基于51单片机的电容式液位传感器

1 51单片机的功能和结构51单片机具有的功能主要体现在以下几个方面：第一，具有8位数据总线和16位地址总线的CPU，因此51单片机的布尔处理能力和位处理能力比较强。

第二，具有相同地址的64KB 程序存储器和64KB 数据存储器，并采用了哈佛结构，每个程序存储器和数据存储器的地址空间可实现相互独立，为程序设计提供了便利的条件。

第三，拥有两个16位定时/计数器，可实现按位寻址的I/O 线。

51单片机中涉及到三条总线包括：地址总线（AB）、数据总线（DB）、控制总线（CB）。

AB 总线的主要功能为传送单片机送出的各种地址信号，从而实现访问外部存储器单元和I/O 端口。

是一条单向总线，地址信号通常只由单片机向外发出。

AB 总线数目决定了可以访问存储单元的数目。

比如：N 位地址，可形成2N个连续的地址编码，可访问2N存储单元，也就是说起寻址范围为2N个地址单元。

挂在AB 总线上的器件，通常情况下，只有地址被选中以后的单元才能和CPU 进行数据交换，其余的部分则不能操作，否则会引起冲突。

DB 总线的主要功能为实现单片机和存储器或者单片机和I/O 端口之间的数据传输。

在具体应用过程中，单片机系统数据总线的位数和单片机处理数据的字长是相同的，比如：如果MCS-51单片机为8位字长，在DB 总线的位数也是8位。

DB 总线可实现双向数据传输。

CB 总线从结构上而言，是一组控制信号线，其传输方向是单向的，但不同方向的开展信号线组合的控制总线则为双向的。

2 基于51单片机的液位检测系统的优势基于51单片机的液位检测系统，主要有由差压式液位传感器数据采集部分、A/D 转换部分、数据处理部分、数据显示部分等共同组成。

在具体应用过程中，数据采集部分将采集的液位数据以电信号的传输到A/D 转换器中，转换为具有离散性质的数字量，再通过专业的数值处理程序和数字滤波程序的处理，储存到存储器中，最后通过七段LED 显示器进行直观显示，一旦液位超出了限定范围，则系统会立即发出报警，提醒操作人员及时处理【1】。

基于单片机的电容式液位传感器参数测量吕淑平; 于岩【期刊名称】《《实验技术与管理》》【年(卷),期】2019(036)010【总页数】4页(P46-48,53)【关键词】电容式传感器; 液位测量; 单片机【作者】吕淑平; 于岩【作者单位】哈尔滨工程大学自动化学院黑龙江哈尔滨 150001【正文语种】中文【中图分类】TP212传感器与检测技术是一门实践性、应用性很强的专业课[1]，在工业自动化控制领域得到广泛的应用[2-3]。

液位检测技术是一种利用液位敏感元件，当被测液体液位发生变化时，能够把物理量变化通过相应的易于检测的电信号变化检测出来，实现液位到检测信号的转换[4]。

目前液位测量方法有20多种[5]，其中电容式液位测量方法以其成本低、结构简单、测量精度高的特点，成为最常用的方法之一[6]。

电容式液位传感器两电极的覆盖面积随被测液体液位的变化而变化，从而引起其电容变化，依此关系进行液位测量[7]，即将液位变化转换成电容变化，利用其电容值变化与液位高度呈线性关系进行液位测量。

该方法具有很高的测量精度。

电容式液位传感器主要是由细长的不锈钢管（半径为）、同轴绝缘导线（半径为），以及被测液体构成的金属圆柱形电容器[8]组成，见图1。

当液位H=0时，不锈钢管与同轴绝缘导线构成的金属圆柱形电容器的电容量为[9] 式中，为容器内液体的等效介电常数，为液位最大高度。

当液位为H时，不锈钢管与同轴绝缘电线之间的电容为式中，为容器内液体的等效介电常数。

由式（1）和式（2）可知，当液位由零增加到时，其电容变化量为参数都为定值，故传感器电容量的值与浸入液体的深度成线性关系，只要测出电容值便能计算出水位高度[10]。

基于单片机的电容式传感器进行液位测量整体设计方案如图2所示。

系统的主控部分采用STC12C5A60S2单片机，电容式传感器将液位信号转换成相应的电容量，经555定时器组成的多谐振荡器将电容变化转变为信号频率变化，利用单片机定时器/计数器计量脉冲信号频率，计算出液位高度。

