单片机水位控制系统课程设计

南华大学过程控制仪表课程设计设计题目PLC控制的蓄水池液位系统学生姓名吴港南专业班级自动化1002班学号***********指导老师刘冲目录1.设计的目的和意义 (2)1.1设计目的 (3)1.2设计意义 (3)2.控制系统工艺流程及控制要求 (4)2.1基本任务 (4)2.2基求控制要求 (4)2.3给定条件 (4)2.4主要性能指标 (4)2.5工艺流程图 (5)3.总体设计方案 (6)3.1控制方法选择 (7)3.1.1控制方法选择 (7)3.1.2系统组成 (7)3.2系统组成 (8)4.软硬件设计 (8)4.1建模过程 (8)4.2硬件开发及系统配置 (10)4.2.1PLC系统—CPU、模/数转换模块、数/模转换模块 (10)4.2.1回路表 (10)4.2.2PID指令 (11)4.2.3程序流程图 (12)4.2.4程序 (14)5.课程设计实验 (18)6.遇到的问题及解决方法 (18)7.收获和体会 (19)参考文献 (19)·第1章设计的目的及意义1.1设计目的对蓄水池液位/压力控制系统。

这是一个单回路反馈控制系统,控制的任务是使水箱的液位/压力等于给定值,减小或消除来自系统内部或外部扰动的影响。

用液位/压力参数为被控对象。

交流电动机带动齿轮泵通过阀1向上水箱供水,调节阀2使之同时向外排水,令入水的速度大于出水的速度,达到被控参数(液位/压力)的动态调整。

1.2设计意义在人们生活以及工业生产等诸多领域经常涉及到液位和流量的控制问题, 例如居民生活用水的供应, 饮料、食品加工, 溶液过滤, 化工生产等多种行业的生产加工过程, 通常需要使用蓄液池, 蓄液池中的液位需要维持合适的高度, 既不能太满溢出造成浪费, 也不能过少而无法满足需求。

因此液面高度是工业控制过程中一个重要的参数，特别是在动态的状态下，采用适合的方法对液位进行检测、控制，能收到很好的效果。

可编程控制器（PLC）是计算机家族中的一员，是为工业控制应用而设计制造的，主要用来代替继电器实现逻辑控制。

《单片机原理与接口技术》课程设计题目：基于单片机的水位控制系统设计《单片机原理与接口技术》课程设计任务书一、基本情况学时：2周学分：1.5 学分适应班级：自动化二、进度安排本设计共安排2周，合计60学时，具体分配如下：动员及准备工作：1学时选题分组：1学时PROTEUS仿真软件使用讲解：8学时总体方案设计：8学时硬件设计：12学时PROTEUS仿真图绘制：4学时软件设计：12学时撰写设计报告： 4 学时制作答辩PPT ： 4 学时答辩： 4 学时总结：2学时教师辅导：随时三、基本要求1、课程设计的基本要求《单片机原理与接口技术》课程设计的主要内容包括：理论设计与撰写设计报告等。

其中理论设计又包括总体方案选择，硬件系统设计、软件系统设计；硬件设计包括单元电路，选择元器件及计算参数等；软件设计包括程序流程图和应用程序。

程序设计是课程设计的关键环节，通过进一步完善程序设计，使之达到课题所要求的指标。

课程设计的最后要求是写出设计总结报告，把设计内容进行全面的总结。

2、课程设计的教学要求《单片机原理与接口技术》课程设计的教学采用相对集中的方式进行，以班为单位全班学生集中到设计室进行。

严格考勤制度，在实训期间累计旷课达到6节以上，或者迟到、早退累计达到8次以上，该课程考核按不及格处理。

课程设计的分组：每3-4名学生组成一个小组，完成一个课题的设计。

小组成员既有分工、又要协作，同一小组的成员之间可以相互探讨、协商，可以互相借鉴或参考别人的设计方法和经验。

但每个学生必须单独完成设计任务，要有完整的设计资料，独立撰写设计报告。

教学要求具体如下：（一）、掌握单片机应用系统开发、设计流程；硬件、软件的资源分配与规划。

（二）、熟练硬件电路原理图的设计与绘制。

（三）、掌握运用PROTUS进行软、硬件仿真调试能力。

（四）、熟练运用C语言编写开发程序。

（五）、熟练掌握制板及实物焊接技能。

（六）、掌握单片机应用系统综合调试的方法、具备综合调试能力。

单片机系统的设计课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解单片机系统的基本原理和组成，掌握其设计流程和方法。

