实际 的很少。 些发达国家在单片机新型系统研究制造和应用上，已积累了很多经验， 奠定了基础，进入了国际市场。我国在新型测控装置与系统研究制造应用和 经验上，与其他发达国家相比还存在差距，但是我国的研究人员已经克服很多困 难，并在不断地摸索中前进，有望在相关领域赶上甚至超过发达国家的技术水平， 这是发展趋势。 在工农业生产以及日常生活应用中，常常会需要对容器中的水位进行自动控 制。比如自动控制冰箱水池水槽锅炉等容器中的蓄水量，生活中抽水马桶 的自动补水控制自动电热水器电开水机的自动进水控制等。虽然各种水位控 制的技术要求不同精度不同，但是基本的控制原理可以归纳为般的反馈控制 方式，他们的主要区别在于检测水位的方式反馈方式以及控制器上的区别。 随着单片机和微机技术的不断发展，由机和多台单片机构成的多机向网络 发展。单片机自问世以来，性能不断地提高和完善，体积小速度快功率低的 特点使它的应用领域日益广泛。般，工业控制系统的工作环境差，干扰性强， 利用单片机控制就能克服这些缺点，因此单片机在控制领域得到广泛的应用，使 用单片机控制液体的水位是个很好的选择。基于单片机的液位控制系统既满足 系统精度的要求，同时具有可靠性。 不论社会经济如何飞速，水在人们的正常生活和生产中起着重要的作用。 旦断了水，轻则个人民带来极大地不便，重则可能造成严重的生产事故及损伤， 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 然使用人工的方式，劳动强度大，工作效率低，安全性难以保障，因此必须进行 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的自动控制有设 计低成本高实用价值的控制器。 般工厂使用的水箱，体积都比较大，所以对水位的控制需求就相应的大了， 而且随着工业上使用比较多，对水位的控制精度要求也高。由于自动化技术在矿 转换器的主要技术指标分别是分辨率和转换速率。 分辨率表示输出数字量变化个相邻数码所需输入模拟电压的变化量。 的转换速率就是能够重复进行数据转换的速度，即是每秒转换的次数。 而完成次转换所需要的时间包括稳定时间，就是转换速率的倒数。 的内部逻辑结构图如所示。 表为通道选择表。 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 年月日 摘要 传统的水位控制在生产中直占有主导地位，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，转换，水位控制，数码显示，传感器，故障报警 ， ， 目录 引言 系统设计方案比较说明 水位控制系统的原理和设计方案 水位控制系统组成 单片机系统组成及工作原理 系统组成 工作原理 控制方案的设计 设计思路 方案设计 硬件设计 单片机 时钟电路 电源电路 传感器 串行通信 键盘电路 水位显示电路 转换电路 的内部逻辑结构 的引脚图 转换电路原理图 电机控制 看门狗电路 稳压电路 报警电路 软件设计 程序设计流程图 程序设计 键盘程序 转换子程序 初始化程序 运行状态下的程序 结论 致谢 参考文献 附录 附录 引言 随着我国的国民经济与生活水平的发展，各个行业对自动化的需求也日益增 加，为减少污染节约资源，单片机的控制技术得到了广泛的应用。无论是在工 业生产中，还是在其他行业，水都是人们生活中不可或缺的资源，大部分都会使 用到水箱，水箱里的水位控制就是最重要的问题了，以前都会有专门的人看管， 既浪费人力，又不能准确的判断水位高低。所以以单片机控制水箱的水位就得到 了广泛应用。 水位控制系统是以水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。在目前的过程控制领域中水位控制的研究引起了广泛的关注，随 着集成电路规模的日趋大型化复杂化，各种复杂的液位控制系统已成为个研 究焦点。