基于51单片机的多传感器智能液体容器作者：宋团来源：《价值工程》2020年第22期摘要：该智能液体容器以STC89C52单片机为控制核心，利用压力传感器、超声波模块和谐振电路采集数据。

由HX711A/D转换器对检测的压力信号进行转换，再经过单片机对数据进行处理运算和分析，得到被测溶液的密度参数。

设计555定时器电路测量液体的电导率，详细区分液体性质，进一步确定液体的种类。

经过多次仿真试验和实践，本系统可利用多传感器实现对液体性质的判断，成本低，可一键实现液体的识别判断并显示。

Abstract： The intelligent liquid container uses STC89C52 single-chip microcomputer as the control core， and uses pressure sensors， ultrasonic modules and resonant circuits to collect data. The detected pressure signal is converted by the HX711A/D converter， and then the data is processed， calculated and analyzed by the single-chip microcomputer to obtain the density parameter of the measured solution. It designs the 555 timer circuit to measure the conductivity of the liquid， distinguishes the liquid properties in detail， and further determines the type of liquid. After many simulation experiments and practice， this system can use multiple sensors to realize the judgment of the liquid properties， the cost is low， and the identification， judgment and display of the liquid can be realized with one click.關键词：单片机;多传感器;智能;液体容器Key words： single chip microcomputer;multi-sensor;intelligence;liquid container中图分类号：TP212; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; 文献标识码：A; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; 文章编号：1006-4311（2020）22-0194-030; 引言随着电子技术的迅速发展，智能化的简易测量设备越来越受人关注。

电容式液位传感器的设计李一峰;吴振陆;樊海红【摘要】设计了一种基于单片机的电容式液位传感器，主要由单片机系统、555定时器、液晶显示屏组成。

单片机作为主要控制的部分，控制系统所有的部分，接收555定时器方波信号并读取出其频率，将频率转换成液位高度，显示到LCD1602液晶显示屏幕上，软件计算液位高度，减小了电容与频率转换的线性误差，最终实现算法的设计。

%Capacitance type liquid level sensor based on single chipwas designed. The system consists of single-chip microcomputer system, 555 timer, LCD screen. Single chip microcomputer, as the main control part, control all part of the system, receive a 555 timer square wave signal and read out the frequencywhich is transformedinto the height of liquid level and is displayed on the LCD1602 liquid crystal screen.The liquid level height is calculated by software, by reducing the linearity error of capacitance and frequency conversion,and finally the algorithm is designed.【期刊名称】《广东海洋大学学报》【年(卷),期】2015(000)001【总页数】5页(P90-94)【关键词】电容式液位传感器;555定时器;多谐振荡电路;频率转换【作者】李一峰;吴振陆;樊海红【作者单位】广东海洋大学信息学院，广东湛江524088;广东海洋大学信息学院，广东湛江 524088;广东海洋大学信息学院，广东湛江 524088【正文语种】中文【中图分类】TP212在石油化工、水利水电、农田灌溉、环境监测以及食品加工等众多行业，液位是一个重要的技术参数。