2. 使学生掌握单片机编程的基础知识，能运用C语言或汇编语言进行简单程序编写。

3. 帮助学生了解单片机系统在实际应用中的功能与作用，如智能家居、机器人等。

技能目标：1. 培养学生具备独立设计单片机系统的能力，包括硬件电路设计和软件编程。

2. 提高学生运用单片机解决实际问题的能力，如数据采集、信号处理等。

3. 培养学生动手实践和团队协作的能力，能够完成课程项目的设计与实施。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对单片机系统设计和开发产生兴趣，提高其学习积极性和主动性。

2. 培养学生具备创新精神和实践意识，敢于尝试新方法，解决实际问题。

3. 培养学生具备良好的团队合作精神和沟通能力，能够在团队中发挥积极作用。

课程性质：本课程为实践性较强的学科，要求学生在理解理论知识的基础上，动手实践，完成单片机系统的设计与实现。

学生特点：学生具备一定的电子技术基础和编程能力，对单片机系统有一定了解，但实践经验不足。

教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，充分调动学生的积极性，培养其创新能力和实践能力。

通过课程学习，使学生能够达到上述课程目标，为后续专业课程学习和实际工程应用打下坚实基础。

二、教学内容1. 单片机系统概述：介绍单片机的基本概念、发展历程、应用领域及未来发展趋势。

- 教材章节：第一章 单片机概述2. 单片机硬件结构：讲解单片机的内部结构、工作原理、主要性能指标及硬件连接方式。

- 教材章节：第二章 单片机硬件结构3. 单片机编程语言：学习单片机编程所需的基础知识，包括C语言和汇编语言。

- 教材章节：第三章 单片机编程语言4. 单片机I/O口编程：介绍I/O口的基本操作方法，包括输入、输出、中断等。

- 教材章节：第四章 单片机I/O口编程5. 单片机系统设计流程与方法：讲解单片机系统设计的步骤、方法及注意事项。

电子信息工程实验教学中心《综合课程设计》设计报告完成日期：2015/6/30目录摘要 (1)1 绪论 (2)1.1 项目研究背景及意义 (2)1.2 课题现状32 总体设计方案及论证 (3)2.1 总体方案设计 (3)3 硬件实现及单元电路设计 (4)3.1 设计原理 (4)3.2 设计方案 (5)3.3 传感器模块 (5)3.3.1 传感器的选择 (5)3.4 系统工作原理......................................................... 错误！未定义书签。

3.5 水位显示电路 (7)3.6 外部晶振时钟电路的设计 (7)3.7 时钟电路的设计 (8)3.8 自动报警电路 (8)3.9 中央处理器模块 (9)3.10 继电器控制模块 (9)3.11 水位检测系统仿真图 144 软件设计 (13)4.1 主程序工作流程图 (13)5 总结 (15)6 参考文献 (15)附录 (16)附件1：原理图 (16)附件2：仿真图 (16)附件3：元件清单 (17)附件4：程序........................................................................... 错误！未定义书签。

摘要随着社会的发展，科技的进步以及人们生活水平的逐步提高，各种方便与生活的自动控制系统开始进入了我们的生活，单片机作为微型计算机发展的一个重要分支，具有高可靠性、高性能价格比、低电压、低功耗等优势，以其为核心的自动控制系统赢得了广泛的应用。

该课程设计的题目是基于单片机的水塔水位控制，在此水塔水位控制系统中，检测信号来自插入水中的4个金属棒，以感知水位变化情况。

工作正常情况下，应保持水位在某一范围内，当水位变化发生故障的时候，及时关断电机电源，发出声、光报警信号。

其目的在于对单片机技术的应用，由单片机实现自动运行，使水塔内水位始终保持在一定范围，以保证连续正常地供水。

教育部直属国家“211工程”重点建设高校单片机原理课程设计报告指导教师：王宪学生学号：0702100229学生姓名：王侠学生班级：通信1002一、设计目标用51系列单片机控制全自动洗衣机的运行，使其能自动地完成进水、洗涤、漂洗、脱水等功能。

