基于单片机的水位检测与控制系统

编号：课程设计说明书题目：基于单片机的水位检测院（系）：信息与通信学院专业：电子信息工程学生姓名：**学号： ********** 指导教师：***2016 年12月23 日摘要本水位监测报警器使用5V低压交流电源就可以对水位进行监测用数码管显示并蜂鸣器发出报警。

主要采用单片机AT89C52芯片,将控制程序写进单片机中,使其发挥相应的功能,再加上蜂鸣器、数码管、电阻、电容这些器件组成一个简单而灵敏的监测报警电路,操作简单,接通电源即可工作。

因为电路采用单片机技术,所以本水位监测报警器还具有电路简易、耗能低、准确性高的特点。

关键词:单片机控制；报警电路；监测电路。

AbstractThe water level alarm used to monitor low voltage 5V DC power supply (can also use 5 batteries instead of three) can be on the monitoring of water level, with light-emitting diode display, and can no longer be within this range, the water level alarm . Main use SCM AT89C52 chip, will control program written into the microcomputer, to play the corresponding functions, together with a buzzer, light-emitting diodes, resistors, capacitors, these devices form a simple and sensitive alarm function, simple operation, then power can work through. Because the circuit chip technology, so the water level monitoring alarm circuit also has a simple, low energy consumption and high accuracy.Keywords: microprocessor;controlled ; alarm circuit ; monitoring circui.目录引言 (1)1 方案选择 (1)1.1 利用超声波水位传感器实现 (1)1.2 利用自制水位监测装置实现 (2)1.3 方案总结 (2)2 水位监测报警系统的硬件设计 (2)2.1单片机的选择 (2)2.2 系统硬件设计框图及原理图 (3)2.2.1 晶振电路 (4)2.2.2 复位电路 (4)2.2.3报警电路 (4)2.2.4 水位监测及总电路 (5)3. 软件程序及设计 (6)4 硬件调试及结果分析 (9)4.1硬件调试与分析 (9)4.2工作状态测试 (9)5 结论 (12)谢辞 (13)参考文献 (14)附录 (15)引言水位控制在日常生活及工业领域中应用相当广泛，如作为城市、乡村生活用水储备，太阳能热水器储水设备等，又比如水塔、地下水、水站等情况下的水位控制。

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

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。

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。

毕业论文（设计) 题目：基于单片机的水位控制系统设计系部名称：专业班级：学生姓名：学号:指导教师：教师职称：20年月日摘要传统的水位控制在生产中一直占有主导地位，但随着生产线的更新，不仅要求有更直观、准确、稳定的水位控制系统，同时还要求在降低生产设备的成本方面要求更新自动化程度和性价比高的水位控制系统。

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水位系统的控制中。

本系统采用单片机AT89C51为控制核心来实现水位的基本控制功能。

系统由键盘、数码显示、A/D转换、传感器、电源和控制部分组成。

本文以单片机端口的输出电平控制继电器的动作，实现电机的启动或者停止，从而达到自动控制水位的目的。

另外,系统可根据需要设定水位控制的高度，同时具备超限报警和故障报警功能，并辅以发光二极管显示相应水位的状态。

关键字:AT89C51，A/D转换，水位控制，数码显示，传感器，故障报警Level control system based on microcomtrollerAbstractThe traditional water level control in production has been a dominant position，but with production line, not only the update demanding more direct, precise and stable water level control system, at the same time also requires the cost in reducing production equipment requirements update automation degree and cost-effective of water level control system. Single—chip microcomputer control system with its high control accuracy，reliable performance，convenient operation, low cost set to be applied to the liquid level system characteristics of the control.This system uses the microcontroller AT89C51 as the water level control core to realize the basic control functions。

30由数由数据线供电据线供电??22独特的单线接口方式独特的单线接口方式ds18b20口线即可实现微处理器与口线即可实现微处理器与ds18b20??33ds18b20ds18b20支持多点组网功能多个支持多点组网功能多个ds18b20线上实现组网多点测温线上实现组网多点测温??44ds18b20ds18b20在使用中不需要任何外围元件全部在使用中不需要任何外围元件全部传感元件及转换电??44ds18b20ds18b20在使用中不需要任何外围元件全部在使用中不需要任何外围元件全部传感元件及转换电路集成在形如一只三极管的集成电路内路集成在形如一只三极管的集成电路内??55温范围温范围5555125125在在10??66可编程可编程的分辨率为的分辨率为991212位对应的可分辨温度分别为位对应的可分辨温度分别为0502502501250125和和0062500625可实现高精度测温可实现高精度测温??77测量结果直接输出数字温度信号以测量结果直接输出数字温度信号以一同时可传送同时可传送crccrc校验码具有极强的抗干扰纠错能力校验码具有极强的抗干扰纠错能力??88负压特性
系统控制部分电路图
单片机与显示器件连接图
软件程序设计框图
开始
开始
初始化
按键控制选择
启 动 DS18B20
启动外围电路
水位时间水温控制
读 取 DS18B20
读取电压
水位调整 时间调整 水温调整
计算温度
转化成水位
加水 加热温度
LED显 示
结束
结束
部分程序设计




