毕业论文基于51单片机控制的水塔自动供水系统设计

基于单片机的水塔控制系统基于单片机的水塔控制系统基于单片机的水塔控制系统设计摘要水塔是大型养殖场必不可少的部件，主要的功能是为家畜提供饮用水，冲洗养殖圈。

对水塔的管理不仅仅决定了家畜的生长，而且也关系着养殖场的收益。

在传统的管理方式下，水塔的管理是由相应的工作人员对水塔进行监视。

然而，人工管理方式存在很大的弊端，例如对水塔中水位的控制，要时刻的监控，尤其在夜间时，工作人员稍有疏忽，就会出现缺水现象。

若家畜缺水，家畜就会饮用地面上的脏水，这将致使家畜生病，不利于家畜的健康生长；若情况较为严重，将导致家畜在养殖圈中踩踏、撕咬，就会发生伤亡，直接降低养殖场的收益。

因此，对水塔的管理显得十分重要。

如果能够使用精密的、自动化的控制系统，则可以最大限度的降低缺水机率，同时也能有效提高养殖场的收益。

本文设计的是以单片机作为控制中心，运用单片机控制技术管理水塔中的水位，并实现了报警和手动、自动切换功能。

该水塔控制系统操作方便、降低工作人员的工作量，比较符合养殖场对水塔的管理。

关键词单片机水位控制报警引言 1.1 研究意义在当社会经济高速增长的同时，水在人们的生活、生产中起着重要的作用。

一旦出现缺水，轻则给人们生活带来极大的不便，重则出现造成严重的生产事故并造成不可挽救的经济损失。

因此，对供水系统的控制显得十分重要。

水塔是我国广泛应用的供水系统，传统的水塔水位控制方式存在很大的弊端，需要工作人员的时刻监控，不仅劳动强度大，而且工作效率低，最重要的是供水的安全性难以保障。

而自动控制则不需要工作人员的时刻监控，水塔控制系统能自动地调节水塔中的水位以保持恒定，以满足人们生活中用水需求。

在大型养殖场中，对家畜的饮用水控制显得十分重要，稍有不慎则会出现缺水现象。

若家畜缺水，家畜就会饮用地面上的脏水，这将致使家畜生病，不利于家畜的健康生长；若情况较为严重，将导致家畜在养殖圈中踩踏、撕咬，就会发生伤亡，直接降低养殖场的收益。

单片机，它是在一小块芯片上集成了一个微型计算机的各个组成部分，它的出现使众多自动化控制系统得以实现。

开题报告电气工程及其自动化基于单片机的水塔水位自动控制系统的设计一、课题研究意义及现状不论社会经济如何飞速，水在人们正常生活和生产中起着重要的作用。

一旦断了水，轻则给人民生活带来极大的不便，重则可能造成严重的生产事故及损失，从而对供水系统提出了更高的要求，满足及时、准确、安全充足的供水。

如果仍然使用人工方式，劳动强度大，工作效率低，安全性难以保障，由此必须进行自动化控制系统的改造。

从而实现提供足够的水量、平稳的水压、水塔水位的自动控制有设计低成本、高实用价值的控制器。

该设计采用分立的电路实现超高、低警戒水位处理,实现自动控制,而达到节能的目的,提高了供水系统的质量。

本次课题的研究意义：1.通过这次的设计，更加深了对单片机理论方面的理解。

2.掌握单片面的内部模块的应用。

3.了解和掌握单片面应用系统的软硬件的设计过程，方法及实现。

4.通过这次的商讨也培养了我独立分析和解决问题的工作能力及实际工程设计的基本技能。

5.通过外文翻译在一定的程度上加强了我的阅读能力。

水箱水位控制系统的技术已比较成熟,有简单机械式控制装置的系统,也有复杂控制器控制的系统。

目前对水箱水位控制的系统大致可分为以下2种:(1)机械式控制系统。

机械式控制系统结构简单、成本低廉。

但这种控制装置故障多,误动作多,且只能单独控制,与计算机进行通信较难实现。

(2)交流调压/变频调速控制系统。

该系统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, 以达到控制水箱水位的目的。

二、课题研究的主要内容和预期目标随着城市高层建筑供水问题的日益突出，保持供水的自动控制、提高供水质量是相当重要的；同时要求保证供水的可靠性和安全性。

摘要在当今社会，水塔水位控制系统在我们的各个行业中占有很重大的作用，在大型养殖场中为家畜提供饮用水，冲洗养殖圈；在工业生产中通过水塔控制系统来排放污水。

然而传统的水塔控制系统存在很大的不足，需要工作人员时刻监控，需要的劳动力十分强大，而且还会带来很多不足，轻则给人们的生活带来很大的不便，重则出现造成很大的事故和经济损失。

