基于51单片机实现的液位控制器设计

基于AT89C51单片机的水位控制系统设计1 引言1.1 设计目的在工农业生产中，常常需要测量液体液位。

随着国家工业的迅速发展，液位测量技术被广泛应用到石油、化工、医药、食品等各行各业中。

低温液体（液氧、液氮、液氩、液化天然气及液体二氧化碳等）得到广泛的应用，作为贮存低温液体的容器要保证能承受其载荷；在发电厂、炼钢厂中，保持正常的锅炉汽包水位、除氧器水位、汽轮机凝气器水位、高、低压加热器水位等，是设备安全运行的保证，因此一个安全合适的水位系统是很必要的。

1.2 设计要求利用单片机设计一个水位控制系统，要求用开关来模拟水位的状态，当设定完水位后，系统根据水位情况控制电磁阀的开启和关断。

具体要求如下：1、设计单片机工作系统电路。

2、通过键盘设置其预定水位，根据水位不同控制电机的旋转。

5、利用Proteus进行仿真。

1.3 设计方法本设计是采用AT89C51单片机为核心芯片,及其相关硬件来实现的水体液位控制系统,采用八个键盘来模拟水位, CPU循环检键盘输入状态,并用3位七段LED显示示液位高度,检测液位数据,实施报警安全提示,当水体液位低于用户设定的值时,系统自动打开泵上水,当水位到达设定值时,系统自动打开排水泵。

2 设计方法和原理2.1 水塔水位的控制原理单片机水塔水位控制原理如图l所示，图中的虚线表示允许水位变化的上、下限位置。

在正常情况下．水位应控制在虚线范围之内。

为此，在水塔内的不同高度处，安装固定不变的3根金属棒A、B、C。

用以反映水位变化的情况。

其中，A棒在下限水位．B棒在上、下限水位之间，C棒在上限水位(底端靠近水池底部．不能过低，要保证有足够大的流水量)。

水塔由电机带动水泵供水。

单片机控制电机转动，随着供水，水位不断上升．当水位上升到上限水位时，由于水的导电作用。

使B、C棒均与+5 V连通。

因此B、C两端的电压都为+5 V，即为“l”状态，此时应停止电机和水泵工作，不再向水塔注水；随着水量的减少，当水位处于上、下限之间时。

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】。

目录目录 (1)摘要 (2)关键词 (2)Abstract (2)Key words (2)1引言 (3)2研究现状及设计目标 (3)3 锅炉基本工艺过程分析 (3)4 锅炉汽包水位动态特性分析 (3)4.1 给水流量W作用下的汽包水位H的动态特性 (4)4.2 汽包水位H在蒸汽扰动D扰动下的动态特性 (5)5 锅炉液位的控制方案 (6)6 系统实现 (7)6.1 硬件设计 (7)6.1.1 输入模块 (7)6.1.2 键盘/显示模块 (8)6.1.3 报警模块 (9)6.1.4 输出模块 (10)6.2 软件设计 (10)6.2.1 干扰来源及其预防 (10)6.2.1.1 硬件防干扰 (10)6.2.1.2 软件防干扰 (11)6.2.2 软件设计 (12)7 应用 (14)致谢 (15)参考文献 (16)附录 1 主程序 (17)附录2 定时器T0中断服务程序 (20)基于AT89C51单片机的锅炉液位控制系统摘要：本文首先分析了锅炉基本的工艺过程；针对锅炉汽包水位动态过程，设计了锅炉液位的控制方案，该方案采用了三冲量串级控制来实现对汽包液位的控制；针对该方案,文中给出了系统的软硬件设计：硬件方面以AT89C51单片机作为控制系统的中央处理单元，完成对数据采样、运算、Intel 8155H初始化、内部资源初始化、定时器初始化，以及键盘扫描、显示、报警等内容的循环处理；软件程序包括主程序和定时器T0中断服务程序两大模块。

该系统能很好地克服“虚假水位”现象，将汽包液位控制在给定的范围内，保证了生产的正常进行。

关键词：汽包水位；串级三冲量控制；单片机The Liquid Level Control System of Boiler Based on AT89C51Single Chip ComputerStudent majoring in Automation in grade 2003 Wu FenglingTutor Wang HuajianAbstract：The main body of this paper have analysed fundamental procedure of boiler first; For the boiler vapor bag liquid level’s dynamic process,we designed the liquid level control system of boiler.This scheme adopted impulse three and serial control scheme to control vapor bag liquid.This paper gave the hardware design and the software design of the system for this scheme:This system is AT89C51 single chip computer as central treatment element of controlling system at hardware aspect,completing to sample the data,arithmetic,internal Intel 8155H,resource and timer handle as well as content's such as keyboard scaned,displaying,giving an alarm cycles;The software program included the host procedure and the timer T0 interruption servicer two big modules.This system is able to overcome "false liquid level " phenomenon very well and the boiler vapor bag liquid level has been controlled within the given range.This ensured that the regularity of producing is in progress.Key words:boiler liquid level;impulse three and serial control;single chip computer1引言汽包液位是工业蒸汽锅炉安全、稳定运行的重要指标，液位过高，会使蒸汽带水过多，汽水分离差，使后续的过热器管壁结垢，传热效率下降，过热蒸汽温度下降，严重时将引起蒸汽品质下降，影响生产和安全；水位过低又将破坏部分水冷壁的水循环，引起水冷壁局部过热而损坏，严重时会发生锅炉爆炸。