职业技术学院
校园电子创意大赛 参赛作品
基于单片机的水位水温控制系统
摘要
Байду номын сангаас

基于单片机的水位控制系统设计分析社会和现代科学技术的不断发展推动了信息技术的迅速发展，电力系统正逐渐地走向自动化。

在现代社会中，随着微电子工业的快速发展，单片机控制的智能型控制器由于传统的水位控制，在生产中一直居于优势地位，但随着生产线的更新，要求水位控制系统不仅具备准确、稳定、直观等特点，而且还要求在生产设备的成本低的同时，水位控制系统是自动化程度和性价比高的系统。

单片机控制系统以其方便控制、设置操作直接简单、成本低、性能稳定等特点被应用到水位系统的控制中，并广泛应用于电子产品中。

文章通过对单片机性能的分析，着重探讨单片机的水位控制系统，以期利用单片机的通用性与灵活性来完善水位的控制系统，促进我国自动化产业的发展。

目前单片机在水位控制系统中的应用还处于发展阶段，对它的研究具有十分重要的意义，符合可持续发展的要求，是我们不断追求的目标和方向。

标签：单片机；水位控制；系统；水塔供水单片机就是单片微型计算机，是一种微型的控制器，它有着定时、计数以及多种接口等特点。

在现代经济建设中，它被广泛的运用到多个领域，是多种工程不可缺少的一部分，发挥着独特的作用。

单片机水位控制系统中集合了机械原理、电气控制以及微处理器的技术等多个学科的知识与技术，其中也蕴含了单片机的应用。

社会和现代科学技术的不断发展推动了水位控制技术的迅速发展，控制系统正逐渐地走向自动化。

单片机在水位控制系统中应用得越来越广泛，作为新技术领域发展突破的重要部分，单片机在水位控制系统中的应用显得尤为重要。

这一技术的发展不仅为城市居民提供更加良好的环境和发展空间，而且让水位设备变得更加安全可靠，在很大程度上提高工作效率，降低能耗，极大地减少成本，使企业获得最大的经济收益。

1 单片机基本情况概述单片机是集成电路芯片的一种，其微处理器中的超大规模技术能够有效地处理数据，如算术运算，逻辑运算、数据传送、中断处理等等。

它的组成模块主要有中央处理器，只读程序存储器以及随机存取数据的存储器，定时计数器等等，各个模块相互关联，共同构成一个微型的计算机处理系统。

1.1 简述 ........................................................................................................ 8 1.2 课题设计背景 ........................................................................................ 8 1.3 课题设计发展趋势及前景 ................................................................... 9 1.4 设计的目的和意义 ............................................................................... 9 第二章 系统的组成............................................................................................11 2.1 工作原理 ...............................................................................................11 2.2 总体设计方案 ......................................................................................11
湖南电子科技职业技术学院毕业论文（设计）
基于单片机的水位控制系统设计
摘要
系统水位智能监控系统是现在生产生活中必不可少的部件，它的性能和工作质量的 优良不仅仅对生产有着巨大的影响，而且也关系着生产的安全。在过去，大量的对水位 监控操作是由相应的人员进行操作的，这样的人工方式带来了很大的弊端，比如水位的 控制，时刻监控蓄水池的环境，夜间的监控等等，操作员稍有疏忽，或者简易的监测器 件损坏，将带来无法弥补的损失，更严重的会危机到生产人员的人身安全等。所以，对 蓄水池控制，如果能够使用精密的而且完全会严格按照生产规定运行的智能化化系统， 可以最大限度的避免事故的几率，同时也能节省资源并能有效提高生产的效率。 本单 片机系统设计的目的是基于单片机控制技术，以 AT89S52 单片机为核心，通过高低两个 液位器回传的数据自动将水位维持在正常位置，并通过数码管显示当前水位状态，带报 警功能。本系统功能稳定可靠，适用于多种液位控制场合。

P0口：
P0口是一组8位漏极开路型双向I/O口，也即地址/数据总线复用口。作为输出口用时，每位能吸收电流的方式驱动8个TTL逻辑门电路，对端口P0写“1”时，可作为高阻抗输入端用。在访问外部数据存储器或程序存储器时，这组口线分时转换地址（低8位）和数据总线复用，在访问期间激活内部上拉电阻。在Flash编程时，P0口接收指令字节，而在程序校验时，输出指令字节，校验时，要求外接上拉电阻。
P1口：
P1口是一个带内部上拉电阻的8位双向I/O口，P1的输出缓冲级可驱动（吸收或输出电流）4个TTL逻辑门电路。对端口写“1”，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平，此时可作输入口。作输口使用时，因为内部存在上拉电阻，某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流(IIL)。与AT89C51不同之处是，P1.0和P1.1还可分别作为定时/计数器2的外部计数输入（P1.0/T2）和输入（P1.1/T2EX）
2.2.2
AT89系列单片机在我国得到了极其广泛的应用。由于AT89C52具有强大的功能，可以使我的设计更方便也更人性化。而且它很好的兼容MCS-51系列单片机的指令系统和引脚功能。它片内还含有Flash Memory，Flash Memory是一种电擦除和电写入的闪速存储器（记为FPEROM），在系统开发过程中可以很容易地进行程序修改，使开发和调试更为简单。
然而，高塔水位控制系统是我国住宅小区广泛应用的供水系统，随着生活质量的不断提高，许多农村甚至城市兴建的许多的房子现在都要实现自来水供水，所以现在很多家庭的楼顶都砌了高塔用来存储用水，然后对整个房子的用水进行共给。
目前大多数的住宅小区都是采用人工加水的办法，即当水用完的时候，就人工开启水泵进行加水，十分不方便。以至于水用完之前不知道水已经很少了，等到用完了才知道没水了，如果是急需用水的情况下，那就十分麻烦，要等到加水之后才有水用；加水过程当中，还需要人时时刻刻检查水位情况，以防止水位超过最高的水位；这以上一系列的问题，都在期待一种简单、经济的高塔水位控制系统的诞生。