本次设计采用基于单片机水塔水位控制系统，为了使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STC公司的STC89C52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、处理等功能，并在Proteus软件环境下实际仿真。

系统程序语言是使用比较广泛的C语言进行编写，结构清晰，达到的系统控制效果很好。

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。

该基于单片机的水塔水位控制系统方便，降低工作人员的工作量提高了整体的效率。

关键词：水塔控制；单片机STC89C52；Proteus软件；C语言AbstractIn today's society, the water tower water level control system plays very important role in our various industries, in large farms for livestock with drinking water, irrigation farming circles; in industrial production by water tower control system to discharge the sewage. However traditional water tower control system in the presence of a lot of problems and need to staff time monitoring and need of labor force is very strong, but also brings many problems, light to people's life bring inconvenience, re appeared a lot of accidents and economic loss caused by. By the design of control system based on MCU for water tower water level, in order to make the actual process of water to ensure water level within the allowed range of floating, the voltage control level. Firstly, the water level is measured by real-time detection, so as to control the motor and ensure the normal water level.. Therefore, given here to STC STC89C52 microcontroller as the core device of the water tower water level detection control system design and simulation, to achieve the detection of the water level control and treatment function and under the environment of the Proteus Software simulation. System programming language is the use of a wide range of C language, structure clarity, to achieve the system control effect is good. Experimental results show that the system has good detection control function, portability and scalability.. The water level control system based on MCU is convenient, reduce staff workload and improve the overall efficiency.矚慫润厲钐瘗睞枥庑赖。

毕业(设计) 论文题目：基于51单片机控制的水塔自动供水系统系部：电气工程与自动化系专业：自动化技术班级：电气A0701班姓名：李月鹏指导教师：陈毅朋、张慧明山西综合职业技术学院摘要微型计算机SCMC，简称单片机，又称单片微控制器,它不是完成某一个逻辑功能的芯片,而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。

这种计算机的最小系统只用了一片集成电路，可进行简单运算和控制。

虽然单片机只有一个芯片，但无论从组成还是从功能上看，它已具备了计算机系统的属性，是一个简单的微型计算机。

单片机以其体积小、功能全、价格优等种种优势充斥着整个市场。

现在，单片机的使用领域已十分广泛，如智能仪表、实时工控、导航系统、家用电器等。

单片机开发出的各种产品遍布于我们日常生活中的每个角落。

为了加深对单片机智能型控制器的了解，经过综合分析，本次设计最终选取了由51单片机控制的智能型液位控制器作为研究项目，本文对单片机水塔水位控制系统进行了整体设计，完成了单片机水塔水位控制系统硬件接线图和流程图以及单片机内部控制程序设计，并完成了开发板模拟仿真过程。

通过此次设计过程，自己在分析问题、解决问题方面的能力得到了很大程度的提高。

关键词：MCS-51单片机液压传感器AD转换水塔水位检控目录引言 (3)1、系统设计方案比较及论证 (3)2、系统原理框图 (4)3、工作原理 (4)4、硬件设计 (4)4.1 STC89C52RC单片机简介 (4)4.2 锁存器(74HC573)简介 (5)4.3 ADC0804简介 (6)4.4 单片机与继电器及蜂鸣器的接口电路 (7)4.5 井中缺水信号检测电路 (8)4.6 压力传感器介绍 (9)4.7 LCD1602液晶显示屏接线图及其引脚功能图 (10)4.8 开关电源部分 (10)5、软件设计 (12)5.1 程序流程图 (12)5.2 程序流程图解析 (13)6、实验仿真结果 (13)7、结束语 (13)致谢 (14)附录 (15)附录1 PCB原理图 (15)附录2 C程序 (16)参考文献 (26)基于51单片机控制的水塔自动供水系统山西综合职业技术学院李月鹏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。

