基于单片机的水塔水位控制系统的设计与仿真毕业论文

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1、 目录 绪论绪论 1 1 1 1 总体方案总体方案 2 2 2 2 水位控制硬件设计水位控制硬件设计 3 3 2.12.1 电路总体框架图电路总体框架图 .3 2.22.2LEDLED 数码管显示数码管显示 3 2.2.3 3 电机驱动及显示电机驱动及显示 .4 2.2.4 4 水位检测电路水位检测电路 .5 2.2.5 5 声光报警电路声光报警电路 .6 3 3 软件部分软件部分 7 7 3.13.1 程序框图程序框图 .7 4 PROTUSE4 PROTUSE 仿真显示仿真显示 8 8 总结总结 1111 参考文献参考文献 1212 1 绪论绪论 当今社会， 科技以迅雷不及掩耳之势的速度发

2、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/

3、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。 2 1 1 总体方案总体方案 本设计基于电阻式传感器并以

4、水槽水位为模型，鉴于单片机液位测量装置的测 量准确、重复性能好、功耗低、使用寿命长等特点，所以该设计以单片机为基础的 水槽水位控制系统。在实际中，水位自动控制电路是通过水位传感器对水位进行采 样，将采样信号的水位高度转换为 05 V 的直流电压，再经过 A/D 转换 12后，将 转换所得的 8 路并行数字量送入单片机进行处理来来驱动电机的启停等。从而达到 对水位进行自动控制的目的。通过对电压和水位的转换关系，最终利用单片机进行 精确的控制，实现对水位高度的显示、主/备电机和报警装置等的控制。但是鉴于基 于单片机的水位控制系统在 Protues 上进行仿真，而 Protues 上没有水槽水位的模

5、 型。因此，可以用按钮来代替水位的传感器。 本次设计实现的功能 （1）两个数码管分别显示液位和当前时间。 （2）通过按钮来表示液位的高低，并来控制电机转动和停止来表示加水。 （3）通过两个 led 灯来表示系统工作状态， 绿灯表示电机正常加水， 红灯表示 需要加水或加水完成。 （4）运用喇叭来提示是否需要加水和加水是否完成。 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、单片机 STC89C52、数码管显示电路组成。系统组成的方框图如下 系统总体框图 电源电路 稳压电路 数码管显 示电路 电机控制 电路 单 片 机 AT89C51 水位探测 传感电路 3 2 2

6、 水位控制硬件设计水位控制硬件设计 2.12.1 电路总体框架图电路总体框架图 如图 2-1 中所示 图 2-1 电路总体框架图 2.22.2LEDLED 数码管显示数码管显示 对水位显示，本设计是通过 CD4511 来驱动共阴极数码管，将 CD4511 的 A、B、 C、 D 端分别和 89C51 的 P3 口的低 4 位相连， A 是最低位 D 是最高位。 然后再将 CD4511 的“QA，QB，QC，QD，QE，QF，QG”分别和 LED 数码管的数据端相连，通过 89C51 的 P3 口的低 4 位来驱动数码管的显示。通过 A、B、C、D 的 BCD 码来驱动数码管的 显示。 4 CD4511 CD4511 驱动的数码管 对数字时钟的显示，本设计是通过 DS1302 来驱动八个数码管，将数码管的“a， b，c，d，e，f，g，dp”分别和 89C51 的 P0 口相连，再将数码管的“1，2，3，4， 5，6，7，8”端口分别和 89C51 的 P2 口相连，当系统一运行时，DS1302 能及时驱 动数码管显示当前的时间。 2.2.3 3 电