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1绪论 .. (2)1片机高塔水位控制系统 (2)2术参数和设计任务： (2)3设计背景 (2)4设计意义 (3)2 51单片机基础 (4)2.1单片机概述 (4)3硬件设计 (6)3.1、单片机最小系统电路设计 (6)3.2、水位检测传感器的选用 (7)3.3、稳压电路的设计 (8)3.4、光报警电路的设计 (8)3.5、水泵的介绍 (9)3.6、继电器控制水泵加水电路 (10)3.7、电源电路 (12)4设计语言及软件 (13)4.1汇编语言介绍 (13)4.2wave6000软件介绍 (13)4.3Proteus软件介绍 (15)5软件设计 (18)5.1、系统原理 (18)5.2、系统结构图 (18)5.3、控制方案说明 (19)5.4、系统组成及原理 (19)5.5系统总原理图 (21)5.6系统总程序如下 (22)5.7低水位的程序设设计 (24)5.8中水位程序设设计 (24)5.9高水位程序设设计 (24)5.10故障程序设设计 (25)总结 (26)参考文献 (27)1绪论1片机高塔水位控制系统本课程设计要求：在高塔的内部我们设计一个简易的水位探测传感器用来探测三个水位，即低水位，正常水位，高水位。
低水位时送给单片机一个高电平，驱动水泵加水，红灯亮；正常范围的水位时，水泵加水，绿灯亮；高水位时，水泵不加水，黄灯亮。
本设计过程中主要采用了传感技术、单片机技术、光报警技术以及弱电控制强电的技术。
2术参数和设计任务：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；3设计背景目前，水位控制在日常生活及工业领域（工厂，农场，学校等用水量大的场所）中应用相当广泛，比如水塔，地下水，水电站情况下的水位控制。
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。
该课程设计给出以STC89C51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、处理和报警等功能，并在Proteus 软件环境下模拟仿真。
水资源已成为中国当前和未来发展重要资源，因此对水资源的合理利用有重要意义。
在我国很多地方都需要水位监测，如工厂蓄水池、农田灌溉用的水库、江河水位等等，因此利用现代化的通信手段对水资源进行测控以及使用计算机管理系统来实现对水位监测点现场水位等数据的采集与监测，并可在水位信息管理平台上进行水位数据的存储、显示、查询等，将是对水资源实现科学管理的一个重要手段。
本文从经济性和可靠性出发，在实验的基础上，设计了一种能够实现水位自动控制的装置。
单片机技术的测控系统以其体积小，可靠性高而被广泛采用。
本文对该测控系统进行了分析设计。
首先，设计针对系统所使用的单片机的性能和发展情况做了简单介绍；对超声波传感器的原理做了简单分析，对系统使用的模/数转换芯片ADC0809也做了性能方面的简单说明。
其次，论文重点对测控硬件、软件的组成进行了分项、模块化逐步分析设计。
对各部分的电路一一进行了介绍，最终实现了该系统的硬件电路。
绘制了电路原理图。
关键词：单片机、ADC0809、软件系统、硬件系统Abstract- 1 -The water resources has become China's current and future development of the important resource,It has important significance for the rational utilization of water resources. In many places of our country need to water level monitoring, such as plant reservoir, reservoirs, irrigation water level and so on, therefore the use of modern means of communication to measure and control the water resources as well as the use of computer management system to realize the acquisition and monitoring of data level monitoring in field level, and water level data storage, in the water level information management platform display, query and so on, is an important means to realize the scientific management of water resources. This paper from the economic and reliability point of view, on the basis of experiment, a device which can realize automatic water level control is designed.Control system of single chip microcomputer technology with its small size, high reliability and is widely used in. The paper analyzes the design of the measurement and control system. First