论文设计说明书题目：海丰热电公司800立方米水箱单片机控制系统姓名：指导教师：摘要本单片机系统设计的目的是应用单片机控制技术，以8051单片机为核心控制庆丰热电公司的800立方米的水箱的水位，并实现了报警和手动、自动切换功能。

该系统操作方便、性能良好，比较符合电厂生产用水系统控制的需要。

本文还详细的给出了相关的硬件框图和软件流程图，并编制了该汇编语言程序。

关键词：单片机水位控制报警目录摘要 (1)目录 (2)一、单片机的说明 (3)1、8051单片机简介 (3)2、单片机的时序 (5)3、引脚极其功能 (6)二、水箱给水设备系统的构成 (10)三、本系统8051单片机控制部分 (12)四、本系统的工作原理 (13)五、主程序框图 (14)六、本系统程序清单 (17)七、附录：本系统电路图 (21)一 8051单片机系统说明1． 8051单片机简介目前，8051单片机在工业检测领域中得到了广泛的应用，因此我们可以在许多单片机应用领域中，配接各种类型的语音接口，构成具有合成语音输出能力的综合应用系统，以增强人机对话的功能。

89C51是Intel公司生产的一种单片机，在一小块芯片上集成了一个微型计算机的各个组成部分。

每一个单片机包括：一个8位的微型处理器CPU；一个256K的片内数据存储器RAM；片内程序存储器ROM；四个8位并行的I/O接口P0-P3，每个接口既可以输入，也可以输出；两个定时器/记数器；五个中断源的中断控制系统；一个全双工UART的串行I/O口；片内振荡器和时钟产生电路，但石英晶体和微调电容需要外接。

最高允许振荡频率是12MHZ。

以上各个部分通过内部总线相连接。

下面简单介绍下其各个部分的功能。

中央处理器CPU是单片微型计算机的指挥、执行中心，由它读人用户程序，并逐条执行指令，它是由8位算术／逻辑运算部件(简称ALu)、定时／控制部件，若干寄存器A、B、B5w、5P以及16位程序计数器(Pc)和数据指针寄存器(DM)等主要部件组成。