采用LED和数码显示管显示洗衣机所处在的模式和水位，所处的的洗衣状态，水温，以及完成洗衣的剩余时间。

实现不同模式下水位的选择一共三种模式（标准，轻柔，快洗），四种水位，当洗衣机启动后，上水电磁阀打开注水，当水到达设定的限位时，上水电磁阀断电，注水过程停止，启动电机全自动控制洗衣操作，整个过程的进行按时间控制，时间自定，软件编程使用汇编语言。

洗衣机功能要求二、洗衣机的硬件设计本系统实现了对洗衣机整个洗衣过程的控制，包括用户参数输入、洗衣、漂洗、排水和脱水等阶段。

控制系统主要由电源电路、单片机控制系统和外部硬件电路构成。

电源采用三端集成固定稳压器7805提供+5V电源，单片机控制系统负责控制洗衣机的工作过程，主要由AT89S51单片机、2位共阳数码管、按键、蜂鸣器、LED指示灯组成；外部硬件电路有继电器、三极管、电动机、进水电磁阀、排水电磁阀组成。

2.1 按键洗衣机面板上有4个按钮：1K1为启动键，K2用于模拟洗衣机的盖板打开，K3用于快速洗衣方式；当脱水时，模拟盖板合闭，K4用于脱水。

2.2 洗衣程序洗衣机的主要工作程序是：洗涤——脱水——漂洗——脱水——漂洗——脱水。

（1）洗涤过程：放好待洗物，启动开关，进水阀通电，向洗衣机供水，当供水达到预定水位时，水位开关接通，进水阀断电关闭，停止供水。

洗涤电动机接通电源，带动波轮(或桶)旋转，产生各种形式的水流搅动衣物进行洗涤。

通过电动不停的正转、停、反转、反复循环，形成洗涤水对洗涤物产生强烈的翻滚作用。

同时，衣物之间、衣物与四周桶壁之间产生互相摩擦和撞击力，以次达到洗涤衣物的目的。

(2)漂洗过程：漂洗的目的在于清除衣物上的洗涤液，因此，漂洗过程与洗涤过程的电器动作是完全相同的。

机电一体化课程设计说明书题目：智能鱼缸设计班级：机电一体化11-9班组长：组员：（按拼音先后排序）二〇一四年十月摘要随着社会的发展和人们生活质量的提高，越来越多的人喜欢饲养观赏鱼。

但如果由于某些原因忽视了对观赏鱼的照顾，观赏鱼则有可能因饥饿或鱼缸内生态环境变坏而死亡。

因此，设计一款智能鱼缸系统是非常必要的。

本文设计了一款基于单片机的智能鱼缸系统。

本设计选用Arduino UNO单片机作为自动喂养系统的控制核心，用传感器采集鱼缸内的环境参数。

经数据处理后，单片机向各执行机构传送控制信号，实现自动喂食和对鱼缸内温度、水位等环境因素的自动控制，从而为观赏鱼创造一个良好的生存环境。

本设计采用了模块化的设计方法，主要包括主控芯片模块、喂食器模块、温度控制模块、水位控制模块和换水模块。

本设计集众多功能于一身，具有结构小巧，操作简便，成本低廉等优点，可以广泛应用于观赏鱼的饲养。

关键词：自动喂食器结构；单片机；传感器；自动控制；驱动电路；C 语言目录摘要 (I)目录 (II)第一章绪论 (1)1.1研究目的 (1)1.2国内外研究现状 (1)1.3研究的主要内容和目标 (1)第二章模块方案选择与论证 (2)2.1硬件框图 (2)2.2主控芯片模块 (2)2.3温度测量模块 (3)2.4水位检测模块 (3)2.5喂食器模块 (3)2.6换水模块 (4)2.7显示模块 (5)第三章各模块的具体设计 (7)3.1控制模块 (7)3.2温度测量模块 (7)3.3水位检测模块 (8)3.4电机模块 (9)3.5喂食器模块 (12)3.6显示模块 (14)第四章系统原理图 (15)第五章结论 (18)5.1设计总结 (18)5.2创新点 ......................................................................................... 错误！未定义书签。

单片机课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握单片机的基本原理和结构，理解其工作流程。

2. 使学生了解并熟练运用单片机的编程语言，如C语言或汇编语言。

3. 帮助学生掌握单片机外围电路的设计与搭建，使其能独立完成简单的电路系统。

技能目标：1. 培养学生运用单片机解决实际问题的能力，提高创新思维和动手实践能力。

2. 培养学生具备查阅资料、分析问题、设计方案、调试程序等综合技能。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对单片机课程的兴趣，激发学习热情，形成自主学习、合作学习的良好习惯。