of all, the performance and the development of the design used in the single chip microcomputer is introduced briefly; principle of the ultrasonic sensor to do a simple analysis, the system uses the analog-to-digital conversion chip ADC0809 haalso made the simple description of properties.Secondly, the paper focuses on the measurement and control hardware composition, software for the breakdown, modular design analysis phase. On the part of the circuit one one is introduced, the final realization of the system hardware circuit. Drawing the circuit diagramKeyword: MCU, ADC0809, software system, hardware system第一章引言- 2 -1.1 课题研究的意义及作用中国水之源总量居世界第六位，人均占有水资源量仅为世界人均占有量的四分之一，并且在地域上分布很不平衡，长江以北的广大地区，特别是北方大、中城市大部分地区处于缺水状态，水资源短缺已成为制约我国经济发展的一个重要因素。
基于单片机的水位控制系统设计目录1概述 (3)2设计的基本任务和要求 (5)2.1基本功能 (5)2.2塔水位控制原理 (5)2.3系统硬件总体方案 (6)3控制系统方案设计 (6)3.1系统硬件方案 (6)3.2核心芯片 AT89C51 单片机 (7)3.3系统软件总体方案 (8)4.Proteus 设计与仿真 (10)4.1 元器件清单 (10)4.2 基于单片机水位控制原理图5 (11)4.3 基于单片机的水位控制PCB 图 6 (11)4.4 水位检测的主程序 (12)4.5 实验仿真结果 (16)4.6 结语 (16)5 设计体会 (17)参考文献 (18)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。
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。
《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。
基于单片机的水位雨量自动检测系统的设计设计概述本文介绍了一种基于单片机的水位雨量自动检测系统。
该系统主要由传感器、单片机、LCD显示屏、存储器和通讯模块组成。
系统可以实时监测水位和雨量，并将数据显示在LCD屏幕上。
此外，该系统还具有数据存储功能，可以将数据存储在系统存储器中。
通讯模块可以让用户通过远程访问来获取数据。
系统硬件设计该系统的硬件设计包括传感器、单片机、LCD显示屏、存储器和通讯模块。
传感器使系统能够检测水位和雨量。
该系统使用超声波传感器来检测水位，并且使用雨量传感器检测雨量。
这些传感器将数据传输到单片机上。
单片机是系统的核心。
它从传感器中读取数据，并在LCD显示器上显示水位和雨量的实时值。
这个系统使用ATmega16单片机作为主控制器。
这个单片机还可以存储数据，并与通讯模块进行通信。
LCD显示器用来显示系统检测到的水位和雨量。
它可以显示当前值、历史值和报警信息。
存储器用来存储检测到的数据。
这个系统使用EEPROM作为存储器。
EEPROM可以存储长期的数据，并且不会丢失数据。
通讯模块用于远程管理系统。
用户可以通过通讯模块远程访问系统中的数据。
软件设计该系统的软件设计主要包括传感器读取模块、数据存储模块、报警模块和通讯模块。
传感器读取模块负责从传感器读取水位和雨量数据。
该模块使用ATmega16的IO口来读取数据，并将读取到的数据传输到单片机上。
数据存储模块负责将检测到的数据存储在EEPROM中。
这个模块使用单片机的存储器来存储数据，并可以通过通讯模块进行访问。
报警模块在检测到预设的水位或雨量阈值时触发。
当达到阈值时，该模块会向用户发送警报信息。
通讯模块负责将数据传输给用户。
用户可以通过通讯模块远程访问系统中的数据，并可以远程控制系统。
实验结果本系统在实验中能够准确地检测到水位和雨量，并通过LCD显示屏及时显示检测到的值。
数据存储功能能够有效地存储检测到的数据，预警功能在达到预设值时能够发出警报。
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。
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)江西理工大学2011届专科毕业论文（专科）附录一主程序代码 (22)附录二电路图 (26)附录三PCB版 (27)。
基于单片机的水位监测系统的设计与实现一、引言水位监测在许多领域都具有重要的作用，如水利工程、环境监测、农田灌溉等。
传统的水位监测方法存在着人工操作困难、数据处理复杂等问题。
因此，设计一个基于单片机的水位监测系统以自动化地实现水位的监测和数据采集具有重要意义。
二、系统设计2.1 系统概述本水位监测系统通过使用单片机作为中心控制器，借助传感器实时采集水位信息，并通过显示屏进行实时展示。
2.2 硬件设计2.2.1 单片机选择根据任务要求，选择适合的单片机进行设计，常见的单片机有STM32系列、Arduino、Raspberry Pi等，本设计选择STM32作为中心控制器。