单片机是靠程序运行的，并且是可以修改的，通过不同的程序实现不同 的功能。尤其是特殊的独特的些功能，这是别的器件需要费很大的力气才能做 到的，有些则是花大力气也很难做到的。为什么点要用单片机呢，原因很简单， 只因为单片机通过自己编写的程序便可以实现高智能高效率以及高可靠性,现 代电子系统的基本核心是嵌入式计算机系统简称嵌入式系统，而单片机是最典 型最广泛最普及的嵌入式系统。 目前我国， ， ， ， ， ， ， 和之间连接晶体振荡器与电容构成稳定的自激振荡器，如图 所示。 晶体可在之间选择。单片机在通常应用情况下，使用振 荡频率为的石英晶体，而频率的晶体主要是在高速串行通信情况 下才使用，对电容值没有严格的要求，但它的取值对振荡频率输出的稳定性大 小及振荡电路起振速度有少许影响。和可在之间取值，般去 左右。 外部时钟方式 本设计的单片机系统中，为了各单片机之间时钟信号的同步，应当引入唯 的合用外部振荡脉冲作为各自单片机的时钟。外部时钟方式中是把外部振荡信号 直接接入或。由于和单片机外部时钟进入的引线 不同，其外部振荡信号源接入的方式也不同。型单片机由进入， 外部振荡信号接至，而内部反相放大器的输入端应接地，如图 所示。由于端得逻辑电平不是的，故还要接上拉电阻。 型单片机由进入，外部振荡信号接至可不接地，如图所示。 图使用片内振荡电路的时钟电路 图型单片机的外部时钟电路 图型单片机的外部时钟电路 电源电路 在水位控制系统中，本单元为系统提供的工作电源。从的交流电 通过变压器转换为电压，然后经过整流桥滤波后得到的系统工作电源， 如图所示。 图单片机的电源电路 传感器 传感器来自感觉词。人们用视觉听觉嗅觉和触觉等器官感受外界 的有关信息，如物体的大小形状和颜色，感觉到的声音气味等。在视觉情况 下，绝不是靠眼睛本身进行感觉，而是从眼睛进入的外界刺激信号通过神经传送 到大脑，由大脑感知物体的大小和颜色，然后由大脑提供命令信号支配行动。听 觉和嗅觉也完全样。然而要是大脑受到这些刺激，首先必须有接受外界刺激的 五官人的五官可以称之为传感器。它们的基本功能是首先接收外界的刺 激信号然后产生作用于各种神经传送信路在控制器中起主导作用，用它将传感器输出的模拟电压信号转 换为单片机能处理的数字量。该控制器采用工艺制造的逐步逼近式位 转换器芯片。在使用时可选择中断查询和延时等待种方法编制 转换程序。在接线时先经过运算放大器和分压电路把传感器输出的电流信号 转换为电压信号，然后输入到转换器。 是由个路模拟开关个地址锁存与译码器个转换器 和个三态输出锁存器组成。多路开关可选通个模拟通道，允许路模拟量分 时输入，共用转换器进行转换。三态输出锁存器用于锁存转换完的数字 量，当端为高电平时，才可以从三态输出锁存器取走转化完的数据。 的引脚图 的引脚图如图所示。 芯片为引脚为双列直插式封装， 对主要信号引脚的功能说明如下 模拟量输入通道 地址锁存允许信号。对应上跳沿，地址状态送入地 址锁存器。 转换启动信号。上升沿时，复位下降 沿时启动芯片，开始进行转换在转换期间，应保持低电平。 本信号有时简写为。 图引脚图 地址线。通道端口选择线，为低地址，为高地址，引脚图 中为和。其地址状态与通道对应关系表见。 时钟信号。的内部没有时钟电路，所需时钟信号由外界提 供，因此有时钟信号引脚。通常使用频率为的时钟信号。 转换结束信号。，正在进行转换，转换结束。使用 中该状态信号即可作为查询的状态标志，又可作为中断请求信号使用。 数据输出线。为三态缓冲输出形式，可以和单片机的数据线直接 相连。为最低位，为最高 输出允许信号。用于控制三态输出锁存器向单片机输出转换得到的数 据。，输出数据线呈高阻，输出转换得到的数据。 电源。 参考电源参考电压用来与输入的模拟信号进行比较，作为逐次逼近 的基准。其典型值为