基于单片机的水塔水位控制新版系统的设计与仿真毕业论文.doc

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 软件某些 7

3.1程序框图 7

4 PROTUSE仿真显示 8

总结 11

参照文献 12

绪论

当今社会，科技以迅雷不及掩耳之势速度发展着，人民生活水平也在不断提高。自动水位控制将给人们生活带来巨大以便。由于单片机有极高可靠性，微型性和智能性，单片机已经广泛应用于咱们生活和学习中，咱们可以在许多领域见到单片机身影，，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备数据解决能力中央解决器CPU随后存储器RAM，只读存储器ROM、各种I/O口和中断系统、定期器、计时器等功能（也许还涉及显示驱动电路、脉宽调制电路、模仿多路转换器、A/D转换器等电路）集成到一块硅片上构成一种小而完善计算机系统。
中央解决器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。有指令涉及到各个寄存器之间关系；有指令涉及到单片机核心电路内部各功能部件关系；有则与外部器件发生关系。总来说CPU是通过复杂时序电路来完毕不同指令功能。
对于本设计单片机构造简朴实用性强，功能齐全，技术先进，使实现这设计不难实现。同步，C语言是单片机重要“构成”，如果能掌握好C语言编程，这将很大限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测量精确、重复性能好、功耗低、使用寿命长等特点，因此该设计以单片机为基本水槽水位控制系统。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，将采样信号水位高度转换为0～5 V 直流电压，再通过 A/D 转换[12]后，将转换所得8 路并行数字量送入单片机进行解决来来驱动电机启停等。从而达到对水位进行自动控制目。通过对电压和水位转换关系，最后运用单片机进行精准控制，实现对水位高度显示、主/备电机和报警装置等控制。但是鉴于基于单片机水位控制系统在Protues上进行仿真，而Protues上没有水槽水位模型。因而，可以用按钮来代替水位传感器。
本次设计实现功能
（1） 两个数码管分别显示液位和当前时间。
（2） 通过按钮来表达液位高低，并来控制电机转动和停止来表达加水。
（3） 通过两个led灯来表达系统工作状态，绿灯表达电机正常加水，红灯表达需要加水或加水完毕。
（4） 运用喇叭来提示与否需要加水和加水与否完毕。
水位控制系统由电源电路、水位探测传感电路、稳压电路、继电器控制电机加水电路、单片机STC89C52、数码管显示电路构成。系统构成方框图如下
系统总体框图
数码管显示电路
电源电路
单

片

机
AT89C51

稳压电路

电机控制电路

水位探测传感电路

2 水位控制硬件设计
2.1电路总体框架图
如图2-1中所示

图 2-1 电路总体框架图
2.2LED数码管显示
对水位显示，本设计是通过CD4511来驱动共阴极数码管，将CD4511A、B、C、D端分别和89C51P3口低4位相连，A是最低位D是最高位。然后再将CD4511“QA，QB，QC，QD，QE，QF，QG”分别和LED数码管数据端相连，通过89C51P3口低4位来驱动数码管显示。通过A、B、C、DBCD码来驱动数码管显示。

CD4511

CD4511驱动数码管
对数字时钟显示，本设计是通过DS1302来驱动八个数码管，将数码管“a，b，c，d，e，f，g，dp”分别和89C51P0口相连，再将数码管“1，2，3，4，5，6，7，8”端口分别和89C51P2口相连，当系统一运营时，DS1302能及时驱动数码管显示当前时间。
2.3 电机驱动及显示
电机控制某些，采用了三极管放大和二极管正向导通作用和继电器吸合伙用来控制电机工作，由单片机P1.0 口进行控制，而电机工作状况由相应显示批示灯来显示，如图2-8所示：

图2-8 电机控制电路
2.4水位检测电路
按键是直接用I/O 口线构成单个按键电路,每个独立式按键占有一根I/O 口线,各根I/O 口线之间不会互相影响。在此电路中,按键输入采用低电平有效。
水位检测某些是用单片机P1.4～P1.7连接四个按钮分别代表水满、低水位、中水位和蓄水位。
由于基于单片机水位控制系统在Protues中进行仿真时，Protues中没有水槽水位模型，因此就不能用实际液位传感器来前侧水槽中实际水位。在这里可以用四个按钮K2、K3、K4、K5来控制水塔中水位。当按下K5，电动机开始转动，此时水塔中水位会显示1，即此时水位时水槽总高度1/4；当按下K4，电动机开始转动，此时水槽中水位会显示2，即此时水位时水塔总高度2/4；当按下K3，电动机开始转动，此时水槽中水位会显示3，即此时水位时水槽总高度3/4；当按下K2，电动机开始转动，此时水槽中水位会显示4，即此时水位达到水满状态。如图2-9所示：

图2-9 水位检测电路
2.5 声光报警电路
报警电路是一种为防止或防止某事件发生所导致后果，以声音、光、气压等形式来提示或警示咱们应当采用某种行动电子产品。声光报警某些重要由以扬声器为代表声音报警某些和以数码管为代表光报警某些，它们分别由单片机P3.2 和P3.7 接口来实现水位报警。当K2按钮被按下时，即此时为shuiman，报警批示灯发光二极管会闪烁并且扬声器会发出尖锐报警声，且闪烁几秒钟后声光报警会自动关闭；当K5被按下时，即此时为低水位，报警批示灯发光二极管会闪烁并且扬声器会发出尖锐报警声，且闪烁几秒钟后声光报警会自动关闭。如图2-10所示：

图2-10 声光报警电路

3 软件某些
3.1程序框图
依照水塔水位控制硬件设计分析规定及电路特点，绘制出水塔水位控制程序流程图，如图 3 -1所示：

开始

初始化

N
时钟显示

有键按下？

Y

判断哪个
键按下

Sw1按键（手动启动）

时钟显示
水位1
电机转动

时钟显示

Sw2按键
Sw4按键

Sw3按键

水位4
水位2
电机转动批示灯

水位3
电机转动批示灯

报警灯
蜂鸣器

无限循环
无限循环

无限循环

4 protuse仿真显示
依照水塔水位不同高度（水位1、水位2、水位3和水满），基于单片机水位控制系统仿真如下面仿真图3-5所示

水位1

水位2

水位3

水满水位4

低水位1报警

满水位4报警

总结
通过这段边写论文边学习时间后，我感触颇多，其中布满了酸楚和幸福。我初步把自己学到东西用于了实践之中，也在实践中学到了诸多东西。一方面，我加深了自己理论知识，使理论知识更好用于实践之中，是理论与实践更好结合。另一方面，锻炼了自己动手能力，为自己后来工作打下了一种基本，因此咱们应当明白任何知识都源于实践，出自于实践，实践是检查真理唯一原则。
此设计中还存在许多局限性之处，自己理论知识也不够全面和夯实，不懂许多元件用法，C语言还不能学以致用。通过本次毕业论文设计我一定要加强自己学习，不断温故知新，不断完善自己。

参照文献
[1] 王琪著. 基于 Proteus和keil软件水塔水位控制系统设计[J]. 中华人民共和国科技信息,，11:140-141.
[2] 秦实宏，徐春晖著.MCS-51单片机原理及应用[M].武汉：华中科技大学出版社，.
[3] 陈森著.水塔水位自动控制系统设计[J].建筑设计,，10（5）:111-113.
[4] 袁新娣著.基于单片机智能水塔水位控制系统设计[N]. 赣南师范学院学报,,12(6).
[5] 杨帆、吴晗平著.传感器技术及其应用[M].武汉：化学工业出版社，.
[6] 江世明著.基于Protues单片机应用基本[M].北京：电子工业出版社，.