的发展需求。

从成本高、体积大、电路不稳定、不切实际生活的应用、操作急难等劣势中逐渐得变成成本低、体积小、工作可靠性高、操作简单、维修方便等方面发展。

本设计也合乎社会发展的需求，也吸取了这些新一类产品的优点所在，本设计有电路简单，成本低，操作方便，维修简单即相对工作可靠性较高的优点。

本设计重点落在电路的成本和操作维修方面。

故对一些小家庭和小工厂及一些不需用极高的精度的场合使用极佳。

本次设计中我着重于叙述单片机和传感器两个重要环节。

因为在完整的水位控制器中单片机和传感器是非常重要的。

我比较了AT89C51单片机和STC12C2052AD单片机的I/O接口，A/D转换器（这里STC89C51没有A/D转换器），等内部功能，悬着了性能比较好的单片机，传感器也是比较了一些始终现在流行的功能较好的，但成本较低的单片机。