基于单片机的智能水塔水位控制系统设计＊袁新娣(赣南师范学院物理与电子信息学院,江西赣州　341000)摘　要:为了克服传统的浮子系统控制水塔水位的不足,本论文设计了一种实时无线水位智能监测系统,该系统以A T 89S 52单片机为核心,通过安装在水塔上的超声波传感器测量出水位后,单片机与设定的水位上下限进行比较决定是否接通或断开抽水机电路,同时该单片机通过无线发射器把数据发至中控室的单片机以显示水塔水位.论文从硬件设计与软件设计两方面进行了阐述.实践表明:该系统简单可靠,实用性较强.关键词:水位;单片机;超声波传感器;无线发射器中图分类号:T P 212.11 文献标识码:A 文章编号:1004-8332(2010)06-0052-031　系统概述目前,我国处理生活或工厂供水主要采用的是水塔形式,为了防止水塔水位过高而溢水,或水过少而出现用水时的等待现象,应当控制塔内水位始终保持在一定范围.目前,控制水塔水位常用的方法是由浮子检测水位,通过浮子杠杆原理接通或断开抽水机工作电路,这种系统精确度与可靠性都不高,而且很难实时查看水位高低,如果要调整控制水位的上下限也非常不方便.本论文设计了一种智能水位控制系统,首先通过传感器实时检测水塔水位,然后把水位数据传送到水塔处的单片机,单片机把数据与所设定的水位上下限作比较,如果水位低于下限,则启动抽水机抽水,保证水塔的水足够,如果水位达到了上限,则及时停止抽水,防止“溢塔”而浪费水,并且水位的上下限随时可以根据实际情况由拨码开关进行调整;同时该单片机控制无线发送器把水位数据发送到中央控制室的单片机处显示,实现实时监测目的.此系统可以对单个水塔水位进行控制,也可以扩展到对一定距离范围内的多个水塔进行控制.2　系统硬件设计2.1　系统框图图1　系统总体框图系统总体框图如图1所示.由图中可以看出,系统主要由水位检测及无线发送部分和水位数据无线接收两部分组成,控制的核心元件是单片机.图1中的(a )部分是安装在水塔处,(b )部分安装在中央控制室实现水位显示.其中(a )的超声波接收与超声波发送模块用于水位的测量,N R F 24L 01无线发送模块用于把水位数据实时发送到(b )中的N R F 24L 01无线接收器.数据的显示使用液晶显示器L C D 1602.在实际运用中,水位检测及无线发送部分可以扩展到125个,而水位数据无线接收部分只需一个,这就是多发一收,从而实现对一个区域内多个水塔的水量进行监测控制.2.2　系统主要模块硬件设计2.2.1　单片机控制器的介绍该系统中,单片机是控制的核心模块,分析处理传感器检测的数据,接收或发送数据等.本系统采用的单片机是A t m e l 公司生产的A T 89S 52,该单片机是一种低功耗、高性能C M O S 8位微控制器,使用高密度非易失性存储器技术制造,与工业80C 51产品指令和引脚完全兼容.A T 89S 52具有以下标准功能:8k 字节F l a s h ,2010年 赣南师范学院学报 №.6第六期 J o u r n a l o f G a n n a n N o r m a l U n i v e r s i t y D e c .2010＊收稿日期:2010-09-15 修回日期:2010-10-19　作者简介:袁新娣(1974-),女,江西瑞金人,赣南师范学院物理与电子信息学院讲师,主要从事电子信息方面教学与研究.DOI :10.13698/j .cn ki .cn36-1037/c .2010.06.026256字节R A M ,32位I /O 口线(P 0,P 1,P 2,P 3),看门狗定时器,2个数据指针,三个16位定时器/计数器,一个6向量2级中断结构,全双工串行口,片内晶振及时钟电路等,更详细的原理请参照参考文献[1].2.2.2　超声波收发器模块的设计本系统使用超声波收发器作为测量水塔水位的传感器.该器件能测量自身到水面之间的距离,由超声波发送电路和超声波接收电路组成,本模块的设计主要参照了参考文献[2]来进行的.超声波发射电路原理如图2所示,单片机的P 2.4端口发出40K H Z 的方波信号,然后信号分成两路送出,其中的一路经反向器74L S 4069后送到超声发射管T 的一个电极,另一路经两次反向后送到发射管T 的另一个电极,这样做目的是为了增强超声波发射强度和提高电路驱动能力.电阻R 1和R 2作为上拉电阻作用有两个:第一是提高反向器输出高电平的驱动能力;第二是增加超声波发射管T 的阻尼系数,缩短自由振荡的时间.超声波接收电路原理如图3所示,该部分主要由超声波接收探头R 及红外检波接收芯片C X 20106A 组成,因接收芯片C X 20106A 的载波频率为38K H Z ,而上述超声波发射电路发出的超声波频率为40K H Z ,两者较为接近,所以利用该芯片制作超声波接收电路.实验表明,无超声波信号时C X 20106A 输出高电平,有信号时输出一个脉冲信号,且具有很高的灵敏度和较强的抗干扰能力.图2　超声波发射电路 图3　超声波接收电路 图4　n R f 24l 01与A T 89S 52连接电路当系统工作时,由单片机P 2.4端口发出的40K H Z 的方波信号经过驱动电路使超声波发射器T 发出一定强度的超声波信号,当超声波信号遇到障碍物时就会被反射回来,反射回来的超声波信号被超声波接收器R 所接收,接收到的信号经过信号处理电路的处理送入到单片机的P 3.2端口,单片机根据发送与接收的时间差计算出传感器到水面的距离X ,再由安装时传感器到水塔底部的距离H (已知值),计算出当前水的剩余量h =H-X .2.2.3　N R F 24L 01无线发送器与无线接收模块设计发送器安装在水塔单片机处,接收器安装在中控室单片机处,发送器用来实时发送当前的水位数据,接收器实时接收发送器发来的水位信号,实现远程监测的目的.N R F 24L 01是无线数据传输单片射频收发芯片,工作于2.4～2.5G H z 、I S M 频段,芯片内置频率合成器、功率放大器、晶体振荡器和调制器等功能模块,输出功率和通信频道可通过程序进行配置,芯片能耗非常低[3].N R F 24L 01是一个独立的模块,通过S P I 接口和外部控制器件进行数据交换,如果外部控制器件没有S P I 接口可以用普通I /O 口模拟,本系统选用的A T 89S 52则带有可灵活配置的S P I 接口可以方便地和N R F 24L 01连接.单片机与N R F 24L 01的连接如图4所示,电源为3.3V .2.2.4　抽水机模块设计抽水机控制主要是通过用小电压去控制抽水机的工作电路,这里用单片机的P 1.5和P 1.6去控制双向可控硅的通断,从而控制抽水机电路的通断.电路图如图5所示.图5　抽水机控制电路抽水机控制电路中,既能用单片机去控制,也可通过手动去控制,这使得抽水机的控制更灵活,也可避免当单片机控制器出错时,抽水机失控的情况.当开关S W 2闭合时,单片机发出的通断信号可以被抽水机接收,实现在下限水位自动抽水与上限水位自动停止抽水,此时只要手动改变开关S W 1的状态就可将当前的抽水机工作状态切换为相反,所以既体现了手动控制也体现了自动控制.