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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。
基于单片机的水温水位控制系统设计设计基于单片机的水温水位控制系统需要考虑多个方面，包括硬件设计、传感器选择、控制算法等。
下面是一个简单的框架，供参考：1. 系统架构设计：•确定系统的功能模块，包括水温控制、水位控制、传感器接口、用户界面等。
2. 硬件设计：•选择合适的单片机，考虑到控制的实时性，通常选择性能较高的单片机，如Arduino、STM32等。
•设计电源电路，确保系统能够稳定工作。
•选择和设计合适的传感器接口电路，如温度传感器、水位传感器等。
3. 传感器选择和接口设计：•温度传感器：选择合适的温度传感器，如DS18B20，并设计接口电路进行连接。
•水位传感器：选择水位传感器，如浮球开关传感器，超声波水位传感器等，并设计接口电路。
4. 用户界面设计：•设计一个简单的用户界面，可以使用液晶显示屏（LCD）、LED 指示灯等，以显示当前水温、水位状态等信息。
•如果有需要，可以加入按键、旋钮等元件，以便用户进行设置和操作。
5. 控制算法设计：•制定水温和水位的控制算法，考虑到系统的实时性和稳定性。
•温度控制：可以使用PID（比例-积分-微分）控制算法，根据温度传感器的反馈调节加热器或冷却器的工作状态。
•水位控制：可以根据水位传感器的反馈，控制水泵的启停，以维持水位在设定范围内。
6. 通信模块设计（可选）：•如果需要，可以考虑加入通信模块，如Wi-Fi模块、蓝牙模块，使系统可以通过手机或电脑进行远程监控和控制。
7. 安全保护设计：•考虑加入安全保护机制，如过温保护、过水位保护等，以确保系统运行的安全性。
8. 软件编程：•编写单片机的控制程序，根据设计的算法进行编程。
•确保程序的鲁棒性，考虑异常情况的处理。
9. 调试和测试：•在实际硬件上进行调试和测试，确保系统稳定可靠。
10. 性能优化：•对系统进行性能优化，如功耗优化、响应速度优化等。
以上是一个基本的设计框架，具体的实现需要根据具体需求和条件进行调整。
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。
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。
基于单片机的水温控制系统毕业设计1. 简介本文将讨论基于单片机的水温控制系统的设计和实现。
水温控制系统是一种常见的自动化控制系统，用于监测和调节水温。
本项目旨在设计一个可靠、高效且易于使用的水温控制系统，以满足用户对水温的要求。
2. 功能需求2.1 温度检测水温控制系统需要能够准确地检测水的温度。
为此，我们将使用一个温度传感器来获取实时的水温数据。
传感器将与单片机连接，通过模拟输入引脚读取传感器输出的模拟信号。
2.2 温度显示为了方便用户了解当前水温情况，我们将在系统中添加一个液晶显示屏。
单片机将把读取到的温度数据转换为数字信号，并通过数字输出引脚发送给液晶显示屏进行显示。
2.3 温度调节根据用户设定的目标温度，系统需要能够自动调节水温。
我们将使用一个加热元件（例如电热棒）来提供加热功能。
单片机将根据当前水温与设定的目标温度之间的差异控制加热元件的开关。
2.4 温度保护为了避免水温过高引发安全问题，我们将在系统中添加一个温度保护功能。
当水温超过一定阈值时，单片机将自动关闭加热元件，并向用户发出警报。
3. 系统设计3.1 硬件设计系统的硬件设计包括以下组成部分：•单片机：选择一款适合的单片机，具有足够的输入输出引脚和计算能力。
•温度传感器：选择一款可靠、精确度高的温度传感器，例如DS18B20。
•液晶显示屏：选择一款适合的液晶显示屏，具有足够的显示区域和分辨率。
•加热元件：选择一款适合的加热元件，例如电热棒或电热器。
•警报器：选择一个适合的警报器，用于发出警报信号。
3.2 软件设计系统的软件设计包括以下几个方面：•温度检测：编写程序读取温度传感器输出的模拟信号，并进行模数转换得到实际温度值。
•温度显示：编写程序将实际温度值转换为数字信号，并通过数字输出引脚发送给液晶显示屏进行显示。
•温度调节：编写程序根据当前水温与设定的目标温度之间的差异控制加热元件的开关。
当差异过大时，开启加热元件；当差异较小或为负时，关闭加热元件。