（1）判断液位高度（2）用力控软件绘出工程平面图以及用keil编辑程序（3）设置相应的实时控制和报警（4）确定I/O端口功能#include<at89x51.h>#define uint unsigned intvoid delay(uint a);void display1(uint a);void key_control();void pour_liquid();void emit_liquid();// void alarm1();int alarm();void give_out();void control();uint ADC() ;sbit ALE=P2^0;sbit EOC=P2^1;sbit OE=P2^2;sbit clk=P2^3;//sbit p17=p1^7;sbit P14=P1^4;sbit P15=P1^5;sbit P16=P1^6;sbit P24=P2^4;sbit P25=P2^5;sbit P26=P2^6;sbit P27=P2^7;/*模数转换器工作的前提条件是（由于在本题中不需要地址锁存，所以ALE不管，eoc为数模转换完毕由低电平变成了高电平，oe为打开三态门数据接收，start为数模开始转换负跳变为开始工作）clk为数模转换器提供时钟*///显示uint TAB[]={0x00,0x01,0x02,0x03,0x04,0x05,0x06,0x07,0x08,0x09} ;//提供时钟脉冲void timer0_int(void) interrupt 1 //时钟中断定时器/计数器0{clk=~clk; //计数器提供工作时钟}void timer1_int(void) interrupt 3 //报警定时器/计数器1 {uint recieve;recieve=ADC(); //接收转换后的数据TH1=0xB1;TL0=0XDF; //给定时器重新装初值//缓冲区半场鸣......}void main(){uint data1;TMOD=0X12; //使定时器0 工作在方式2 定时器1 工作方式2 TR0=1; //开计数器/定时器0TR1=1; //开计数器/定时器1IE=0X8A; //开中断，能响应计数器溢出中断TH0=240; TH1=0xB1;TL0=0; TL0=0XDF; //中断时间定时器0 ：15us 定时器1 ：20ms IP=0x02; //优先级的设置：定时器0的优先级高于定时器1的优先级while(1){data1=ADC();//模数转换display1(data1);alarm();control();}}//数模转换uint ADC() //返回数据为液体的高度{uint data1;ALE=0;ALE=1;ALE=0;//给start端开始信号即使数模转换器开始工作delay(100);while(EOC==0);OE=1; //接收转换后的数据data1=P0;OE=0;data1=(uint)50.0*data1/255.0;return data1;}//报警int alarm(){ uint a ;int recieve;a=ADC();if(a>35&&a<=40) //缓冲区{P24=0 ;// P25=1;recieve=1;}else if(a>40) //报警；液体过多；需放掉一部分{P24=0;P25=1;recieve=2;}else if(a<=35&&a>=15) //在合适区{P24=0;P25=0;recieve=3;}else if(a<15) //液体过少，需加液体{P24=1;P25=0;recieve=4;}return recieve;}//选通数码管void display1(uint a){ uint temp1,temp2,temp3,temp4;temp1=a/1000; temp2=a%1000/100;temp3=a%100/10;temp4=a%10;if(temp1){P1=TAB[temp1];delay(100);P1=TAB[temp2]|0x10;delay(100);P1=TAB[temp3]|0x20;delay(100);P1=TAB[temp4]|0x30;delay(100);}else if(temp1==0){P16=1;if(temp2){P1=TAB[temp2]|0x10; delay(100);P1=TAB[temp3]|0x20; delay(100);P1=TAB[temp4]|0x30; delay(100);}else if(temp2==0) {P16=1;if(temp3){P1=TAB[temp3]|0x20; delay(100);P1=TAB[temp4]|0x30; delay(100);}else if(temp3==0) {P16=1;P1=TAB[temp4]|0x30; delay(100);}}}}//延时程序段void delay(uint a) {uint i;for(i=a;i>0;i--);}//开关控制void key_control() {uint a;a=ADC();if(a>=15&&a<35) {P27=0;P3=0X63;P27=1;}else if(a>35&&a<40){P27=0;P3=0X63;P27=1;P25=1;P24=0;}else if(a<15||a>=40){P27=0;P3=(uint)a*5.5;}}//注如液体时void pour_liquid(){P27=0;P3=0X46; //开注入液体开关P27=1; //锁存地址，直到注入液体大于35米时//if(a>35);// P27=0; //如果在35米到40米之间断开注入液体开关那么不进行报警了//return 1;//else return 0;}//需要清洗容器时,将液体清放完全/*void emit_liquid(){alarm();P27=0;P3=0XBC;P27=1;} *///清放液体时，如果液体高度在35米到40米之间关闭清放液体开关那么也不进行报警了/*void give_out(){ uint a;a=ADC();alarm();P27=0;P3=0XBC; //开输出液体开关P27=1; //锁存地址，直到输出液体小雨40米时if(a>35&&a<40);// P27=0; //如果在35米到40米之间断开注入液体开关那么不进行报警了return 3;else return 2;} *///控制液体的流量void control(){ uint a;int recieve1;a=ADC();recieve1=alarm();if(recieve1!=1)P26=1;if(recieve1==1){ if(P26==0)//关闭两开关{ P26=0;P25=0;display1(a);// recieve1=alarm1();P27=0;P3=0X63;P27=1;}else if(P26==1){ display1(a);//alarm();key_control();P25=1;}}if(recieve1==2) //大于40米{key_control();// recieve1=alarm();display1(a);}if(recieve1==3) //合适区{key_control();//recieve1=alarm();display1(a);}if(recieve1==4) //小于15米*/while(a<35){a=ADC();//pour_liquid();display1(a);if(a<15)P24=1;elseP24=0;P27=0;P3=0X46; //开注入液体开关P27=1; //锁存地址，直到注入液体大于35米时//key_control();。