当开关S W 2打开时,也就断开了自动控制功能,此状态主要用于当单片机控制异常时,断开自动控制信号,但此时手动53第6期 袁新娣　基于单片机的智能水塔水位控制系统设计控制功能还是存在的,只要改变开关S W 1的状态也可将抽水机状态切换为相反.2.2.5　测量范围设置模块及显示模块的设计这两个模块相对比较简单,测量范围设置也即水位控制的上下限设置,主要由拨码开关组成,通过单片机的P 1.0～P 1.3口去识别拨码开关各个位的输入状态,输入状态决定对应的测量范围,我们可以根据实际的水塔高度设置水位的上下限. 图6　系统软件主流程图水位的显示使用的是L C D 1602液晶模块,L C D 1602内部的字符发生存储器(C G R O M )已经存储了160个不同的点阵字符图形,这些字符有:阿拉伯数字、英文字母的大小写、常用的符号、和日文假名等.每一个字符都有一个固定的代码,所以对该部分的编程也变得简单了.该系统的中控室单片机连接的L C D 1602与水塔处单片机连接的L C D 1602显示的内容同是水塔的水位,与单片机的连接也是相同的,即将单片机的P 0.0～P 0.7对应接到1602的7～14脚作为数据引脚,P 2.5～P 2.7对应接到1602的4～5脚作为控制引脚,电源用5伏.3　软件设计本系统软件采用C 语言进行开发,软件部分也主要分为两个部分,第一是水位检测并无线发送水位数据部分;第二是水位数据无线接收部分,主流程图如图6所示.超声波发生子函数是通过单片机的P 2.4端口发送8个超声波脉冲信号,同时把定时计数器T 0打开进行计时.水位检测主函数利用外中断0检测返回的超声波信号,一旦接收到返回的超声波信号(即I N T 0引脚呈现低电平),立即进入中断服务函数.进入中断后,首先关定时计数器T 0停止计时,将测距成功标志位赋1,并将信号传送的时间值转换为信号传输的距离值;然后再将此距离值转换为水的剩余量,并显示;最后根据剩余量值判断是抽水还是不抽水,如果水的剩余量大于等于90%,则停止抽水,如果水的剩余量小于等于10%,则开始抽水,如果水的剩余量在10%到90%之间,则抽水机保持当前状态.如果等待30M S 接收不到超声波信号,则不进入距离计算函数,但还会有显示,显示的是上一次测得的数据,但无论如何都会无线发送当前显示的数据.在无线接收程序中只要有数据发过来,就进行实时接收与显示.(程序略)4　结束语本系统的设计实现了对水塔水位的精确控制与检测,并且可以方便地根据实际情况调整测量范围,能有效地防止“空塔”和“溢塔”的现象.该系统设计简单,成本便宜,使用方便,稳定性较好,具有很好的实用意义.参考文献:[1]　孙育才,王荣兴,孙华芳.A T M E L 新型A T 89S 52系列单片机及其应用[M ].北京:清华大学出版社,2006.[2]　李永鉴,刘国安.简易超声波测距仪的制作[J ].福建电脑,2006(7):131-132.[3]　刘靖,陈在平,李其林.基于n R F 24L 01的无线数字传输系统[J ].天津理工大学学报,2007,23(3):38-40.D e s i g na b o u t Wa t e r T o w e r 's Wa t e r L e v e l C o n t r o l S y s t e mB a s e d o nS i n g l e -c h i pC o m p u t e rY U A NX i n -d i(S c h o o l o f P h y s i c s a n dE l e c t r o n i c a l I n f o r m a t i o n ,G a n n a n n o r m a l u n i v e r s i t y ,G a n z h o u 341000,C h i n a )A b s t r a c t :I no r d e r t o o v e r c o m e t h e s h o r t c o m i n g o f t h e t r a d i t i o n a l w a t e r t o w e r 's w a t e r l e v e l c o n t r o l s y s t e m,a n i n t e l l i g e n t a n d r e a l -t i m e w a t e r l e v e l c o n t r o l s y s t e mi s i n t r o d u c e d i n t h i s p a p e r .T h i s s y s t e m i s m a n a g e db y t w o s i n g l e -c h i p c o m p u t e r s A T 89S 52.A f t e r t h e u l t r a s o n i c s e n s o r m e a s u r e s t h e w a t e r l e v e l ,t h e A T 89S 52a n a l y z e s t h e d a t a a n dd e t e r m i n e s t h e w o r k i n g s t a t e o f t h e p u m p b a s e d o nt h e s e t w a t e r l e v e l .A t t h e s a m e t i m e ,t h ed a t aa b o u t w a t e r l e v e l i s t r a n s m i t t e dt h r o u g h w i r e l e s s t r a n s m i t t e r t o a n o t h e r A T 89S 52a n dd i s -p l a y s i n t h e c o n t r o l r o o m .T h e h a r d w a r e a n ds o f t w a r e a b o u t t h e c o n t r o l s y s t e ma r e d e s c r i b e d i nt h e p a p e r .E x p e r i m e n t s h o w e d t h a t t h e s y s t e m i s s i m p l e a n dr e l i a b l e .K e yw o r d s :w a t e r l e v e l ,s i n g l e -c h i pc o m p u t e r ,u l t r a s o n i c s e n s o r s ,w i r e l e s s t r a n s m i t t e r 54赣南师范学院学报 2010年。