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)3.2.1AT89C51 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)3.3.1ADC0809 主要信号引脚的功能 (6)3.3.2ADC0809 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 (13)五、心得体会 (13)参考文献 (14)附录 (14)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）。
基于单片机的水温水位控制系统设计一、引言随着科技的不断发展，单片机技术在各行各业的应用越来越广泛，其在控制系统中的应用也越来越普遍。
水温水位控制系统在工业生产、农业灌溉和家用设备中都有着重要的作用。
本文将介绍基于单片机的水温水位控制系统的设计原理和实现方法。
二、系统设计原理1. 水温控制原理水温控制是指根据水的温度来控制加热或散热装置，使水温保持在设定的范围内。
在本设计中，使用DS18B20数字温度传感器来检测水温，当水温超过设定温度时，控制加热装置进行加热；当水温低于设定温度时，关闭加热装置或者进行散热。
2. 水位控制原理水位控制是指根据水位高低来控制水的进出，保持水位在设定范围内。
在本设计中，使用水位传感器来检测水位高低，当水位低于设定水位时，控制水泵进行进水；当水位高于设定水位时，关闭水泵或者进行排水。
三、系统硬件设计1. 单片机选择在本设计中，选择常用的STM32系列单片机作为控制核心，其具有强大的计算能力和丰富的外设接口，非常适合控制系统的设计。
2. 传感器选择选择DS18B20数字温度传感器和水位传感器作为水温水位检测的传感器，其精度高、响应快、稳定性好，能够准确地检测水的温度和水位。
3. 控制装置选择根据水温水位的检测结果，使用继电器、电磁阀等控制装置来控制加热装置和水泵的启停，实现对水温水位的精确控制。
四、系统软件设计1. 温度和水位检测编写相应的程序，通过单片机与温度传感器和水位传感器进行通信，实时获取水温水位的数据，并进行相应的处理。
2. 控制策略设计根据水温水位的检测数据，设计控制策略，确定加热装置和水泵的启停时机，使系统能够快速、稳定地对水温水位进行控制。
3. 人机交互界面设计设计人机交互界面，通过LCD显示屏或者触摸屏，实时显示水温水位的数据和系统工作状态，提供操作界面，方便用户对系统进行监控和控制。
五、系统实现和调试在硬件和软件设计完成后，进行系统的实现和调试，验证控制系统的准确性和稳定性，根据实际情况进行相应的调整和优化。
单片机水温控制电路设计序言无论是工业控制领域还是消费电子领域，温度控制的应用都非常广泛，如工业控制中的锅炉、加热炉的控制，消费电子领域的热水器、饮水机的控制，内部都涉及到温度控制[1]。
传统靠人工控制的温度、湿度、液位等信号的测压﹑力控系统，外围电路比较复杂，测量精度较低，分辨力不高，需进行温度校准(非线性校准、温度补偿、传感器标定等)；且它们的体积较大、使用不够方便。
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，各种方便于生产的自动控制系统开始进入了人们的生活，以单片机为核心的温度采集系统就是其中之一[2]。
采用MCS-51单片机对温度进行控制，不仅具有控制方便、简单和灵活等优点，而且可以大幅度提高温度控制的技术指标。
本文正是介绍一个基于单片机的水温控制电路来控制电炉内的水温。
水温控制在工业及日常生活中应用广泛,分类较多,不同水温控制系统的控制方法也不尽相同,其中以PID控制法最为常见,但是,常规调节三个参数的整定一般需要经验丰富的工程技术人员来完成,步骤繁琐复杂,既耗时又耗力.而且当对象特征变化时,又要重新整定,并且在现代工业控制过程中，许多被控对象机理复杂,这种情况下,采用常规PID调节器，三个参数的整定比较困难，为此本文提出了采用归一参数整定法，即只整定一个参数,这样减少了许多工作量，提高了工作效率，为实现简易的自整定控制带来方便[3]。
本设计单片机控制部分采用AT89C51单片机为核心，采用软件编程，实现用PID算法来控制PWM波的产生，进而控制电炉的加热来实现温度控制。
适用于环境参数经常变化的小型水温控制电路。
设计中使用7407同相器作为数码管和固态继电器的驱动。
第一章设计任务1.1功能1.总的工作功能本设计的任务是：用电炉对水加热，基于单片机设计一个电炉水加热控制电路。
要求显示实际温度和门限温度，并且要求门限水温可以由人工通过键盘来设定。
电路可以通过对实际温度和门限温度的差值的处理来控制继电器进而控制电炉的开关，从而对水温进行控制，使水温保持在一定温度上。