2. 培养学生具备团队协作精神，学会与他人分享、交流、合作，提高沟通能力。

3. 培养学生关注科技发展，了解单片机在现实生活中的应用，增强社会责任感和创新意识。

课程性质分析：本课程为单片机课程设计，旨在让学生在掌握理论知识的基础上，通过实际操作，提高解决实际问题的能力。

学生特点分析：学生已具备一定的电子技术基础和编程能力，对单片机有一定了解，但实践经验不足，需要通过本课程加强实践操作和综合运用。

教学要求：1. 理论与实践相结合，注重培养学生的动手能力。

2. 引导学生主动思考，发现问题，解决问题。

3. 创设实际情境，提高学生的学习兴趣和参与度。

4. 注重培养学生的团队协作能力和沟通能力。

二、教学内容1. 单片机原理及结构：介绍单片机的组成、工作原理，重点讲解CPU、存储器、输入输出接口等部分。

参考教材章节：第一章 单片机概述2. 单片机编程语言：学习C语言和汇编语言的基础知识，掌握编程技巧，能独立编写简单的单片机程序。

参考教材章节：第二章 单片机编程语言3. 单片机外围电路设计：讲解并实践常用外围电路的设计与搭建，如LED 灯、蜂鸣器、数码管等。

参考教材章节：第三章 单片机外围电路设计4. 单片机程序下载与调试：学习使用编程器、仿真器等工具，掌握程序下载、调试方法。

参考教材章节：第四章 单片机程序下载与调试5. 实践项目：设计并实现几个实际项目，如温度控制器、智能小车、智能家居系统等，锻炼学生解决实际问题的能力。

课程设计（论文）任务书引言 (6)1、几种方案的比较 (6)1.1 简单的机械式控制方式 (6)1.2 复杂控制器控制方案 (6)1.3通过水位变化上下限的控制方式 (6)2、水塔水位控制原理 (6)3、电路设计3.1 水位检测接口电路 (8)3.2报警接口电路 (8)4.1 流程图 (9)4.2程序 (10)5、结语 (11)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。

目前，控制水塔水位方法较多，其中较为常用的是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。

因此，这里给出以Atmel公司的AT89C5l 单片机为核心器件的水塔水位检测控制系统仿真设计，实现水位的检测控制、电机故障检测、处理和报警等功能，并在Proteus软件环境下实际仿真。

实验结果表明，该系统具有良好的检测控制功能，可移植性和扩展性强。

1设计方案比较说明系对于水位进行控制的设计方式有很多，而应用较多的主要有3种，三种方式的实现如下：1.1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。

1.2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，以达到控制水塔水位的目的。

1.3通过水位变化上下限的控制方式。

这种控制方式通过在水塔的不同高度固定不动的3根金属棒ABC，以感知水位的变化情况。

单片机课程设计——液位检测系统剖析烟台大学机电汽车工程学院单片机课程设计液位检测系统设计报告指导教师: 姜风国班级：机101-4姓名：学号：小组成员：设计时间： 2013.5.27-6.7目录第一章设计任务书••••••••••••••••••••••••••••1第二章项目简介••••••••••••••••••••••••••••••2第三章任务分工••••••••••••••••••••••••••••••3第四章功能描述••••••••••••••••••••••••••••••4 一功能简介•••••••••••••••••••••••••••••••4二系统硬件设计简介••••••••••••••••••••••••4三核心器件的选择及介绍••••••••••••••••••••5（一）单片机AT89C51••••••••••••••••••••••••5 （二）传感器的选择•••••••••••••••••••••••••8（三）数模转换器ADC0809•••••••••••••••••••••9第五章硬件电路的设计••••••••••••••••••••••••11 一传感器电路的设计••••••••••••••••••••••••11二 A/D转换电路的设计•••••••••••••••••••••••11三 LED显示电路的设计•••••••••••••••••••••••11四报警电路的设计•••••••••••••••••••••••••••12第六章系统软件部分的设计••••••••••••••••••••12 一程序框图•••••••••••••••••••••••••••••••••13二程序清单•••••••••••••••••••••••••••••••••14第七章总结••••••••••••••••••••••••••••••••••••17附录电路原理设计图•••••••••••••••••••••••••••18第一章设计任务书一、本设计研究的内容：设计某制药厂液缸内液位检测系统，本设计以MCS-51系列单片机为核心，采用常用电子器件设计，自行设计电源，选用合适的液位检测传感器，检测液位，数码管显示，当液位高度太高或太低时，报警。