2.2.2 传感器选择根据实际需求，选择合适的水位传感器，常见的有浮子式水位传感器、压阻式水位传感器等。
本设计选择压阻式水位传感器。
2.3 软件设计2.3.1 程序流程编写相应的程序，实现水位数据的采集和处理，以及显示屏的控制与展示。
2.3.2 数据处理在采集到的水位数据基础上，进行数据处理，如滤波、校正等，提高数据稳定性和准确性。
三、系统实现3.1 硬件实现根据设计要求，搭建硬件电路，将单片机和水位传感器进行连接，确保各部件正常工作。
3.2 软件实现编写相应的程序，通过单片机的IO口进行数据采集和处理，实时展示水位信息。
四、系统测试与结果分析4.1 测试方法利用水箱进行模拟测试，逐步调整水位并记录数据，验证系统的功能和准确性。
4.2 测试结果分析测试结果，对比设定和测量值，检验系统的准确性和稳定性。
4.3 结果分析对测试结果进行分析，讨论系统的优缺点，并提出改进和优化方案。
五、总结与展望5.1 总结通过本次设计与实现，成功搭建了基于单片机的水位监测系统，实现了水位数据的自动采集和实时展示。
5.2 展望进一步完善系统功能，并结合互联网技术，实现远程监测和数据云端存储，为水位监测提供更便捷的解决方案。
六、参考文献1.《单片机技术与应用》，杨文胜，电子工业出版社，2018年。
引言本实验模拟的是现实生活中的水箱进出水系统。
为了避免水箱的“无水”“满溢”，使得水箱水位控制在一定范围内，从而保证生活正常供水而进行的模拟设计。
本系统在实现自动管理的同时，还避免了水资源的浪费。
通过检测电压测量水位变化，从而控制电机，保证水位正常。
本实验通过AT89C51芯片，该芯片集成了微型计算机的各个组成部分，联系显示系统和电机相连实现自动进排水管理，并用软件Proteus来进行仿真。
AT89C51的出现使得众多的现代化自动管理可以实现，并且衍生出众多利于社会进步的相关产物。
1.功能要求该水位控制系统通过AT89C51单片机，红黄绿三个发光二极管各一个，一个电机驱动芯片L297，一个电机，8个按键开关，一个蜂鸣器来实现整个系统的构成。
实验中每个按键代表不同高度的水位，当水位在前两个时，表示水位低于用户设定值，显示为红灯，系统开始报警，并电机开始转动，模拟进水过程。
当水位在第三到底第五个时，报警器不发声，显示为正常水位，绿灯亮。
当水位在底六到第八个时，超过了用户设定值，报警器警报，电机翻转出水。
2.方案论证在实验之前首先进行了水位系统的方案比较，常见的水位控制系统主要有下面三种。
（1）简单的机械控制浮标式，电极式是常见的形式，这种控制的优点是结构简单，成本低廉。
但是存在不利条件是测量不精确，不能实现直观的数值显示。
只能实现简单的测量单独控制，并且容易引起误动作，与计算机的交互性较差。
（2）复杂控制器控制方式这种控制方式是通过在水泵的出口管道上安装压力传感器，把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变成数字信号传送到单片机，经过单片机运算和给定量的比较，进行PID运算，得出调节参量；经由D/A变换给调压/变频调速装置输出给定短，来调节电机转速，以达到控制水箱水位的目的。
（3）通过水位变化上下限的控制方式这种控制通过在水箱不同高度的地方分别设置固定不动的8根金属棒，以感知水位的变化情况。
其中存在下限水位30和上限水位50。
然后通过单片机控制输出显示和电机的运转操作来实现对水箱水位的控制。
通过对以上三种方案的比较，结合实际，为了达到性能要求。
我选择了第三种控制方式。
3.系统硬件电路设计水箱水位设计系统主要由AT89C51，水位检测接口电路，报警接口电路，复位电路，时钟震荡电路，电机驱动等电路组成。
设计中用的到主要原件有AT89C51，L298，蜂鸣器等。
3.1 单片机系统设计及显示电路（1）AT89C51是一种带4K字节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，俗称单片机。
AT89C2051是一种带2K字节闪存可编程可擦除只读存储器的单片机。
单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除1000次。
该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。
图3.1.1：AT89c51芯片内部引脚图引脚功能VCC：供电电压。
GND：接地。
P0口：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。
当P0口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。
P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的低八位。
在FIASH编程时，P0 口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须接上拉电阻。
P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。
P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。
在FLASH编程和校验时，P1口作为低八位地址接收。
P2口：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。
并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。
这是由于内部上拉的缘故。
P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。