XX学院单片机系统设计三级项目设计说明书（2011/2012学年第二学期）题目：基于单片机的水位检测报警系统_专业班级： XXXXXXXX学生姓名： XXX XX学号： XXXXX指导教师：XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX设计周数： XXXXXXXXX设计成绩：XXXX年XX月XX日XX学院单片机系统设计三级项目任务书一、题目：基于单片机基于单片机的水位检测报警系统设计与实现二、参与项目班级： XXXXXXXXXXXXXX三、项目起止时间： XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX四、原始数据及主要任务：原始数据：水位传感器；51单片机；扬声器。

主要任务：⑴根据技术要求和现有开发环境，分析设计题目；⑵设计系统实现的方案；⑶设计并绘制电路原理图；⑷画出功能模块的程序流程图；⑸使用汇编语言(或C语言)编写实现程序；⑹结合硬件调试、修改并完善程序；⑺编写项目报告。

五、技术要求：⑴利用单片机及扬声器、水位传感器等器件设计；⑵将探测到的水位变化信号转换为电压信号，经调理电路整形处理为TTL电平送入单片机；⑶单片机对送入的信号进行数据处理，在LED或LCD上进行水位显示，超出水位警戒线时发出报警提示。

学生（签字）：系主任（签字）：指导教师（签字）：院长（签字）：目录1．项目设计要求与任务 (3)2．项目设计正文 (3)课题背景及研究意义分析 (3)课题现状 (4)设计思路及方案 (4)水位传感方式的选择 (4)水位传感器的特点及应用 (5)系统的组成 (6)系统工作原理 (6)稳压电路 (6)水位显示电路 (7)振荡电路和复位电路 (8)自动报警电路 (8)3．水位检测系统的整体电路仿真图 (9)硬件连接实物图 (9)4. 各种水位下的仿真图 (10)高水位状态下仿真图 (10)低水位状态下仿真图 (10)5. 通信单元硬件设计 (11)6．上位机显示单元 (11)上位机接受部分窗体控件 (12)7. 项目设计总结 (14)8. 参考文献 (15)附录1 (16)1设计要求与任务设计要求：⑴利用单片机及扬声器、水位传感器等器件设计；⑵将探测到的水位变化信号转换为电压信号，经调理电路整形处理为TTL电平送入单片机；⑶单片机对送入的信号进行数据处理，在LED或LCD上进行水位显示，超出水位警戒线时发出报警提示。

株洲师范高等专科学校物理与电子工程系毕业论文
基于单片机的水塔水位监测报警控制系统
姓名：刘治标
指导老师：肖利君
专业：应用电子技术
班级：07级应用电子班
学号：04207108
时间：2010-5-5至2010-5-28
摘
本设计从分析水塔水位报警器的原理和设计方法入手，主要基于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。本控制系统由A/D转换部分、单片机控制部分、数码显示部分、电机驱动部分、电机控制部分等构成。同时对各个部分进行了详细的论述，并给出了主要的流程图和软件设计程序。这是个简单而灵敏的监测报警电路，操作简单，接通电源即可工作。因为大部分电路采用数字电路，所以本水位监测报警器还具有耗能低、准确性高的特点。
P1.2(电机)
P1.3(报警)
0
0
0
1
电机运转
0
1
×
1
维持原状
1
0
×
0
故障报警
1
1
1
1
电机停转
0：电机工作 1：电机停止
控制信号由P1.2端输出，去控制电机。
为了提高控制的可靠性，使用了光电耦合；
由P1.3输出报警信号，驱动一支发光二极管进行光报警。
图2.2.2控制电路图
2.2.2 80C51芯片功能与引脚介绍
关键词：单片机 ；水位自动控制
From the analysis of the design of the towers level alarm principle and design method of the main based on single-chip microcomputer hardware circuit and programming language, achieve a level to realize automatic control, automatic protection and automatic control system of the audible and visual alarm function. This system consists of A/D conversion parts and single-chip microcomputer control section, digital display section, motor drive, motor control parts etc. For each part discussed in detail, and gives the main flow chart and design of the software program. This is a simple and sensitive monitoring alarm circuit, simple operation, turn on the power can work. Because most of the circuit USES digital circuit, so the water monitoring alarm also has low energy consumption and high accuracy.