目录一、概述 (1)二、系统设计方案的确定 (1)2.1功能需求分析 (1)2.2系统设计方案的选择 (1)三、部分电路的设计 (2)3.1传感器 (2)3.2单片机电路设计 (3)3.2.1 AT89C51功能及引脚分布 (3)3.2.2 振荡方式的选择 (5)3.2.3 复位电路的设计 (5)3.3AD转换电路的设计 (6)3.3.1 ADC0809主要信号引脚的功能 (6)3.3.2 ADC0809和AT851单片机的连接 (7)3.3.3 转换数据的传送 (8)3.4键盘输入电路的设计 (9)3.4.1 按键去抖 (9)3.4.2 键盘扫描方法 (10)3.5数显输出电路的设计 (11)3.6报警及控制电路的设计（略） (12)四、软件设计部分 (12)4.1原理图的绘制 (12)4.2流程图的设计 (12)五、心得体会 (12)参考文献 (13)附录 (13)基于单片机的液位检测系统的设计一、概述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使用于电子产品中，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、解决问题和综合使用所学知识的潜能。

另外，液位控制在高层小区水塔水位控制，污水处理设备和有毒，腐蚀性液体液位控制中也被广泛使用。

通过对模型的设计可很好的延伸到具体使用案例中。

本设计基于AT89C51单片机，包括测量电路部分、AD转换部分、键盘输入控制部分、液位实时数显输出部分以及液位控制部分（原理图中不涉及），还可在此基础上添加报警器（不涉及）。

本设计只是概念性设计了电路部分，并不涉及具体的数值设定，未经过实际使用检测。

二、系统设计方案的确定2.1 功能需求分析（1）要求能够实现较高精度的测量（2）以单片机AT89C51为基础，设计外围电路。

（3）电路设计，包括AD转换模块、数显模块、键盘输入模块（4）对测量电路的各种精度指标进行测试（非线性误差、重复性、滞后、灵敏度、抗侧向能力大小、温变对灵敏度的影响等指标）。

摘要：随着时代的发展，数字电子技术已经普及到我们生活，工作，科研，各个领域，本文将介绍一种数控直流稳压电源，它具有过载保护、成本低、抗干扰能力好,使用寿命长，性能稳定，操作方便等优点。

本电源由模拟电源、显示电路、单片机控制电路、数模转换电路、放大电路四部分组成.准确说就是模拟电源提供各个芯片电源、LCD、放大器所需电压；显示电路用于显示电源输出电压的大小。

同时分析了数字技术和模拟技术相互转换的概念。

与传统的稳压电源相比具有操作方便，电源稳定性高以及其输出电压大小采用LCD显示的特点。

关键词：单片机AT89C52，数模转换AD7543，运算放大器OP-07Abstract： Advantage.Along with the development in ages, the numerical electronics technique has already make widely available our life, work, research, each realm, this text will introduce a kind of number to control direct current steady press power supply, this text will introduce a number to control power supply, it once had to carry protection, the cost be low, anti- interference ability good, credibility good, service life long, function stability, operation convenience etc. This power supply from imitate power supply, show electric circuit, control electric circuit, few molds conversion electric circuit and enlarge electric circuit four-part cent constitute.Accurate say be imitate power supply to provide the electric voltage that each chip power supply, the figures tube, enlarger need;Show the electric circuit useds for the size which shows that the power supply outputs electric voltage. With traditional steady press power supply to compare to have an operation convenience, Gao and its exportation adoption figures of the electric voltage size of the power supply stability show of characteristics.Keyword:Single slice the machine AT89 C52, the few molds conversion AD7543, operate the enlarger OP-07附录前言 (4)一、硬件部分 (7)(一）供电电源设计 (7)1、方案选择 (7)2 、稳压电路结构组成 (7)3 、电源设计 (8)（二）数控部分 (10)（三）信号处理电路 (10)1 、AD7543与单片机串行通讯接口的连接 (11)2 、AD7543与单片机普通I/O的连接 (12)（四）键盘与显示部分 (12)1 、显示部分 (12)2 、键盘部分 (13)（五）输出电路 (14)（六）电路扩展 (15)1 、功率调整电路 (15)2、过载或短路保护电路 (15)3 、声光报警电路 (16)4 、波形电路 (16)（七）原理图 (16)（八）元件清单 (18)元件清单在附录 (18)（九） PCB电路板制作 (18)（十）硬件实物图 (18)二、软件部分 (20)（一）中断服务子程序 (22)（二） LCD显示子程序 (22)（三）顺序转换输出子程序 (23)（四）键盘子程序 (24)三系统测试及结果分析 (25)（一）系统功能测试 (25)（二）系统指标测试 (27)（三）系统误差分析 (29)总结与自我评价 (30)致谢 (31)参考文献 (32)附录 (33)前言电源技术尤其是数控电源技术是一门实践性很强的工程技术，服务于各行各业。