（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();。

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。

目录引言--------------------------------------------------------------------------------1 1 系统设计-----------------------------------------------------------------------2 1.1 方案比较----------------------------------------------------------------------------------2 1.1.1 传感器选择方案------------------------------------------------------------------------2 1.1.2 A/D转换方案----------------------------------------------------------------------------2 1.1.3 单片机复位方案------------------------------------------------------------------------2 1.1.4 单片机起振方案------------------------------------------------------------------------3 1.1.5 驱动显示方案---------------------------------------------------------------------------3 1.1.6 电机驱动方案---------------------------------------------------------------------------3 1.1.7 电机选择方案---------------------------------------------------------------------------3 1.2 方案论证-----------------------------------------------------------------------------------3 1.2.1 总体思路---------------------------------------------------------------------------------31.2.2 设计方案---------------------------------------------------------------------------------42 硬件部分-----------------------------------------------------------------------4 2.1 51LPC单片机简介------------------------------------------------------------------------4 2.2 单元模块设计-----------------------------------------------------------------------------4 2.2.1 A/D转换设计----------------------------------------------------------------------------4 2.2.2 起振电路设计---------------------------------------------------------------------------5 2.2.3 数码显示设计---------------------------------------------------------------------------5 2.2.4 电机驱动设计---------------------------------------------------------------------------6 2.2.5 电机控制---------------------------------------------------------------------------------6 2.2.6 报警电路---------------------------------------------------------------------------------82.3 系统整体分析-----------------------------------------------------------------------------83 软件设计-----------------------------------------------------------------------8 3.1 详细流程图--------------------------------------------------------------------------------8 3.1.1 主程序------------------------------------------------------------------------------------9 3.1.2 中断子程序------------------------------------------------------------------------------9 3.1.3 GAODU子程序------------------------------------------------------------------------10 3.1.4 查表子程序-----------------------------------------------------------------------------11 3.1.5 状态子程序-----------------------------------------------------------------------------12 3.1.6 状态控制子程序-----------------------------------------------------------------------154 结论---------------------------------------------------------------------------18 参考文献------------------------------------------------------------------------19 附录------------------------------------------------------------------------------20摘要本设计从分析水位报警器的原理和设计方法入手，主要基于51LPC单片机的硬件电路和语言程序设计,实现一种能够实现水位自动控制、具有自动保护、自动声光报警功能的控制系统。

基于单片机的液位控制系统的设计摘要液位测量广泛应用于工业、经济、生活等领域。

本设计以水箱供水为模型，用于对水箱液位信号进行测量监控记录。

基于单片机的液位测量装置具有测量准确、重复性好、功耗低、使用寿命长的特点,是广泛采用的技术。

在深入学习科学发展观的同时，电子设备的设计也需融入可持续发展的设计理念。

故此,在基于单片机的液位测量装置基础上，扩展实时监控、数据采集、计算机串行通信等功能，从而能够通过科学的方法将液位测量与统计科学结合，合理调度水资源，降低能源消耗.本文从系统方案选择与论证，硬件电路设计,系统软件与上位机软件设计等几个方面介绍了基于单片机的液位测量监控系统的设计过程,最终实现了液位的实时测量与监控。

最后,本文总结了设计过程中出现的问题及解决方法，简要叙述了所获数据的处理方法，引出了进一步设计开发的思路.关键词：单片机；液位测量；实时监控；串口通信The Design of Liquid Level Control System Based on MCUAbstractThe liquid level measurement is widely used in industry，economy, life and other fields。

This design take the water tank water supply as a model，uses in carries on the survey to the water tank fluid position signal to monitor the record。

The liquid level measurement device base on MCU is widely used because of many characteristics such as high measurement accuracy, good repeatability, low power consumption and long useful time。

基于单片机的超声波液位控制器设计摘要课题针对液位检测的实际问题,开发了一种基于单片机的超声波液位检测仪.深入讨论了用超声波作为信号源进行液位检测的可行性及优越性，产生误差的各种原因，提出了相应的解决办法。

超声波液位检测仪以单片机 AT89C51 单片机最小系统为核心，利用超声波作为检测信号的手段，对液位进行检测和数据处理，减少了测量过程中的人工干预，方便了工作人员对液位检测的实时监控。