基于单片机的水位检测控制系统设计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毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。

摘要：本设计是利用STC89C52单片机设计一种水位控制系统.主要是基于单片机的硬件设计以及程序设计.该系统实现了水位监测，水位控制，水位显示，故障报警功能.在设计中主要采用了传感技术、单片机技术、弱电控制强电技术、C语言编程等技术.本文还讲述了水位控制系统工作的基本原理，介绍了电路接口原理图，给出了相应了设计流程图和C语言程序.本文主要是为了更多得了解单片机，掌握单片机的组成部分和控制原理，最终达到设计出“单片机水位控制系统的”的目的.实验证明，单片机控制的水位控制系统的硬件电路简单，软件功能完善，控制系统可靠，充分发挥了单片机的性能，可以大大的提高单片机的开发效率.关键词：单片机，水位，控制，ABSTRACTThis design is STC89C52 SCM design using a water level control system. Mainly based on single chip microcomputer hardware design and programming. This system realizes the water level, water level control, monitoring the alarming function, according to water. In design mainly adopts sensing technology and single-chip microcomputer technology, low &high technology, control technology such as the C programminglanguage. This paper also tells the water level control system, this paper introduces the basic principle of schematic interface circuit and presents the corresponding the design flow chart and C language program.This paper is mainly to more understanding of single chip microcontroller, grasps achieve finally designed "one-chip computer water level control system" purposes. Experiments show that single chip microcomputer control water level control system hardware circuit is simple, software function consummation, the control system is reliable, give full play to the performance of the single-chip microcontroller, can greatly improve the efficiency of the development.Keywords:SCM Level Control1.绪论 (3)2. STC89C52单片机介绍 (5)2.1 STC89C52介绍 (5)3 硬件的设计 (11)3.1水位传感方式的选择 (11)3.1.1简单的控制方式 (11)3.1.2红外线发射接收装置 (11)3.2.1系统工作原理 (13)3.2.2稳压电路 (15)3.2.4电机控制电路 (17)3.2.5电机工作指示灯电路 (18)3.2.6振荡电路和复位电路 (19)3.2.6水位控制系统的整体电路仿真图 (20)3.2.7实物图 (21)4. 软件程序设计以及仿真 (22)4.1 程序流程图 (22)4.1.1加水时程序流程图： (22)4.1.2水位降低时程序流程图： (23)4.2水位对应的传感器信号 (24)4.3水位对应的亮灯情况 (25)4.4 C语言程序设计 (26)5.结论 (36)参考文献 (37)答谢 (38)1.绪论当今社会，科技以迅雷不及掩耳之势的速度发展着，人民生活水平也在不断的提高.自动水位控制将给人们生活带来巨大的方便.由于单片机有极高的可靠性，微型性和智能性，单片机已经广泛应用于我们生活和学习中，我们可以在许多领域见到单片机的身影，，小到玩具家电行业，大到车载、舰船电子系统，遍及计量测试、工业过程控制、机械电子、办公自动化、工业机器人、军事和航空航天等领域都可以见到单片机的身影.单片机是一种集成电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU随即存储器RAM，只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器、计时器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的计算机系统.中央处理器CPU是单片微型计算机指挥、执行中心，由它读程序并执行指令.CPU功能，是以不同方式来执行各种指令.有的指令涉及到各个寄存器之间的关系；有的指令涉及到单片机核心电路内部各功能部件的关系；有的则与外部器件发生关系.总的来说CPU是通过复杂的时序电路来完成不同的指令功能的.对于本设计单片机结构简单实用性强，功能齐全，技术先进，使实现这设计不难实现.同时，C语言是单片机的重要“组成”，如果能掌握好C语言编程，这将很大程度上提高了开发效率.在设计过程中我们采用了软硬件双结合的方式，软件设计的方法简化了硬件的要求，为设计创造了条件.单片机采用的STC89C52的单片机.2. STC89C52单片机介绍2.1 STC89C52介绍STC89C52是51单片机，它采用的是DIP40封装. 主要特性有：与MCS-51 兼容8K字节可编程闪烁存储器寿命：1000写/擦循环数据保留时间：10年全静态工作：0Hz-24Hz三级程序存储器锁定512内部RAM32可编程I/O线两个16位定时器/计数器5个中断源可编程串行通道低功耗的闲置和掉电模式片内振荡器和时钟电路单片机管脚图说明图如下：图1.1单片机引脚图管脚说明：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P1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/地址的第八位.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外部必须被拉高.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口作为第八位地址接收.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.