基于單片機(jī)的水位檢測與控制系統(tǒng)方案

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1、word專業(yè)整理電子信息工程實驗教學(xué)中心《綜合課程設(shè)計》設(shè)計報告設(shè)計題目基于單片機(jī)的水位檢測與控制系統(tǒng)年級專業(yè)學(xué)號姓名成績2012電子信息工程評語：完成日期：2015/6/30學(xué)習(xí)資料整理分享word專業(yè)整理目錄摘要11緒論21.1項目研究背景及意義21.2課題現(xiàn)狀22總體設(shè)計方案及論證32.1總體方案設(shè)計33硬件實現(xiàn)及單元電路設(shè)計43.1設(shè)計原理43.2設(shè)計方案53.3傳感器模塊53.3.1傳感器的選擇53.4系統(tǒng)工作原理63.5水位顯示電路73.6外部晶振時鐘電路的設(shè)計123.7時鐘電路的設(shè)計133.8自動報警電路133.9中央處理器模塊143.10繼電器控制模塊1

2、43.11水位檢測系統(tǒng)仿真圖144軟件設(shè)計154.1主程序工作流程圖155總結(jié)156參考文獻(xiàn)15附錄16附件1：原理圖16附件2：仿真圖16附件3：元件清單17附件4：程序18學(xué)習(xí)資料整理分享word專業(yè)整理摘要隨著社會的發(fā)展，科技的進(jìn)步以及人們生活水平的逐步提高，各種方便與生活的自動控制系統(tǒng)開始進(jìn)入了我們的生活，單片機(jī)作為微型計算機(jī)發(fā)展的一個重要分支，具有高可靠性、高性能價格比、低電壓、低功耗等優(yōu)勢，以其為核心的自動控制系統(tǒng)贏得了廣泛的應(yīng)用。該課程設(shè)計的題目是基于單片機(jī)的水塔水位控制，在此水塔水位控制系統(tǒng)中，檢測信號來自插入水中的4個金屬棒，以感知水位變化情況。工作正

3、常情況下，應(yīng)保持水位在某一范圍內(nèi)，當(dāng)水位變化發(fā)生故障的時候，及時關(guān)斷電機(jī)電源，發(fā)出聲、光報警信號。其目的在于對單片機(jī)技術(shù)的應(yīng)用，由單片機(jī)實現(xiàn)自動運行，使水塔內(nèi)水位始終保持在一定范圍，以保證連續(xù)正常地供水。該課程設(shè)計給出以STC89C51單片機(jī)為核心器件的水塔水位檢測控制系統(tǒng)仿真設(shè)計，實現(xiàn)水位的檢測控制、處理和報警等功能，并在Proteus軟件環(huán)境下模擬仿真。實驗結(jié)果表明，該系統(tǒng)具有良好的檢測控制功能，可移植性和擴(kuò)展性好。關(guān)鍵詞：水位傳感器STC89C51學(xué)習(xí)資料整理分享word專業(yè)整理1.緒論1.1項目研究背景及意義在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，常常需要測量液體液位。隨著國家工業(yè)的迅

4、速發(fā)展，液位測量技術(shù)被廣泛應(yīng)用到石油、化工、醫(yī)藥、食品等各行各業(yè)中。低溫液體（液氧、液氮、液氬、液化天然氣及液體二氧化碳等）得到廣泛的應(yīng)用，作為貯存低溫液體的容器要保證能承受其載荷；在發(fā)電廠、煉鋼廠中，保持正常的鍋爐汽包水位、除氧器水位、汽輪機(jī)凝氣器水位、高、低壓加熱器水位等，是設(shè)備安全運行的保證；在教學(xué)與科學(xué)研究中，也經(jīng)常碰到需要進(jìn)行液位控制的實驗裝置。本設(shè)計是利用STC89C52單片機(jī)設(shè)計一種水位控制系統(tǒng)。主要是基于單片機(jī)的硬件設(shè)計以及程序設(shè)計,包括測量電路部分、液位實時數(shù)顯輸出部分以及液位控制部分，還在此基礎(chǔ)上添加蜂鳴器。本設(shè)計只是概念性設(shè)計了電路部分，并不涉及具

5、體的數(shù)值設(shè)定，經(jīng)過了實際應(yīng)用檢測。該系統(tǒng)實現(xiàn)了水位監(jiān)測，水位控制，水位顯示，故障報警功能。在設(shè)計中主要采用了傳感技術(shù)、單片機(jī)技術(shù)、弱電控制強(qiáng)電技術(shù)、C語言編程等技術(shù)。本文還講述了水位控制系統(tǒng)工作的基本原理，介紹了電路接口原理圖，給出了相應(yīng)了設(shè)計流程圖和C語言程序。本文主要是為了更多得了解單片機(jī)，掌握單片機(jī)的組成部分和控制原理，最終達(dá)到設(shè)計出“單片機(jī)水位控制系統(tǒng)的”的目的。實驗證明，單片機(jī)控制的水位控制系統(tǒng)的硬件電路簡單，軟件功能完善，控制系統(tǒng)可靠，充分發(fā)揮了單片機(jī)的性能，可以大大的提高單片機(jī)的開發(fā)效率。1.2課題現(xiàn)狀目前，市面上進(jìn)行液位測量的儀表種類繁多，但是同時具有測

6、量、監(jiān)控、數(shù)據(jù)記錄及處理的液位測量裝置并不多。在某些工業(yè)控制系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)的測量這一基本功能已不能滿足現(xiàn)代工業(yè)的要求，往往需要對大批數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄，對其進(jìn)行后期處理分析，實現(xiàn)差錯控制、工藝改善、資源優(yōu)化等一系列工作。為了獲得大批量的數(shù)據(jù)，得到可靠的分析資料，往往需要長期、多網(wǎng)點的監(jiān)控記錄。在液位測量這一領(lǐng)域中，如江河湖海、城市用水等方面，大量數(shù)據(jù)長時間，多網(wǎng)點的采集記錄分析具有普遍的意義。液位的變化分析，有助于人們進(jìn)一步對自然環(huán)境、天氣變化甚至是災(zāi)害預(yù)警提供可靠的支持。單片機(jī)是一種集成電路芯片，是采用超大規(guī)模集成電路技術(shù)把具有數(shù)據(jù)處理能力的中央處理器CPU隨即存儲器RAM，

7、只讀存儲器ROM、多種I/O口和中斷系統(tǒng)、定時器、計時器等功能集成到一塊硅片上構(gòu)成的一個小而完善的計算機(jī)系統(tǒng)。學(xué)習(xí)資料整理分享word專業(yè)整理中央處理器CPU是單片微型計算機(jī)指揮、執(zhí)行中心，由它讀程序并執(zhí)行指令。CPU功能，是以不同方式來執(zhí)行各種指令。有的指令涉及到各個寄存器之間的關(guān)系；有的指令涉及到單片機(jī)核心電路內(nèi)部各功能部件的關(guān)系；有的則與外部器件發(fā)生關(guān)系。總的來說CPU是通過復(fù)雜的時序電路來完成不同的指令功能的。2.總體設(shè)計方案及論證2.1總體方案設(shè)計通過水的導(dǎo)電性，在水位到與未到的差別形成鮮明的高低電平并利用單片機(jī)強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能