该系统硬件电路设计包含了超声波发射电路、接收电路、温度测量电路和液晶显示电路。

软件设计中，采用模块化程序设计思想，将软件主要分为超声波驱动与数据处理模块、功能模块两大模块。

对软件的这种“自顶向下”的模块化软件编程方法能使软件的结构清晰，有利于软件的调试和修改。

在设计中，由于需要测量的距离范围从几米到十几米，针对超声波振幅在传播时呈指数衰减的特性，最大限度地提高驱动能力，对回波进行多级放大，达到了设计要求。

由于测量精度要求很高，系统进行了温度补偿设计。

实验结果表明该设计方法可以提高超声波液位检测仪的测量精度并且硬件开销不大。

目录第一章绪论 (1)1.1 课题背景 (1)1.1.1 超声波液位仪的研究背景与内容 (1)1.1.2 超声波液位仪的现状 (1)1.2 论文研究内容 (2)1.2.1 研究内容 (2)1.2.2 论文的章节安排 (3)第二章超声波的液位测量原理 (5)2.1 超声液位仪理论基础 (5)2.1.1 超声波介绍 (5)2.1.2 超声波探头的结构和原理 (5)2.1.3 T/R40-16 超声波探头 (7)2.1.4 传感器的指向角Θ (8)2.2 超声波液位仪工作原理 (9)2.2.1 超声波液位仪工作原理 (9)2.2.2 测量盲区 (10)2.3 本章小结 (11)第三章硬件总体设计 (12)3.1 超声液位仪总体设计 (12)3.2 单片机电路 (14)3.2.1 复位电路设计 (15)3.2.2 电源电路设计 (16)3.2.3 时钟振荡器 (17)3.3 发射电路 (18)3.4 接收电路 (19)3.5 液晶显示电路 (20)3.6 温度测量电路 (21)3.7 串行通信口电路 (23)3.8 本章小结 (25)第四章系统软件设计 (26)4.1 软件总体设计 (26)4.1.1 软件设计流程图 (26)4.1.2 主程序结构流程图 (27)4.1.3 回波接收流程图 (29)4.1.4 中断程序流程图 (29)4.1.5 串行口通信流程图 (30)4.1.6 DS18B20 流程图 (31)4.2 软件程序调试 (33)4.2.1 复位电路程序调试 (33)4.2.2 发送和接收超声波程序调试 (34)4.2.3 显示程序调试 (35)4.2.4 温度传感器程序调试 (36)4.2.5 通讯子程序调试 (38)4.3 本章小结 (39)第五章液位测量精度的提高和误差分析 (40)5.1 提高液位测量精度的主要方法 (40)5.1.1 温度测量 (40)5.1.2 算术平均滤波 (45)5.2 误差分析 (47)5.3 本章小结 (48)总结 (49)第一章绪论1.1 课题背景1.1.1 超声波液位仪的研究背景与内容超声波液位仪作为一种典型的非接触测量仪器，在很多场合有广泛的应用，诸如工业自动控制，建筑工程测量和水面高度测量等方面。

单片机水位控制设计目录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 (3)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 (5)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 (7)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 (8)4.5 实验仿真结果 (11)4.6 结语 (11)5 设计体会 (12)参考文献 (12)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。

基于单片机实现的液位控制器设计姓名：陈红钊学号：0901*******摘要本文介绍一种基于单片机实现的液位控制器的设计方法，该控制器以单片机为核心，设计出了PID控制系统，并通过外围硬件电路来达到实现控制的目的。

可根据需要设定液位控制高度，同时具备报警、高度显示等功能，由于增加了气体压力传感器，使其具有与液面不接触的特点，可用于有毒、腐蚀性液体液位的控制，具有较高的研究价值。

该控制器不仅可用于学校进行教学研究，还可用于生产实际，是目前比较缺少的一种产品。

关键词：传感器；A／D转换；PID控制器；外围硬件电路一．引言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应用于电子产品中，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、解决问题和综合应用所学知识的潜能。

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应用。

通过对模型的设计可很好的延伸到具体应用案例中。

工业液体的液位控制系统是工业生产中比较典型的控制应用之一,许多控制系统的模型与此类似。

以往在该领域比较成熟的控制算法是PID算法。

由于过程控制系统执行机构的复杂性、变量间的关联性和非线性等原因,找到一组适合整个系统大范围控制的合适的PID 参数相当困难,这对要求控制范围宽、响应快且连续可调系统就显得力不从心了。

另外液位控制对象一般具有纯滞后、大惯性,因此液位变化缓慢,系统一般呈非线性[2]。

用常规PID控制器来控制时,其效果不理想,系统响应的调节时间较长。

模糊控制与PID控制相结合则显示了巨大的优越性。

模糊PID控制器既具有模糊控制灵活且适应性强的优点,又具有常规PID 控制精度高的特点,在工业控制中得到广泛应用。

二. 系统设计方案比较说明对于液位进行控制的方式有很多，而应用较多的主要有2种，一种是简单的机械式控制装置控制，一种是复杂的控制器控制方式。