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口也可作为单片机的一些特殊功能口，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（记时器0外部输入）P3.5 T1（记时器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.ALE/PROG：当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节.在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲.在平时，ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6.因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的.然而要注意的是：每当用作外部数据存储器时，将跳过一个ALE脉冲.如想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址上置0.此时，ALE只有在执行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用.另外，该引脚被略微拉高.如果微处理器在外部执行状态ALE禁止，置位无效./PSEN：外部程序存储器的选通信号.在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次/PSEN有效.但在访问外部数据存储器时，这两次有效的/PSEN信号将不出现./EA/VPP：当/EA保持低电平时，则在此期间外部程序存储器（0000H-FFFFH），不管是否有内部程序存储器.注意加密方式1时，/EA将内部锁定为RESET；当/EA端保持高电平时，此间内部程序存储器.在FLASH编程期间，此引脚也用于施加12V编程电源（VPP）. 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.振荡器特性:XTAL1和XTAL2分别为反向放大器的输入和输出.该反向放大器可以配置为片内振荡器.石晶振荡和陶瓷振荡均可采用.如采用外部时钟源驱动器件，XTAL2应不接.有余输入至内部时钟信号要通过一个二分频触发器，因此对外部时钟信号的脉宽无任何要求，但必须保证脉冲的高低电平要求的宽度.STC89C52是一种8K字节闪烁可编程可擦除只读存储器的低电压，高性能COMOS8的单片机.该器件采用ATMEL搞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.它的工作电压3V/5V,操作频率0~33MHZ.4个8位I/O口，含3个高电流P1口，可直接驱动LED；3个16位定时器/计数器；可编程看门狗定时器（WDT）；低EMI方式; 兼容TTL和COMS逻辑电平；掉电检测和低功率模式等.STC89C52内部有一个用于构成振荡器的高增益反相放大器，引脚RXD和TXD分别是此放大器的输入端和输出端.时钟可以由内部方式产生或外部方式产生.内部方式的时钟电路如图1.1所示，在RXD 和TXD引脚上外接定时元件，内部振荡器就产生自激振荡.外部方式的时钟电路如图1.2所示，RXD接地，TXD接外部振荡器.对外部振荡信号无特殊要求，只要保证脉冲宽度.XTAL1XTAL2图2.1内部方式时钟电路图2.2外部方式时钟电路STC89C52单片机包含中央处理器、程序存储器（ROM ）、数据存储器（RAM ）、定时/计数器、并行接口、串行接口和中断系统等极大单元数据总线、地址总线和控制总线等三大总线.STC89系列单片机是MCS-51系列单片机的派生产品.他们的指令系统、硬件结构和片内资源上与标准8051单片机完全兼容，而且价格更实惠.其优点是可以在线下载，下载器也比较容易购买到，方便携带应用.STC89C52可以用于控制水位，在功能和性能上要比AT 系列单片机突出，因此，选择STC89C 系列单片机，作为水位控制器核心. XTAL1 XTAL2外部振荡器3 硬件的设计3.1水位传感方式的选择3.1.1简单的控制方式简单的控制方式有浮标式、电极式等，这些控制方式的优点是结构简单，成本低廉.但有很多问题存在，比如是精度不高，不能进行数值显示，另外很容易引起误查，且只能单独控制，与计算机进行通信连接比较难实现，很难快速准确传输信号，所以不利于水位信号的传送.3.1.2红外线发射接收装置因为光在水中的传播与空气中的光的传播是由不同的差异的，即光在不同的介质中其强弱度不同.可以根据此原理采集水中是否有水.脉冲调制式红外发射接收器工作原理：接收管与发射管放在水塔对立的两侧并且在一条直线上，在空气中接收管完全接收到发光管发送过来的信号，当发射接收两管之间有水时，水对于光有反射和折射特性减弱了光信号，使接收管在有水位时接受的信号时弱信号.由此可以判断出是否有水.但是，问题在于电路调试比较困难，难以实现，而且准确度不够.3.1.3水阻传感方式任何物质在电学里都有一定的阻值，实验证明，纯净水几乎不导电的，但人们日常使用的水都会含有一定的Mg+、Ca+等离子，他们的存在使水可以具有导电的性能，水的阻值大约为10K Ω左右.本控制装置就是利用水的导电性完成的.传感器结构图3.1：+5v蓄水位探针低水位探针中水位探针高水位探针电压输入探针P1.0P1.2P1.1P1.3图3.1传感器结构图高电平通过电压输入探针输入，水位在不同的水位的时候接通相应的水位探针将高电平穿送给稳压电路，通过稳压电路转置为低电平再输送给单片机，促使单片机控制电机电路和水位显示电路工作、停止.此水位探测传感方法比脉冲调制式红外发射接收器结构简单，方便.此电路的灵敏度可以达到本设计的要求，能够准确地分辨出水位信号.有此可知，这种设计方案方便实用，元件选用方便，费用低.此方案解决了第一种方案中调试繁琐，信号干扰的问题，信号传输的准确率高达95%以上.本设计选择第三种方案，作为水位传感器.3.2系统的组成水位控制系统由电源电路、水位探测传感电路、稳压电路、继电器控制电机加水电路、水位显示电路、单片机STC89C52组成.系统组成的方框图如下：3.2.1系统工作原理当水箱里的水位在蓄水位以下的时候电机开始工作.当水箱里水在蓄水位的时候，蓄水位、低水位、中水位、高水位四个传感器都没有和+5V电源导通.传感器传给稳压电路一个低电平，低电平通过稳压电路里的NPN三极管、电容、电阻转换成高电平.单片机收到高电平，表示水箱里没有水了需要系统开始运作，给水箱加水，这时单片机通知水泵开始加水，红灯亮.当达到低水位的时候，蓄水位传感器传送给单片机一个低电平，水泵继续工作，亮一黄灯.水位继续上升，当达到中水位时，蓄水位、低水位传感器传送给单片机低电平，水泵继续工作，亮一个绿灯亮.水位继续上升达到高水位时，蓄水位、低水位、中水位、高水位传感器同时传送给单片机一个低电平，两个绿灯亮.同理，水位从高水位开始下降，水位离开高水位线时，高水位传感器探头与电源断开，传感器输出高电平给单片机，绿灯熄灭一个，表示水位下降到中水位了.当水位下降到低水时，一黄灯亮，表示水位下降到低水位了.当水位下降到蓄水位时，红灯亮、黄灯熄灭，电机开始工作.3.2.2稳压电路图3.3稳压电路图本电路的主要作用是使从传感器输入的电平能够稳定的输入到单片机中，，是由三极管9013、两个电阻、和一个无极性电容组成.