【正文】 XX學(xué)院 單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)三級(jí)項(xiàng)目 設(shè)計(jì)說(shuō)明書 （ 2022/2022 學(xué)年第二學(xué)期） 題 目 ： 基于單片機(jī)的水位檢測(cè)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 專業(yè)班級(jí) ： XXXXXXXX 學(xué)生姓名 ： XXX XX 學(xué) 號(hào)： XXXXX 指導(dǎo)教師 ： XXXXXXXXXXXXXXXXXXX XXXXXXXXXXXXXXXXXX 設(shè)計(jì)周數(shù) ： XXXXXXXXX 設(shè)計(jì)成績(jī) ： XXXX年 XX月 XX日 水位檢測(cè)報(bào)警系統(tǒng) 1 XX 學(xué)院 單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 三級(jí)項(xiàng)目任務(wù)書 一、題目： 基于 STC89C52單片機(jī)的水位檢測(cè)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 二、參與項(xiàng)目班級(jí)： XXXXXXXXXXXXXX 三、項(xiàng)目起止時(shí)間： XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX 四、原始數(shù)據(jù)及主要任務(wù)： 原始數(shù)據(jù)： 水位傳感器； 51單片機(jī)；揚(yáng)聲器。 主要任務(wù)： ⑴根據(jù)技術(shù)要求和現(xiàn)有開發(fā)環(huán)境，分析設(shè)計(jì)題目；⑵設(shè)計(jì)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的方案；⑶設(shè)計(jì)并繪制電路原理圖；⑷畫出功能模塊的程序流程圖；⑸使用匯編語(yǔ)言 (或C 語(yǔ)言 )編寫實(shí)現(xiàn)程序；⑹結(jié)合硬件調(diào)試、修改并完善程序；⑺編寫項(xiàng)目報(bào)告。 五、技術(shù)要求： ⑴利用單片機(jī)及揚(yáng)聲器、水位傳感器等器件設(shè)計(jì)； ⑵將探測(cè)到的水位變化信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，經(jīng)調(diào)理電路整形處理為 TTL 電平送入單片機(jī)； ⑶單片機(jī)對(duì)送入的信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，在 LED 或 LCD 上進(jìn)行水位顯示，超出水位警戒線時(shí)發(fā)出報(bào)警提示。 學(xué) 生（簽字）： 系 主 任（簽字）： 指導(dǎo)教師（簽字）： 院 長(zhǎng) （簽字）： 水位檢測(cè)報(bào)警系統(tǒng) 2 目 錄 1． 項(xiàng)目設(shè)計(jì)要求與任務(wù) ................................................................................3 2． 項(xiàng)目設(shè)計(jì)正文 ..........................................................................................3 課題背景及研究意義分析 .................................................................3 課題現(xiàn)狀 .........................................................................................4 設(shè)計(jì)思路及方案 ...............................................................................4 水位傳感方式的選擇 ..............................................................4 水位傳感器的特點(diǎn)及應(yīng)用 .......................................................5 系統(tǒng)的組成 ......................................................................................6 系統(tǒng)工作原理 .........................................................................6 穩(wěn)壓電路 ................................................................................6 水位顯示電路 .........................................................................7 振蕩電路和復(fù)位電路 ...............................................................8 自動(dòng)報(bào)警電路 .........................................................................8 3．水位檢測(cè)系統(tǒng)的整體電路仿真圖 ...............................................................9 硬件連接實(shí)物圖 ................................................................................................ 9 4. 各種水位下的 仿真 圖 .................................................................... 10 高水位狀態(tài)下仿真 圖 ............................................................ 10 低水位狀態(tài)下仿真圖 .................................................................................... 