毕业设计（论文）课题（论文）名称：基于MCS-51单片机的液位控制电路设计题目：基于MCS-51单片机的液位控制电路设计摘要：随着电子技术的不断发展，以单片机为基础的控制电路有着体积小，价格低廉，系统结构简单，处理功能强，易于控制等优点，这使得单片机的应用更为广泛。

而液位控制是现代工业中常见的参数，有着直接观察、容易测量，过程时间常数小的优点，本系统采用AT89C51单片机为主控制器，通过液位传感器来检测水位的高度，通过键盘来设置水位的高度，并能控制电路来自动调节液位的高度，并可由LCD显示实际水位与检测的水位高度，其分辨率小于1cm并具有一定的水位报警功能。

因此，比较适合应用于一般的液位控制，如自来水厂蓄水槽、污水处理厂的污水槽、大坝的警戒水位等都需要液位检测装置来检测液位。

关键词：单片机水位检测智能化控制目录摘要................................................................... 1…前言.................................................................... 3..方案论证................................................................ 4..万案一.............................................................. 4..（1）数控电路部分 ...................................................................................... 4.(2) 液位测试部分 (3) 控制驱动电路部分〉》J 户 £、方案二方案三 方案比较 硬件设计 1、数控部分(1) 电路最小系统9..(2) 键盘控制电路 ................................................. 9.. (3) 显示电路部分 ................................................ 1..0 2、液位测试部分 .................................................... 1..1. 3、控制驱动电路部分 ................................................ 1..1 4、电路板的制作 .................................................... 1..2.(1) 原理图的绘制 ................................................ 1..2 (2) PCB 板图设计 ............................................... 1..2. (3) 元件清单 .................................................... 1..5. 5、抗干扰、远程控制方面措施 ........................................ 1..5 ...................................................... 错...误！未定义书签。