如果我们不使用此稳压电路也能实现我们的设计目的，但有时会产生水位误判和不稳定现象，所以我认为此电路是不可缺少的.3.2.3水位显示电路图3.4水位显示电路图本电路采用不不同颜色的LED作为显示装置，有单片机P2.0、P2.1、P2.3、P2.4、P2.7口控制进行水位显示.亮红灯代表水位在蓄水位以下.亮两黄灯代表水位在低水位以下，蓄水位以上.亮一黄灯表示在中水位以下，低水位以上.亮绿灯表示在高水位以下，中水位以上.亮两绿灯表示在高水位以上.此电路采用的是共阳极的，所以只有单片机给发光二极管为低电平的时候才能是发光二极管点亮.R2，R3，R4，R10,R11为上拉电阻起限压控流作用.LED（Light Emitting Diode），发光二极管，是一种固态的半导体器件，它可以直接把电转化为光.LED的心脏是一个半导体的晶片，晶片的一端附着LED灯株在一个支架上，一端是负极，另一端连接电源的正极，使整个晶片被环氧树脂封装起来.半导体晶片由两部分组成，一部分是P型半导体，在它里面空穴占主导地位，另一端是N型半导体，在这边主要是电子.但这两种半导体连接起来的时候，它们之间就形成一个“P-N结”.当电流通过导线作用于这个晶片的时候，电子就会被推向P区，在P区里电子跟空穴复合，然后就会以光子的形式发出能量，这就是LED发光的原理.而光的波长决定光的颜色，是由形成P-N结材料决定的.3.2.4电机控制电路图3.5电机控制电路图电机控制电路，由于实际电机额定电压比较高，而单片机的输出电压又比较低，不能直接驱动电机工作，所以采用了三级管放大和二极管正向导电的作用和电磁式继电器的吸合作用来控制电机（弱电控制强电）.由单片机的P1.6口来控制的.电磁式继电器一般由铁芯、线圈、衔铁、触点簧片等组成的.只要在线圈两端加上一定的电压，线圈中就会流过一定的电流，从而产生电磁效应，衔铁就会在电磁力吸引的作用下克服返回弹簧的拉力吸向铁芯，从而带动衔铁的动触点与静触点（常开触点）吸合.当线圈断电后，电磁的吸力也随之消失，衔铁就会在弹簧的反作用力返回原来的位置，使动触点与原来的静触点（常闭触点）释放.这样吸合、释放，从而达到了在电路中的导通、切断的目的.3.2.5电机工作指示灯电路图3.6电机工作指示灯图本电路采用红色LED灯作为电机工作指示灯接在单片机P3.7口上，当电机开始工作的时候，指示灯就亮直到电机停止工作.3.2.6振荡电路和复位电路图3.7振荡电路和复位电路图振荡电路和复位电路是单片机不可缺少的部分，是单片机的重要组成，它们集成在单片机里，对于单片机稳定工作有至关重要的作用. 并且可以延长它的使用寿命.3.2.6水位控制系统的整体电路仿真图图3.8水位控制系统仿真图3.2.7实物图图3.9实物图4. 软件程序设计以及仿真4.1 程序流程图4.1.1加水时程序流程图：4.1.2水位降低时程序流程图：4.2水位对应的传感器信号表14.3水位对应的亮灯情况表24.4 C语言程序设计C语言程序如下：#include <reg52.h>#define uchar unsigned char #define uintunsiged intsbit xsw=P1^0;sbit dsw=P1^1;sbit zsw=P1^2;sbit gsw=P1^3;sbit LED_G1=P2^0;sbit LED_G2=P2^1;sbit LED_Y=P2^3;sbit LED_R1=P2^7;sbit LED_R2=P3^7;sbit DJ=P1^6;void main(void){char i=0;P1=0Xf1;DJ=0;while(1){while(DJ==0){if(xsw==0&&dsw==1&&zsw==1&&gsw==1) { LED_R1=0;LED_R2=0;DJ=0;}if(xsw==0&&dsw==0&&zsw==1&&gsw==1) {{LED_R1=1;LED_Y=0;LED_R2=0;DJ=0;}}if(xsw==0&&dsw==0&&zsw==0&&gsw==1) {{LED_Y=1;LED_R2=0;DJ=0;}}if(xsw==0&&dsw==0&&zsw==0&&gsw==0){LED_R2=1;LED_G1=0;LED_G2=0;DJ=1;break;}}while(DJ==1){if(xsw==1&&dsw==1&&zsw==1&&gsw==1) {LED_R1=1;LED_R2=0;break;}if(xsw==0&&dsw==1&&zsw==1&&gsw==1) {LED_R1=0;LED_R2=0;DJ=0;LED_Y=1;}if(xsw==0&&dsw==0&&zsw==1&&gsw==1) {{LED_G1=1;LED_R2=1;LED_R1=1;LED_Y=0;}}if(xsw==0&&dsw==0&&zsw==0&&gsw==1){{LED_G2=1;LED_R2=1;LED_Y=1;LED_G1=0;}}if(xsw==0&&dsw==0&&zsw==0&&gsw==0) {LED_R2=1;LED_G1=0;LED_G2=0;}}}}4.5 各种水位情况下的仿真图加水水到达在蓄水位时：电机运转，电机指示灯红灯亮，低水位警示灯红灯亮.仿真图如下所示：图4.1蓄水位仿真图加水水到达低水位时：电机运转，电机指示灯红灯亮，中水位警示灯黄灯亮.仿真图如下所示：图4.2水位上升时低水位仿真图加水水到达中水位时：电机运转，电机指示灯红灯亮，中水位警示灯绿灯亮.仿真图如下所示：图4.3水位上升时中水位仿真图加水水到达高水位时：电机停止，电机指示灯红灯灭，高水位警示灯两个绿灯都亮.仿真图如下所示：图4.4高水位仿真图水位减少到中水位时：中水位警示灯绿灯亮.仿真图如下所示：图4.5水位减少时中水位仿真图水位减少到低水位时：低水位警示灯黄灯亮.仿真图如下所示：图4.6水位减少时低水位仿真图5.结论经过这段边写论文边学习的时间后，我感触颇多，其中充满了酸楚和幸福.我初步把自己学到的东西用于了实践之中，也在实践中学到了很多东西.首先，我加深了自己的理论知识，使理论知识更好的用于实践之中，是理论与实践更好的结合.其次，锻炼了自己的动手能力，为自己以后的工作打下了一个基础，所以我们应该明白任何知识都源于实践，出自于实践，实践是检验真理的唯一标准.此设计中还存在许多不足之处，自己的理论知识也不够全面和扎实，不懂许多元件的使用方法，C语言还不能学以致用.通过此次毕业论文的设计我一定要加强自己的学习，不断的温故知新，不断的完善自己.参考文献（1）刘得营张志霞等《单片机原理及接口技术》中国水利水电出版社 2006.3-4（2）张肃文《高频电子线路》高等教育出版社（3）邱关源《电路》高等教育出版社（4）阎石《数字电子技术基础》高等教育出版社（5）童诗白华成英《模拟电子技术基础》高等教育出版社（6）刘刚《单片机原理及应用》中国林业出版社（7）杨路明《C语言程序设计教程》北京邮电大学出版社（8）许文《protues教程》北京大学出版社（9）刘成辉《单片机在水位控制系统中的应用》人民交通出版社（10）姚艳楠等主编《微型计算机原理》西安电子科技大学出版社答谢此毕业设计是在王书志老师精心指导、严格要求以及同学们的帮助下完成的.在此对王书志老师表示感谢，也对给予我论文提供帮助的同学表示感谢.光阴似箭，日月如梭，四年的大学时间在我们的人生中式那么短暂，但是就在这短暂的四年时间里我学会了很多，我学会了为人处世，自学能力得到了很大的提高.我还得感谢我的班主任李向群老师以及指导过我的许许多多的老师们，正是它们的辛勤工作和付出使我能完成我的大学学业.我真心的希望我的大学生涯画上一个圆满的句号，我的人生也能画上一个圆满的逗号.。