在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。
P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。
P3口：P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL门电流。
当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。
作为输入，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故。
P3口也可作为AT89C51的一些特殊功能口，如下表所示：口管脚备选功能P3.0 RXD（串行输入口）P3.1 TXD（串行输出口）P3.2 /INT0（外部中断0）P3.3 /INT1（外部中断1）P3.4 T0（计时器0外部输入）P3.5 T1（计时器1外部输入）P3.6 /WR（外部数据存储器写选通）P3.7 /RD（外部数据存储器读选通）P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。
RST：复位输入。
当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。
XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。
XTAL2：来自反向振荡器的输出。
3.2水位检测电路L298N是SGS公司的产品，内部包含4通道逻辑驱动电路。
是一种二相和四相电机的专用驱动器，即内含二个H桥的高电压大电流双全桥式驱动器，接收标准TTL逻辑电平信号，可驱动46V、2A以下的电机。
1脚和15脚可单独引出连接电流采样电阻器，形成电流传号。
OUTl、OUT2和OUT3、OUT4之间,分别接2个电动机。
5、7、10、12脚接输入控制电平，控制电机的正反转，ENA，ENB接控制使能端，控制电机的停转。
图3.2.1：L298电机驱动芯片内部引脚图3.3仿真电路图用软件proteus仿真的基于单片机的水位和降雨量检测系统仿真电路图如下。
图3.3.1：水位检测系统仿真电路图4.软件系统设计4.1主流程图本实验中使用的是程序编写软件keil，仿真软件Proteus。
图4.1.1：水位检测系统设计流程图4.2水位和降雨量检测程序设计本次实验采用的C语言编写，Keil软件编译。
其中程序主要包括一个蜂鸣器子程序，一个延时子程序。
其中主程序是由9个if语句组成，分别表示按键按下模拟不同的水位。
其中红灯表示水位过低达到下限，黄灯，表示水位达到上限。
源程序见附录。
图4.2.1程序设计流程图5.调试及性能分析5.1调试将程序在keil软件调试编译好之后，加载到Proteus中的原理图芯片之中。
然后开始仿真模拟，在这过程中出现在的是文件不能加载早芯片之中打开。
解决办法是将文件所在的所有路径均改成英文路径就可以顺畅的加载到上面了。
仿真过程中，就在没有显示出现错误了，但是仿真结果并非原本预期的那样。
第一次出现的情况是所有的按键按下，同时可以发现发光二极管在闪烁。
所以推测估计是程序中的延时函数延时时间太短。
所以返回keil软件中修改了延时函数的值，重新编译之后进行仿真。
至此，确定了整个实验的正确性，接下来就是实验原件实物部分了。
5.2性能指标最终实现了当最后三个按键按下时，电机不转，黄色发光二极管亮，蜂鸣器以另一种频率报警。
图5.2.1模拟溢出水位图按下前两个按键时电机转动，蜂鸣器警报，红色发光二极管亮；中间三个按键按下时，电机保持不变，绿色发光二极管亮，蜂鸣器不报警。
图5.2.2模拟正常水位图6.收获与体会体会此次课程设计是基于单片机嵌入式系统而设计的，充分利用单片机强大功能和方便通信接口，该检测控制系统在实验室某实验水冷却系统得到实践成功，实现水位检测，电机故障检测，处理和警报等功能。
进一步优化系统软硬件设计，可为实时实现远端控制。
因此，此系统在农村水塔，城市水源检测控制等领域有着广阔应用前景。
本次实验中，我首先是在三种备选方案当中，选出第三种方案作为此次课程设计的确定方案。
大概心里有了思路之后开始进行实验思路的构思，以及在网上查阅了相关资料。
可以看出在这方面的研究当中，已经有很多良好的可取之处。
比较前人的相关经验，确定出适合自己而且切实可用的实验方案。
在此次课程设计中因为实验中有需要蜂鸣器，电机，数码管等器具。
所以同我们以前做课程设计所用到的Multisim和AD等比较，最终决定用模拟仿真性能更好而且可以写入程序的Proteus软件来完成这次的电路图设计。
但是因为以前从未接触过次软件，所以说这次的课程设计不仅是一次从零开始，也是一次新的开始。
完成这次原理图的过程中，不仅对整个课程设计有了系统而直观的感受，而且对自己的学习能力也有很大的提高。
就像是老师给我们强调的那样，这次的课程设计不仅仅是一次对我们上学期所学《单片机原理》的总结，实践和应用；也是对我们以后动手能力的一次运用和实践。
在一边学习，一边修改过程中，最终完成了本次课程设计的原理图。
接下来就是在原理图中写入程序，完成模拟仿真。
程序编写运用C语言使用keil软件进行编写，因为之前已经有过对此软件的编写，所以这次运用起来还算熟悉。
首先对试验中用到的各个端口进行赋值和选位，然后编写了备着以后调用的延时子程序，显示子程序等子程序，最后是主程序的编写。
结合实验原理，使用if语句来实现最终的此次课程设计输入端口的设置。
在实验器件准备好之后，焊接开始。
但是焊接实物的时候，发现实物的焊接不像原理图那样清晰，因为芯片的引脚分布并不像图中那样明确。
结合实际引脚的分布和合理的规划之后开始进行焊接。