单片机系统电子课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解单片机的基本原理和系统结构，掌握其编程方法和应用技巧。

2. 帮助学生掌握电子电路的设计与搭建，熟悉常用电子元器件的功能与使用。

3. 使学生能够运用所学知识，完成一个具有实际功能的小型单片机系统电子项目。

技能目标：1. 培养学生运用单片机进行程序设计和调试的能力。

2. 培养学生独立设计、搭建和调试电子电路的能力。

3. 提高学生分析问题、解决问题的能力，培养创新思维和动手实践能力。

情感态度价值观目标：1. 激发学生对电子技术的兴趣，培养学习热情和求知欲。

2. 培养学生的团队协作精神，学会与他人共同解决问题。

3. 增强学生的自信心和成就感，树立正确的价值观。

课程性质：本课程为实践性较强的课程，旨在通过实际操作，使学生将所学理论知识与实际应用相结合，提高学生的动手能力和创新能力。

学生特点：学生具备一定的电子技术和单片机基础知识，对实际操作有较高的兴趣。

教学要求：注重理论与实践相结合，鼓励学生动手实践，充分调动学生的主观能动性，培养创新意识和实际操作能力。

教学过程中，将课程目标分解为具体的学习成果，以便进行有效的教学设计和评估。

二、教学内容1. 单片机基础理论：回顾单片机的系统结构、工作原理和编程语言（C语言），重点讲解单片机内部资源及其编程方法，包括I/O口、定时器、中断系统等。

教材章节：第一章 单片机基础2. 电子电路设计：介绍常用电子元器件（如电阻、电容、二极管、三极管等）的特性和应用，讲解电路图的绘制和电路搭建方法。

教材章节：第二章 电子元器件与电路设计3. 单片机系统设计与实践：结合实际项目，指导学生进行单片机系统设计，包括硬件电路设计、程序编写、调试与优化。

教材章节：第三章 单片机系统设计与实践4. 实践项目：安排具有实际功能的小型单片机系统电子项目，如温度控制器、智能小车、抢答器等，使学生将所学知识应用于实际操作中。

教材章节：第四章 实践项目5. 教学进度安排：共安排16个课时，其中理论教学6课时，实践操作10课时。

基于单片机水温控制系统的设计摘要本文介绍了基于AT89S52单片机水温测量及控制系统的设计。

系统硬件部分由单片机电路、温度采集电路、键盘电路、LED显示电路、继电器控制电路等组成。

软件从设计思路、软件系统框图出发，逐一分析各模块程序算法的实现，通过C语言编写出满足任务需求的程序。

本系统采用数字式温度传感器DS18B20作为温度传感器，简易实用，方便拓展。

单片机以此对水的温度进行有效检测与报警，并以此进行水温的控制。

基于单片机水温控制系统采用多电源供电，降低了系统各个模块间的干扰，还保证了电源能为各部分提供足够的工作电流，提高系统的可靠性。

关键词：水温控制 AT89S52 DS18B20湖南科技大学课程设计目录摘要 (i)第一章绪论 (1)1.1水温控制系统设计的背景 (1)1.2水温控制系统设计的意义 (1)1.3水温控制系统完成的功能 (2)第二章系统设计方案选择 (3)2.1单片机及水温控制方案 (3)2.2水温传感器方案 (3)2.3电源设计方案 (4)2.4控制系统总体设计 (4)第三章硬件设计部分 (5)3.1单片机电路 (5)3.2温度检测电路 (9)3.3其它部分硬件电路 (13)第四章软件设计部分 (16)4.1程序设计方案 (16)4.2各模块子程序设计 (17)第五章系统调试部分 (21)参考文献 (23)附录 (24)第一章绪论1.1水温控制系统设计的背景测量控制的作用是从生产现场中获取各种参数，运用科学计算的方法，综合各种先进技术，使每个生产环节都能够得到有效的控制，不但保证了生产的规范化、提高产品质量、降低成本，还确保了生产安全。