智能液位传感器摘要摘要：介绍了压力传感器的应用，设计了智能液位传感器。

此设计通过压力传感器测出液体的压力，输出0 - +5V的模拟电压通过ADC0804采集转换成数字量送入单片机处理，由RS232串口通信送到上位机，并显示出高度。

此设计能完成0-1.5m高度的液位测量，能精确到厘米。

此设计主要由压力传感器，单片机，ADC0804转换器构成。

关键词：智能液位传感器，单片机，AD转换器Abstract：This article i ntroduces the application of pressure sensor, and designs a intelligent level sensor. This design detects the liquid pressure through the pressure sensors, and it will send the voltage from 0 to 5V which is converted into digital quantity by the simulation ADC0804 acquisition to the SCM processing. Then the digital will be sent to the PC which shows the high by RS232 serial interface communication. This design can finish 0 to 1.5 m high level measurement, and accurate to cm. This design main have pressure sensor, a single-chip microcomputer, and ADC0804 converter to form.Keywords：Intelligence level sensor ，Single-chip microcomputer，AD converter目录1绪论 (4)1.1设计目的 (5)1.2 设计任务与要求 (5)1.3 智能液位传感器的基本原理 (5)2总体方案设计 (6)2.1 智能液位传感器设计方案框图 (6)2.2 方案论证 (7)2.3 方案可能的扩展功能 (8)3 单元模块电路的设计 (9)3.1各单元模块功能介绍及电路设计 (9)3.1.1 传感器输出部分 (9)3.1.2 ADC0804数据采集转化部分 (9)3.1.3 单片机最小系统模块 (10)3.1.4 RS232模块 (11)3.2 电路参数计算及元器件的选择 (12)3.2.1 元器件的选择 (12)3.3 特殊元器件介绍 (13)3.2.1 ADC0804 (14)3.1.2 压力传感器D3B (16)3.4 个单元模块的联接 (17)4 软件设计 (19)4．1 软件设计原理及所用的工具 (19)4.1.1 单片机部分 (19)4.1.2 上位机VB部分 (20)4.2 软件的设计流程框图 (22)4.3 软件设计总结 (23)5 系统调试 (24)5.1 硬件结构部分 (24)5.2 VB部分 (24)5.3 压力传感器部分 (25)6 系统功能及指标参数 (26)6.1系统功能 (26)6.2 系统各部分的测试参数 (26)6.2.1 AD部分调试参数 (26)6.2.2 系统测量液面高度的数据参数 (27)6.2.3 调试总结 (27)7 结论 (29)8 总结与体会及感谢语 (30)9 参考文献 (31)附录 (32)附录1： (32)附录2：程序 (35)附录3 元器件清单 (38)1绪论液位检测在许多控制领域已较为普遍，各种类型的液位检测传感器较多，按原理分有浮子式、压力式、超声波式、吹气式等。

目录1 引言 (1)2系统基本总体设计 (1)2.1设计要求 (1)2.1.1 基本要求 (1)2.1.2 发挥部分 (2)2.1.3 说明 (2)2.2.系统各个模块的选择与论证 (3)3 系统的硬件设计 (4)3.1系统硬件的基本组成部分 (4)3.2主要单元电路设计 (5)3.2.1 点滴速度测量电路设计 (5)3.2.2 点滴速度控制电路设计 (6)3.2.3 键盘显示电路 (7)4 系统的软件设计 (8)4.1系统的主程序设计 (8)4.2检测点滴速度子程序 (8)4.3点滴速度控制子程序 (8)4.4键盘显示子程序 (9)4.5程序设计 (10)5 结束语 (13)参考文献 (14)基于51单片机的液体点滴速度监控装置摘要：随着电子技术的发展，医疗设备也在发生着一些变化，而传统的人工式监护方式显然已经越来越不能满足当今的监护需要了。

目前，我国医疗机构在进行输液治疗时，输液速度的控制还是采用人工方。

常规临床输液，普遍采用挂瓶式输液，并用眼睛直接观察，依靠手动夹子来控制输液速度，这样的操作方式不能精确控制输液的速度，而且工作也量大。

因此，就需要既廉价又实用的医疗输液检测监控装置来满足现今的医疗需求。

利用单片机设计并制作一个智能化的液体点滴速度监测与控制装置。

该装置由水滴速度测试系统、水速控制系统、显示装置、单片机装置、键盘和报警系统等系统组成。

应用水的压强随着高度差的变化而变化的原理，利用控制步进电动机的升降来控制点滴速度。

点滴速度可用键盘来设定，设定范围为20~150（滴/分），控制误差范围在10%±1滴左右。

从改变设定值起到点滴速度基本稳定整个过程的调整时间小于3分钟。

关键词：点滴速度；红外线传感；步进电动机；51单片机1 引言单片机的发展前景颇为广阔，在各个领域中都用到了单片机控制，如；工业控制，交通控制，信息方面等，随着科学技术的进步，我们在各方面都采用了自动控制取代人工控制，医疗事业的发展是顺应科学技术而发展的，医疗的安全和医疗水平的提高都离不开科学技术，把高科技应用到医疗事业上是对医疗事业的一大促进与补充。

基于单片机的水位控制系统设计目录1概述 (2)2设计的基本任务和要求 (3)2.1 基本功能 (3)2.2塔水位控制原理 (4)2.3 系统硬件总体方案 (4)3控制系统方案设计 (4)3.1系统硬件方案 (4)3.2 核心芯片AT89C51单片机 (5)3.3系统软件总体方案 (6)4.Proteus设计与仿真 (7)4.1元器件清单 (7)4.2基于单片机水位控制原理图5 (8)4.3基于单片机的水位控制PCB图6 (8)4.4水位检测的主程序 (9)4.5 实验仿真结果 (12)4.6 结语 (12)5 设计体会 (12)参考文献 (13)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。