基于单片机的水位控制系统设计毕业论文目录河系学院本科生毕业论文（设计）诚信声明 ........................................................ 错误!未定义书签。

河西学院本科生毕业论文（设计）开题报告 ........................................................ 错误!未定义书签。

摘要 ............................................................................................................................ 错误!未定义书签。

ABSTRACT ............................................................................................................... 错误!未定义书签。

1. 绪论 (2)1.1 研究背景 (2)1.2研究现状 (2)2.设计任务及要求分析 (3)2.1 设计任务及要求 (3)2.1.1 设计任务 (3)2.1.2 设计要求 (3)2.1.3 要求分析 (3)3. 系统方案论证与选择 (3)3.1方案设计 (3)3.2 系统整体方案 (5)3.2 各单元电路方案论证 (5)3.3 主要模块简介 (7)3.3.1 核心芯片STC89C51单片机 (7)3.3.2 1602液晶显示器 (9)4. 硬件电路设计 (13)4.1 单片机最小硬件系统电路 (13)4.2水位显示电路 (13)4.3 水位调整及其报警电路 (15)4.4初值设置按键电路 (15)5. 程序设计 (16)5.1水位控制系统主程序设计流程图 (16)5.2 水位控制系统主程序 (16)6. 实物调试与测试 (16)6.1实物图 (17)6.2 测试结果分析 (17)7. 结束语 (17)参考文献 (18)致谢 (20)附录 (21)河西学院本科生毕业论文（设计）题目审批表 (29)河西学院物理与机电工程学院指导教师指导毕业论文情况登记表 (30)河西学院毕业论文（设计）指导教师评审表 (31)河西学院本科生毕业论文（设计）答辩记录表 (36)1. 绪论1.1 研究背景水位自动控制技术越来越频繁地进入到自动控制系统设计者的视线。

基于单片机的水塔水位控制系统设计社会在不断的发展和进步，人们的生活水平也在逐步提高和发展，我们的生活已经越来越离不开便捷的全自动控制系统，微型计算机发展是其中的一个不可或缺的重要分支，单芯机具有高可靠性，高性价比，低功耗，低电压等优点，以单片机为核心的全自动控制系统已经取得了广泛的应用前景和使用范围。