所以，测量控制技术已经被广泛应用于炼油、化工、冶金、电力、电子、轻工和纺织等行业。

单片机以其集成度高、运算速度快、体积小、运行可靠、价格低廉等优势，在过程控制、数据采集、机电一体化、智能化仪表、家用电器以及网络技术等方面得到了广泛的应用，特别是单片机技术的开发与应用，标志着计算机发展史上又一个新的里程碑。

基于51单片机的水温自动控制系统沈统摘要：在现代化的工业生产中，温度是常用的测量机被控参数。

本水温控制系统采用AT89C51为核心控制器件，实现对水温在30℃到96℃的自动控制。

由精密摄氏温度传感器LM35D构成前置信号采集和调理电路，过零检测双向可控硅输出光电耦合器MOC3041构成后向控制电路，由74LS164和LED数码管构成两位静态显示用于显示实时温度值。

关键词：89C51单片机；LM35D温度传感器；ADC0809；MOC3041光电藕耦合器；水温自动控制0 引言在现代的各种工业生产中 ,很多地方都需要用到温度控制系统。

而智能化的控制系统成为一种发展的趋势。

本文所阐述的就是一种基于89C51单片机的温度控制系统。

本温控系统可应用于温度范围30℃到96℃。

1 设计任务、要求和技术指标1.1任务设计并制作一水温自动控制系统，可以在一定范围（30℃到96℃）内自动调节温度，使水温保持在一定的范围（30℃到96℃）内。

1.2要求（1）利用模拟温度传感器检测温度，要求检测电路尽可能简单。

（2）当液位低于某一值时，停止加热。

（3）用AD转换器把采集到的模拟温度值送入单片机。

（4）无竞争-冒险，无抖动。

1.3技术指标（1）温度显示误差不超过1℃。

（2）温度显示范围为0℃—99℃。

（3）程序部分用PID算法实现温度自动控制。

（4）检测信号为电压信号。

2 方案分析与论证2.1主控系统分析与论证根据设计要求和所学的专业知识，采用AT89C51为本系统的核心控制器件。

AT89C51是一种带4K字节闪存可编程可擦除只读存储器的低电压，高性能CMOS 8位微处理器。

其引脚图如图1所示。

2.2显示系统分析与论证显示模块主要用于显示时间，由于显示范围为0～99℃，因此可采用两个共阴的数码管作为显示元件。

在显示驱动电路中拟订了两种设计方案：方案一：采用静态显示的方案采用三片移位寄存器74LS164作为显示电路，其优点在于占用主控系统的I/O口少，编程简单且静态显示的内容无闪烁，但电路消耗的电流较大。

单片机课程设计报告书液位监测系统一、设计目的1. 采用单片机、ADC0809、压力传感器为主要器件，设计水深检测系统；2. 通过本次课程设计加深对单片机课程的全面认识和掌握，对单片机课程的应用进一步的了解；3. 掌握定时器、外部中断的设置和编程原理；4. 通过此次课程设计能够将单片机软硬件结合起来，对程序进行编辑，校验。

二、设计要求1.压力变送器输出为4-20mA电流信号，通过转换电路把其转换为电压信号；2.处理模拟信号并显示其实际水的深度数值。

三、设计器材四、设计方案及分析1. 单片机最小系统电路单片机最小系统电路如图1所示，由主控器STC89C52、时钟电路和复位电路三部分组成。

单片机STC89C52作为核心控制器控制着整个系统的工作，而时钟电路负责产生单片机工作所必需的时钟信号，复位电路使得单片机能够正常、有序、稳定地工作。

图1 单片机最小系统2. 时钟电路STC89C52 单片机芯片内部设有一个由反向放大器所构成的振荡器。

19脚(XTAL1)为振荡器反相放大器和内部时钟发生电路的输入端，18脚(XTAL2)为振荡器反相放大器的输出端。

在XTAL1和XTAL2引脚上外接定时元器件，内部振荡电路就会产生自激振荡。

本系统采用的定时元器件为石英晶体（晶振）和电容组成的并联谐振回路。

晶振频率为12MHz，电容大小为33pF，时钟电路如图所示。

图2 时钟电路（晶振）3. 复位电路STC89C52的复位是由外部的复位电路来实现的,复位电路通常采用上电复位和按钮复位两种方式,本设计采用的是最按钮复位电路,其电路图如图所示。

图3 复位电路4．数码管显示电路LED又称为数码管，它主要由8段发光二极管组成的不同组合，可以显示a～g为数字和字符显示段，h段为小数点显示，通过a～g为7个发光段的不同组合，可以显示0～9和A～F共16个数字和字母。