焊好之后调试实物的时候出现了状况。
发现发光二极管可以在各个按键控制下进行程序设定的闪亮，但是报警系统蜂鸣器是没有任何反应的。
所以通过网上查阅相关资料和向同学请教讨论之后发现了问题的的本源。
因为在仿真过程中我使用的是用扬声器代替了蜂鸣器，虽然在仿真过程中是出现了预期的效果。
但在实际的焊接过程中，蜂鸣器是不能像这样简单被替代的。
而现实当中，我开始使用的是无缘蜂鸣器，因为它本身是没有震荡电路的。
直接在芯片电路上接出来是不能发声的。
所以为了解决这样状况，我在原本电路当中用一个三极管搭建了震荡电路，来放大电流。
仿真成功后，在实物上修改了此电路，最终获得了成功。
在一次次的排查之后，最终完成了此次课程设计的实物。
至此课程设计的设计部分最终完成。
此次课程设计最深切的体会就是，纸上得来终觉浅。
我们只有不断的在实践中进步，在错误中总结，在创新中学习。
才可以不断地书上的有限的知识中不断的得到源源不断的新的知识养分。
将所学知识灵活应用，才算是真的有所学习，学有所得。
而这将是我们每个敢于进取和挑战的大学生所要终身学习的东西。
7.参考文献[1] 李广弟.朱月秀.冷祖祁编著单片机基础（第三版）北京航空航天大学出版社[2] 李朝青编著单片机及接口技术（第三版）北京航空航天大学出版社[3] 李萍编著AT89C51单片机原理开发与实践应用中国电力出版社[4] 张凯编著单片机的c语言应用程序设计北京航空航天大学2003马忠梅.[5] 黄智伟．全国大学生电子设计竞赛技能训练[M]．北京：北京航空航天大学出版社，20078.附录1：源程序清单#include<reg52.h> //0~30水位过低,40~50水位合适,60~80水位过高#define ui unsigned int#define uc unsigned charuc flag; //水位是否到达蜂鸣器报警标志位uc dang; //水位高度档次uc shuiwei;uc code table[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f, 0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f, 0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71}; sbit red=P2^0;sbit green=P2^1;sbit yellow=P2^2;sbit motor1=P2^5;sbit motor2=P2^6;sbit bee=P2^7;void delay(ui a){ ui i,j;for(i=a;i>0;i--)for(j=110;j>0;j--);}void fengmingqi() //蜂鸣器报警子程序{if(flag==1){ bee=~bee;delay(1);}if(flag==2){ bee=~bee;delay(2);}}void main() //主程序{ while(1) //0xff,0x7f,0x3f,0x1f,0x0f,0x07,0x03;0x01,0x00 { if(P1==0xff) //最低水位{ dang=0;green=1;yellow=1;red=0; //红灯表示水位过低motor1=1; motor2=0; //电机正转，进水flag=1;while(P1==0xff)fengmingqi();}if(P1==0x7f)//1{ dang=1;green=1;yellow=1;red=0; //红灯亮，水位过低motor1=1; motor2=0; //电机正转，进水flag=1;while(P1==0x7f)fengmingqi();}if(P1==0xbf)//2{ dang=2;green=1;yellow=1;red=0; //红灯亮，水位低motor1=1; motor2=0; //电机正转，进水flag=1;while(P1==0xbf)fengmingqi();}if(P1==0xdf)//3{ dang=3;green=0;yellow=1;red=1; //绿灯表示水位正常 motor1=0; motor2=0; //电机保持，停转flag=0;while(P1==0xdf)fengmingqi();}if(P1==0xef)//4{ dang=4;green=0;yellow=1;red=1; //绿灯亮，水位正常 motor1=0; motor2=0; //电机停转flag=0;while(P1==0xef)fengmingqi();}if(P1==0xf7)//5{ dang=5;green=0;yellow=1;red=1; //绿灯亮，水位正常 motor1=0; motor2=0; //电机停转flag=0;while(P1==0xf7)fengmingqi();}if(P1==0xfb)//6{ dang=6;green=1;yellow=0;red=1; //黄灯表示水位过高 motor1=0; motor2=0; //电机反转，出水flag=2;while(P1==0xfb)fengmingqi();}if(P1==0xfd)//7{ dang=7;green=1;yellow=0;red=1; //黄灯亮，水位过高 motor1=0; motor2=0; //电机反转，出水flag=2;while(P1==0xfd)fengmingqi();}if(P1==0xfe)//8{ dang=8;green=1;yellow=0;red=1; //黄灯亮，水位过高 motor1=0; motor2=0; //电机反转，出水flag=2;while(P1==0xfe)fengmingqi();}}}附录2：制作实物照片附录图2.1 水位检测系统水位过低时红灯警报附录图2 。