本篇论文是基于单片机的水塔水位检测系统设计。

设计该系统主要是针对应用单片机的自动运行技术，使得水塔水位始终保持在一定范围内，从而确保连续正常的供水。

本设计是以STC89C51单片机为核心的水塔水位检测系统，用以检测水位并对其进行控制、报警以及相应的处理功能，同时在Proteus仿真软件环境中进行仿真测试。

测试结果表明，设计的系统具有一定的检测和控制功能，并且能够应用于实际生产生活当中。

关键词：水位检测；单片机；报警；1 绪论 (5)1.1研究背景 (5)1.2国内外研究现状 (5)1.3研究目的与意义 (6)2 系统总体设计 (7)2.1设计要求 (7)2.2系统设计方案 (7)2.3系统工作原理 (8)3 系统硬件设计 (8)3.1硬件设计 (8)3.2中央处理器模块 (12)3.3继电器控制阀门模块 (13)3.4水位检测系统的整体电路仿真图 (13)4 系统软件设计 (14)4.1软件功能概述 (14)4.2主程序设计 (14)4.3LED显示子程序 (15)5 联调与测试 (16)5.1调试过程 (16)5.2硬件调试 (16)5.3软件调试 (16)5.4功能实现 (16)结论 (17)附录A：系统原理图 (20)附录B：系统PCB图 (21)附录C：系统仿真图 (22)附录D：系统源程序 (23)1.1 研究背景在现实生活生产当中，经常会遇到测量液体液位的问题。

国家工业在迅速发展，液体液位测量技术也被广泛应用到化学化工、医学药物、食品安全、石油开采等各行各业中。

液氧、液氮等低温液体现如今也得到了广泛的应用，因此，作为贮存相应低温液体的容器也要保证能承受其相应的载荷；在冶炼工业中，锅炉汽包液位、除氧器液位、汽轮机凝气器液位、高、低压加热器液位等，保持在一定范围内是设备安全运行的基础保障；在实际科研与学习当中也经常会遇到需要进行液位测量与控制的实验装置。

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。

毕业设计课题水塔自动上水系统的设计学生姓名学号业电子信息工程班级院（系）指导教师职称第一章绪论1.1 题目研究背景今社会电子技术、计算机技术息信处理技术等正在发展，许多工业、农业也在逐步的智能化发展，在用水方面，它们不在是靠人工一天不停的检测来进行控制抽水供用，这样容易耗费大量的人力和物力，使用智化的水塔自动上水，它能在缺水时自动开使抽水补给所需的用水，节省了大量的时间、劳力和物力，也给人们在用水带来了更大的方便。

水塔的自动上水经历了继电式自动上水装置，晶体管自动上水装置，集成式自动上水装置，微处理器自动上水装置。

电继式采用了三个探测电极来检测水位的高低，使继电器开启或闭合来控制电机开停来达到控制水位的目地；晶体管自动上学装置用两只三极管的导通、管断，从而控制继电器达到控制水位的目的。

；集成式自动上水在以前的基础上晶体更加先进、灵敏可靠和耐用；微处理器采用了先进的高新技术来控制现代的水塔水位自动控制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，水塔水位自动控制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，水塔水位自动控制系统的发展水平表现了一个国家的科技和设计水平。

1.2毕业设计题目研究意义对于当今社会的发展，高楼越来越多，工厂也越来越多水塔自动上水的应用也越来越广泛，水塔自动上水系统的设计符合当今社会的需求，它的成本较低，多半在人的接受范围，使用起来也非常方便，没水时它能自动补充水，不需人长时间的监控着它。

它解决了高楼用水难的问题，有很大的实用性，同时也体现了它的社会价值。

第二章设计系统框图与工作原理水塔自动水控制控制在日常生活及工业领域中应用相当广泛，比如水塔、地下水、水电站等情况下的水位控制。

自动检测水位的检测系统能根据水位变化的情况自动调节。

水塔自动上水控制采用单片机进行主控制，利用水的导电性测量水位的变化，把测量到的水位变化转换成相应的电信号，用单片机对接收到的信号进行数据处理，完成水位的检测、控制及故障报警等功能。