LED可以分为共阴极和共阳极两种结构。

共阳极结构即把8个发光二极管阳极连在一起。

数理与信息工程学院《单片机原理及应用》期末课程设计题目：基于单片机的水温控制系统专业：班级：姓名：学号：指导老师：成绩：目录摘要 (4)第1节课题任务要求 (5)第2节总体方案设计 (5)2.1 总体方案确定 (6)2.1.1 控制方法选择 (6)2.1.2 系统组成 (7)2.1.3 单片机系统选择 (7)2.1.4 温度控制 (7)2.1.5 方案选择 (7)第3节系统硬件设计 (8)3.1 系统框图 (8)3.2 程序流程图 (12)第4节参数计算 (16)4.1 系统模块设计 (16)4.1.1 温度采集及转换 (16)4.1.2 传感器输出信号放大 (17)4.1.3模数转换 (18)4.1.4 外围电路设计 (19)4.1.5 数值处理及显示部分 (19)4.1.6 PID算法介绍 (19)4.1.7 A/D转换模块 (20)4.1.8 控制模块 (21)4.2 系统硬件调试 (21)第5节 CPU软件抗干扰 (24)5.1 看门狗设计 (24)第6节测试方法和测试结果 (27)6.1 系统测试仪器及设备 (27)6.2 测试方法 (27)6.3 测试结果 (27)结束语 (29)参考文献 (30)基于单片机的水温控制系统设计摘要：本系统以AT89C51，AT89C2051单片机为核心，主要包括传感器温度采集，A/D模/数转换，按扭操作，单片机控制，数码管数字显示等部分。

本系统采用PID算法实现温度控制功能，通过串行通信完成两片单片机信息的交互而实现温度设定、控制和显示。

本设计还可以通过串口与上位机（电脑）连接，实现电脑控制。

系统设计有体积小、交互性强等优点。

为了实现高精度的水温控制，本单片机系统采用PID算法控制和PWM脉宽调制相结合的技术，通过控制双向可控硅改变电炉和电源的接通、断开，从而改变水温加热时间的方法来实现对水温的控制。

本系统由键盘显示和温度控制两个模块组成，通过模块间的通信完成温度设定、实温显示、水温升降等功能。

计算机控制技术课程设计任务书1.1 课题背景当今社会大部分人在使用热水器时，基本上都是采用的快热式的。

这是因为它给人们带来了极大的方便，人们不再为热水器耗电量大而发愁，所以快热式电热水器走进千家万户应经成为必然的。

我国也在不断大力提倡家庭使用快热式电热水器，这样可以为国家节省很多电能。

而快热式电热水器克服了上述缺点，它有很多优点，如：安全，干净环保；即开即热，3-5秒出热水无须等候，热水使用时间不受限制，想用多久就用多久；用多少烧多少，省电省水，没有损耗；体积小不占空间，可以隐藏在厨柜内，安装方便，特别适合新装修的房子，款式多样，美观实用，也是职工福利和客户礼品的绝佳选择。

特别方便于洗涤，和洗漱，是为现代家居厨房洗涤、卫生间洗漱专业设计生产的快速电热水器，结合了燃气热水器和传统储水式电热水器优点。

1.3 系统功能快热式热水器的设计要求：（1）必须做到隋开随用，所以这就要求加热功率很大，以至于减少加热时间，所以温度检测元件的快速性就显得很重要。

（2）要做到安全可靠，这就要求控制电路要准确及时，防止热水器烧干而引发火灾或出现爆炸危险危及人身安全。

这里之所以设计快热式家用电热水器一是兴趣所致，二是正是看到了它的未来，即将来人们将越来越多的使用它。

2 总体方案设计对于快热式家用电热水器来说，硬件系统是它的最基本的框架，是系统的所有功能的丛础。

硬件的选择和所选硬件的性能对系统的功能实现以及系统的精度都有直接的影响，系统的设计成功与否很大程度上取决于硬件系统的设汁。

本系统硬件方案论证包括单片机、温度检测传感器、加热控制驱动电路、电源电路、及键盘和显示电路的选择。

2.1单片机的选择方案一：我们知道8031芯片内部无ROM，需要外扩程序存储器,由此造成电路焊接的困难，况且使用8031还需要另外购买其他的芯片，如A/D转换及定时/计数器（PWM）等芯片，从而造成成本较高，不实用。