10 5. 通信單元硬件設(shè)計(jì) ................................................................................................... 11 6．上位機(jī)顯示單元 ...................................................................................................... 11 上位機(jī)接受部分窗體控件 .............................................................................. 12 7. 項(xiàng)目設(shè)計(jì)總結(jié) ............................................................................................................ 14 8. 參考文獻(xiàn) ................................................................................... 15 附錄 1 ........................................................................................... 16 水位檢測(cè)報(bào)警系統(tǒng) 3 1 設(shè)計(jì)要求與任務(wù) 設(shè)計(jì)要求： ⑴利用單片機(jī)及揚(yáng)聲器、水位傳感器等器件設(shè)計(jì)；⑵將探測(cè)到的水位變化信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，經(jīng)調(diào)理電路整形處理為 TTL電平送入單片機(jī)；⑶單片機(jī)對(duì)送入的信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，在 LED 或 LCD上進(jìn)行水位顯示，超出水位警戒線時(shí)發(fā)出 報(bào)警提示。 原始數(shù)據(jù)：水位傳感器； 51單片機(jī)；揚(yáng)聲器。 主要任務(wù)：⑴根據(jù)技術(shù)要求和現(xiàn)有開發(fā)環(huán)境，分析設(shè)計(jì)題目；⑵設(shè)計(jì)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的方案；⑶設(shè)計(jì)并繪 制電路原理圖；⑷畫出功能模塊的程序流程圖；⑸使用匯編語(yǔ)言 (或 C語(yǔ)言 )編寫實(shí)現(xiàn)程序；⑹結(jié)合硬件調(diào)試、修改并完善程序；⑺編寫項(xiàng)目報(bào)告。 2 項(xiàng)目設(shè)計(jì)正文 課題背景及研究意義分析： 在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，常常需要測(cè)量液體液位。隨著國(guó)家工業(yè)的迅速發(fā)展，液位測(cè)量技術(shù)被廣泛應(yīng)用到石油、化工、醫(yī)藥、食品等各行各業(yè)中。低溫液體（液氧、液氮、液氬、液化天然氣及液體二氧化碳等）得到廣泛的應(yīng)用，作為貯存低溫液體的容器要保證能承受其載荷；在發(fā)電廠、煉鋼廠中，保持正常的鍋爐汽包水位、除氧器水位、汽輪機(jī)凝氣器水位、高、低壓加熱器水 位等，是設(shè)備安全運(yùn)行的保證；在教學(xué)與科學(xué)研究中，也經(jīng)常碰到需要進(jìn)行液位控制的實(shí)驗(yàn)裝置。 本設(shè)計(jì)是利用 STC89C52 單片機(jī)設(shè)計(jì)一種水位控制系統(tǒng)。主要是基于單片機(jī)的硬件設(shè)計(jì)以及程序設(shè)計(jì) , 包括測(cè)量電路部分、鍵盤輸入控制部分、液位實(shí)時(shí)數(shù)顯輸出部分以及液位控制部分，還在此基礎(chǔ)上添加報(bào)警器。本設(shè)計(jì)只是概念性設(shè)計(jì)了電路部分，并不涉及具體的數(shù)值設(shè)定，經(jīng)過(guò)了實(shí)際應(yīng)用檢測(cè)。 該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了水位監(jiān)測(cè)，水位控制，水位顯示，故障報(bào)警功能。在設(shè)計(jì)中主要采用了傳感技術(shù)、單片機(jī)技術(shù)、弱電控制強(qiáng)電技術(shù)、 C語(yǔ)言編程等技術(shù)。本文還講述了水位控 制系統(tǒng)工作的基本原理，介紹了電路接口原理圖，給出了相應(yīng)了設(shè)計(jì)流程圖和 C語(yǔ)言程序。 本文主要是為了更多得了解單片機(jī)，掌握單片機(jī)的組成部分和控制原理，最終達(dá)到設(shè)計(jì)出“單片機(jī)水位控制系統(tǒng)的”的目的。實(shí)驗(yàn)證明，單片機(jī)控制的水位控制系統(tǒng)的硬件電路簡(jiǎn)單，軟件功能完善，控制系統(tǒng)可靠，充分發(fā)揮了單片機(jī)的性能，可以大大的提高單片機(jī)的開發(fā)效率。 課題現(xiàn)狀 水位檢測(cè)報(bào)警系統(tǒng) 4 目前，市面上進(jìn)行液位測(cè)量的儀表種類繁多，但是同時(shí)具有測(cè)量、監(jiān)控、數(shù)據(jù)記錄 及 處理的液位測(cè)量裝置并不多。在某些工業(yè)控制系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)的測(cè)量這一基本功能已不能滿足現(xiàn)代工業(yè)的 要求，往往需要對(duì)大批數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄，對(duì)其進(jìn)行后期處理分析， 實(shí)現(xiàn) 差錯(cuò)控制、工藝改善、資源優(yōu)化等一系列工作。為了獲得大批量的數(shù)據(jù)，得到可靠的分析資料，往往需要長(zhǎng)期、多網(wǎng)點(diǎn)的監(jiān)控記錄。在液位測(cè)量這一領(lǐng)域中，如江河湖海、城市用水等方面，大量數(shù)據(jù)長(zhǎng)時(shí)間，多網(wǎng)點(diǎn)的采集記錄分析具有普遍的意義。液位的變化分析，有助于人們進(jìn)一步對(duì)自然環(huán)境、天氣