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。

基于单片机的水量监控系统设计随着科技的不断发展，智能化生活逐渐成为现实。

为了满足人们对生活品质的需求，各类智能设备应运而生。

本文将介绍一种基于单片机的水量监控系统设计方案，该系统能够实时监测水量并提供相应的数据反馈，以便于用户对水资源的合理利用和管理。

一、引言随着全球人口的不断增加和城市化进程的加快，水资源的短缺问题日益凸显。

水是生命之源，有效地利用和管理水资源对于可持续发展至关重要。

因此，开发一种能够实时监控和管理水量的设备势在必行。

二、系统组成基于单片机的水量监控系统主要由以下几个组成部分构成：1. 传感器模块：选择适合的水位传感器，用于检测水箱或水管中的水位变化。

传感器模块负责将水位变化转化为电信号，并传输给单片机进行处理。

2. 单片机：选择符合要求的单片机，负责接收传感器模块传输的信号，并进行解析和处理。

单片机还可根据需要控制继电器等外设，用于控制水泵的启停或报警功能等。

3. 显示屏或终端设备：根据实际需求选择相应的显示设备，用于显示水量监控系统的相关信息。

可以是液晶显示屏、LED灯等。

4. 数据存储模块：用于记录水量监控系统的数据，以便用户进行查询和分析。

可以选择SD卡、Flash存储器等。

5. 控制模块：根据用户需求设计相应的控制功能，例如根据水位控制水泵的启停，或者通过手机APP进行水量监控和管理。

三、系统工作原理基于单片机的水量监控系统工作原理如下：1. 传感器模块感知水位变化，并将信号传输给单片机。

2. 单片机接收传感器传来的信号，并进行解析和处理，得到当前的水位信息。

3. 单片机将水位信息通过显示屏或终端设备展示给用户，用户可以直观地了解当前的水量情况。

4. 单片机还可以将水位信息存储到数据存储模块中，以备后续查询和分析使用。

5. 根据用户的需求，单片机可以控制水泵的启停或者进行报警等功能。

四、系统优势基于单片机的水量监控系统相比传统的手动管理方式具有以下优势：1. 实时监控：系统能够实时监控水位变化情况，用户可以及时了解当前的水量情况，以便进行有效的管理和调控。