方案二:因为89C51芯片内部有ROM，且片内ROM全部采用Flash ROM，它能于3V的超低压工作，与MCS-51系列单片机完全兼容，由于89C51单片机成本低廉且工作可靠，采用12MH z的晶振，所以我们选择89C51作为系统微处理器。

目录第一章系统整体设计说明 (1)第二章整体设计方案 (2)第三章设计系统方框图与工作原理 (3)3.1工作原理： (3)3.2系统结构框图: (4)第四章硬件设计及说明 (5)4.1硬件设计说明: (5)4.2水位控制硬件设计： (5)4.3故障及水质监测硬件设计： (6)4.4 水位显示硬件设计原理图： (7)第五章软件设计与说明（包括流程图） (8)5.1 软件设计： (8)5.2 软件设计流程图： (10)第六章调试步骤、使用说明 (11)第七章设计总结 (13)参考文献 ..................................................... 错误！未定义书签。

附录. (14)第一章系统整体设计说明现代传感技术、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，智能检测系统正发挥着越来越大的作用。

检测设备就像神经和感官，源源不断地向人类提供宏观与微观世界的种种信息，成为人们认识自然、改造自然的有力工具。

现代的广义智能检测系统应包括一切以计算机（单片机、PC机、工控机、系统机）为信息处理核心的检测设备。

因此，智能检测系统包括了信息获取、信息传送、信息处理和信息输出等多个硬、软件环节。

从某种程度上来说，智能检测系统的发展水平表现了一个国家的科技和设计水平。

本课题研究的内容是“水塔水位控制系统”。

水位控制在日常生活及工业领域中应用相当广泛，而以往水位的检测是由人工完成的，值班人员全天候地对水位的变化进行监测，用有线电话及时把水位变化情况报知主控室。

然后主控室再开动电机进行给排水。

很显然上述重复性的工作无论从人员、时间和资金上都将造成很大的浪费。

同时也容易出差错。

因此急需一种能自动检测水位，并根据水位变化的情况自动调节的自动控制系统，我所设计的就是这方面的课题。

水位检测可以有多种实现方法，如机械控制、逻辑电路控制、机电控制等。

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。

目录摘要 (1)第一章前言 (3)1.1课题背景与意义 (3)1.2温度控制系统的应用 (3)第二章系统方案 (5)2。

1水温控制系统设计任务和要求 (5)2.2水温控制系统部分 (5)2。

3控制方式 (7)第三章系统硬件设计 (8)3。

1总体设计框图及说明 (8)3.2外部电路设计 (8)3。

3 单片机系统电路设计 (9)第四章结论 (1)参考文献 (21)基于单片机的水温控制系统【摘要】温度是工业控制对象主要被控参数之一,在温度控制中，由于受到温度被控对象特性（如惯性大、滞后大、非线性等）的影响，使得控制性能难以提高,有些工艺过程其温度控制的好坏直接影响着产品的质量，因而设计一种较为理想的温度控制系统是非常有价值的。

为了实现高精度的水温测量和控制，本文介绍了一种以Atmel公司的低功耗高性能CMOS单片机为核心,以PID算法控制以及PID参数整定相结合的控制方法来实现的水温控制系统，其硬件电路还包括温度采集、温度控制、温度显示、键盘输入以及RS232接口等电路。

该系统可实现对温度的测量，并能根据设定值对温度进行调节，实现控温的目的。

【关键词】单片机AT89C51；温度控制;温度传感器PT1000；PID调节算法第一章前言1.1课题背景与意义在现代化的工业生产中，电流、电压、温度、压力、流量、流速和开关量都是常用的主要被控参数。

例如：在冶金工业、化工生产、电力工程、造纸行业、机械制造和食品加工等诸多领域中，人们都需要对各类加热炉、热处理炉、反应炉和锅炉中的温度进行检测和控制.采用MCS-51单片机来对温度进行控制，不仅具有控制方便、组态简单和灵活性大等优点，而且可以大幅度提高被控温度的技术指标，从而能够大大提高产品的质量和数量。

目前,温度控制系统在国内各行各业的应用虽然已经十分广泛，但从国内生产的温度控制器来讲，总体发展水平仍然不高，同国外的日本、美国、德国等先进国家相比，仍然有着较大的差距.现在，我国在这方面总体技术水平处于20世纪80年代中后期水平。