基于单片机的分段电容式液位测量的研究目录第一章前言 (3)第二章分段电容式液位测量原理及方法 (4)2．1传统电容式液位测量的介绍 (4)2.1.1传统电容式液位测量的原理 (4)2.1.2电容式液位测量方法在油水界面检测中遇到的问题 (5)2.2分段电容式液位测量的原理 (6)2.2.1分段电容式液位测量的原理 (6)2.2.2 几种特殊情况的处理 (7)2.3 微小电容测量原理 (7)第三章系统总体设计 (9)3.1课题需要实现的功能及要求 (9)3.1.1系统实现的功能及要求 (9)3.1.2系统的主要技术标准 (9)3.2 系统总体结构设计 (10)3.2.1传感器结构 (10)3.2.2系统功能模块划分 (11)第四章系统硬件设计 (13)4.1硬件电路的总体设计 (13)4.1.1硬件电路的可靠设计 (13)4.1.2硬件电路设计划分 (13)4.2 单片机的选用 (13)4.3 主控电路设计 (14)4.3.1 ATmegal6单片机电路设计 (14)4.3.2 人机接口电路设计 (16)第五章系统软件设计 (17)5.1软件总体设计 (17)5.2 ATmegal6单片机软件总体设计 (17)5.3 ATmega8单片机软件总体设计 (18)第六章结束语 (19)参考文献 (20)致谢 (21)摘要：溢油回收过程中进行油水分离时，检测油气、油水界面所在位置以及油层厚度是至关苇要的一个环节，不仅需要能够同时检测油气、油水两个界面，还需要保证检测结果是实时连续的，要求具有较快的检测速度。

本课题正是研究这样一种测量技术，通过测量电容，利用单片机实现实时动态多界面液位测量。

通过测量各分段电容传感器然后对测得的数据进行分析处理得到各界面位置是本文的总体思路。

本论文首先介绍了各种液位测量的方法，然后对课题中所提的测量要求进行分析给出了液位测量的需水分析，通过对比各种测量的方法选定了基丁分段电容的测量方式。

摘要现代传感技术、电子技术、计算机技术、自动控制技术、信息处理技术和新工艺、新材料的发展为智能检测系统的发展带来了前所未有的奇迹。

在工业、国防、科研等许多应用领域，智能检测系统发挥着越来越大的作用。

随着社会的进步、生产工艺和生产技术的发展，人们对液位的检测与控制提出了更高的要求。

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。

本设计用液位检测集成芯片LM1042、A/D转换芯片A/D574A、继电器、水泵，以及AT89C51单片机作为主控元件的液位检测与控制的原理、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，使检测与控制具有更高的智能性。

关键词：AT89C51；AD574A；液位检测；LM1402；超限报警；继电器；水泵.ABSTRACTModern sensing technology, electronic technology, computer technology, automatic control technology, information processing technology and new technology, new material for the development of the intelligent detection system development has brought an unprecedented miracle. In industry, national defense, scientific research and many other fields of application, intelligent detection system is playing the more and more major role. Along with the progress of the society, the production technology and production technology development, the people to the level of test and control put forward higher request. And the new electronic technology of microelectronics technology and microcomputer's widely used in popularity, single-chip microcomputer control system with its high control accuracy, high performance is stable and reliable, setting, convenient operation, cost low characteristic, has been applied to the liquid level control systems. This design with liquid level detection integrated chips LM1042, A/D converse.Keywords: AT89C51; AD574A; The liquid level detection; LM1402; Overrun alarm; Relay; Water pump.目录第一章绪论 (1)1.1水位检测技术的应用与发展 (1)1.2水位检测系统设计的意义 (1)1.3本设计研究的内容和方法 (1)第二章系统硬件设计 (3)2.1系统总体功能概述 (3)2.2核心芯片的选择 (4)2.3硬件原理图 (10)第三章系统软件设计 (15)3.1软件功能概述 (15)3.2主程序设计 (16)3.3定时器T0中断服务程序 (17)3.4A/D转换子程序 (18)3.5LED显示子程序 (18)第四章结论 (19)参考文献 (20)致谢 (21)附录 (22)附录一主程序代码 (22)附录二电路图 (26)附录三PCB版 (27)第一章绪论1.1 水位检测技术的应用与发展当今的工业领域中液位检测对许多自动控制方案来说都至关重要。