基于单片机的水库水位报警系统设计本文旨在设计一个基于单片机的水库水位报警系统。

水库水位报警系统在水利工程中具有重要的作用，可以及时监测水库的水位变化并发出报警信号。

本文将探讨水库水位报警系统的设计原理和实现方法，旨在提供一种可行的解决方案。

本文的研究目的是设计一个可靠、有效的水库水位报警系统。

通过该系统，可以实时监测水库的水位，并在水位异常时及时发出报警，以便采取相应的措施。

本文将重点讨论以下几个方面的内容：单片机的选择与使用：选择适合水库水位监测的单片机，并了解其基本原理和编程方法。

传感器的选择与接口：选择合适的水位传感器，并设计相应的接口电路将传感器与单片机进行连接。

水位报警算法：设计合适的算法，实时监测水位数据并判断是否触发报警条件。

报警信号的输出：设计报警信号的输出电路，使其能够及时发出报警信号，以便采取相应的应对措施。

通过以上研究内容的探讨和实践，本文旨在提供一个可靠的水库水位报警系统设计方案，为水利工程中的水文监测提供有效的支持。

本文将详细描述水库水位报警系统的设计方案，包括硬件和软件部分。

硬件设计水库水位报警系统的硬件设计主要涉及以下方面：传感器选择：选择合适的水位传感器用于检测水库水位，并将水位信号转换为电信号。

单片机选择：选择适用于水位报警系统的单片机，具备足够的计算和控制能力。

电源电路设计：设计合理的电源电路，确保系统稳定可靠。

报警器设计：设计报警器电路，当水位超过安全范围时发出警报信号。

软件设计水库水位报警系统的软件设计主要包括以下内容：数据采集和分析：通过单片机进行水位数据的采集和分析，实时监测水位情况。

报警逻辑设计：设计合理的报警逻辑，当水位超过设定的安全范围时触发报警。

报警信号输出：通过单片机控制报警器电路，触发报警信号输出。

用户界面设计：设计简洁直观的用户界面，用于显示水位信息和报警状态。

通过以上硬件和软件设计，水库水位报警系统能够实时监测水位情况，并在水位超过安全范围时及时发出报警信号，提供有效的安全保障。

摘要在工业和农业生产过程中，经常需要测量和控制水位。

在日常生活中水位控制应用也相当广泛，如水塔、地下水、水电站的控制。

然而，随着世界人口不断增长，增加了人们的生活用水，过去由于频繁操作使用的继电器使水位自动控制系统会产生机械磨损，即不方便维护和更新，也不能满足实际需求。

本论文使用的是西门子S7-200系列PLC可编程控制器作为一个小水塔水位自动控制系统的核心，涉及到需要分析水塔水位功能的自动控制系统。

主要方法是通过水塔中的液位传感器来检测实际的水位，并通过PLC的CPU的智能扩展模块将得到的信息通过模拟量的转换传送给变频器，以控制水泵电动机的操作。

完成整个系统的自动供水过程。

如果水位低于或高于设定值时，危险警告信号将被发出。

本论文给出设计的基础上很好地执行PLC塔液位控制系统的具体过程。

并使用组态王软件画出水塔自动供水的动态流程。

关键字：水塔水位控制系统，PLC，液位传感器，组态王AbstractIn the industrial and agricultural production process, often need to measure and control the water level. In everyday life level control applications are quite extensive, such as control towers , groundwater, hydropower . However, with the growing world population , increasing people's living water , in the past due to the operation of the relay frequently used to make the water level automatic control system generates mechanical wear , which is not convenient to maintain and update , can not meet the actual demand.In this paper, using a Siemens S7-200 series PLC programmable controller as the core of a small water tower water level automatic control system, involving the need to analyze water tower features automatic control system. The main method is through the tower level sensor to detect the actual water level, and through the PLC CPU intelligent expansion module will transmit the information obtained by the conversion to analog converter to control the pump motor operation. To complete the entire process automatic water supply system. If the water level is lower or higher than the set value, the hazard warning signal will be issued. This paper gives specific processes perform well PLC tower level control system on the basis of design. Configuration software to draw and use automatic water tower dynamic processes. Keywords: tower water level control system , PLC, configuration king , level sensors目录1. 引言 (1)1.1 设计背景及意义 (1)1.2 国内外研究现状 (2)1.3 主要研究内容 (2)2. 水塔水位控制系统方案设计 (4)2.1设计方案对比 (4)2.1.1传统的水位控制方案 (4)2.1.2PLC控制水塔液位的概述 (4)2.1.3对比的结果 (5)2.2基于PLC的供水方案设计 (5)2.2.1 系统控制要求 (5)2.2.2设计分析示意图 (7)2.3 确定设计方案 (8)3. 水塔控制系统硬件设计 (9)3.1简述 (9)3.1.1PLC的定义 (9)3.1.2 可编程控制器的分类 (9)3.2 PLC控制系统设计的一般步骤 (9)3.3 可编程控制器的工作原理 (10)3.4 PLC的选型 (11)3.5 CPU224应用介绍 (12)3.6 PLC扩展模块的选择 (12)3.6.1交直流输出模块 (12)3.6.2模拟量输出模块 (13)3.7系统的I/O分配表 (14)3.8 电机及驱动线路 (15)3.9检测元件应用设计 (16)4. 控制系统软件设计 (18)4.1 控制程序流程图 (18)4.1.1程序流程图分析： (19)4.2 控制程序设计 (19)5.组态王仿真的设计 (23)5.1 组态软件概述 (23)5.2系统监控界面设计 (23)5.2.1新建工程 (23)5.2.2定义变量 (24)5.2.3调用器件 (25)5.2.4画面部署 (25)5.2.5报警窗口的设计 (26)5.3总结 (26)6.结论 (28)6.1本课题研究结论 (28)6.2课题存在问题与展望 (28)致谢 (29)参考文献 (30)附录1 (31)附录2 (35)1. 引言1.1 设计背景及意义在社会经济飞速发展的今天，水在人们正常生活和生产中起着越来越重要的作用。