【正文】 Displaychar(15,1,DataString[Low%100%10])。 delayms(400)。 } switch(flag) //功能 { case 1: display()。}}void key_check() //按鍵{ if(mode==0) //設(shè)置 { delayms(70)。} else {water_int=1。} else if(levelHigh) {water_out=0。}void work() //進水排水指示燈函數(shù){ if(levelLow) {water_int=0。 warn=0。}void warning() //報警函數(shù){ warn=0。 Displaychar(15,1,DataString[Low%100%10])。 Displaychar(6,1,DataString[High%100/10])。sbit down = P3^7。 //排水指示燈sbit move_int = P2^6。還有對鼓勵支持我的舍友們表示感謝。以至我的畢業(yè)設(shè)計可以在規(guī)定的時間內(nèi)完成，并擴展出很多實用易行的功能。這一切的積累為我完成本設(shè)計做好了鋪墊。希望在之后的設(shè)計改進之中能夠得到進一步解決。（5）在以上條件的基礎(chǔ)上，搭建了試驗平臺，在水中進行了一系列的實驗，實驗結(jié)果證明，該系統(tǒng)在0100dm的測量范圍內(nèi)，測量的精確度還是比較高的，而且能夠動態(tài)地檢測與控制液位，能夠滿足水塔水位的實時監(jiān)測的需要，設(shè)計成果的可靠性得到了驗證。在大量實驗數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，這個函數(shù)關(guān)系就可以得到了。因此要根據(jù)實際情況，選擇恰當(dāng)?shù)臏y量范圍的設(shè)定值，根據(jù)CAV424的文獻(xiàn)資料可以知道電容傳感器的范圍在5pF——40nF之間才能達(dá)到最理想的測量結(jié)果。除此之外，傳感器的材料、絕緣涂層以及導(dǎo)線的選用，也會對液位測量的精度造成一定的影響[15]。電容器板本身結(jié)構(gòu)，例如長度、大小等直接決定著測量精度的高低。對比測量結(jié)果可知，雖然環(huán)境因素對測量結(jié)果有一定的干擾，但總體變化趨勢是準(zhǔn)確的。傳感器在無水情況即全部在空氣中的初始電容為5pF這時經(jīng)轉(zhuǎn)換的輸出電壓信號為1V，當(dāng)達(dá)到最高水位的時候電容為40nF時輸出電壓為4V。單片機測量部分程序流程圖。在Keil軟件中編寫好程序后，經(jīng)過編譯調(diào)試后，直接輸出生成hex文件，既可以放到Proteus軟件中進行仿真分析，也可以直接下載到單片機中直接使用。 程序算法設(shè)計整個程序設(shè)計過程中核心部分是如何把電容的變化轉(zhuǎn)換成電壓的變化，并根據(jù)測量到的電壓大小計算出水位高低。 電磁繼電器驅(qū)動電路原理圖4系統(tǒng)軟件設(shè)計 軟件設(shè)計任務(wù)軟件設(shè)計主要針對硬件設(shè)計里面的單片機中心控制部分，即單片機程序編程。電磁式繼電器能夠很好解決這種連接問題。輸出電壓是與電源電壓成比[12]。只需要外接一些電阻調(diào)準(zhǔn)輸出電壓的放大和零點偏置，那么就可以計算出電容。在第1個時鐘脈沖的下沉之前DI端必須是高電平，表示啟始信號。但由于DO端與DI端在通信時并未同時有效并與單片機的接口是雙向的，所以電路設(shè)計時可以將DO和DI并聯(lián)在一根數(shù)據(jù)線上使用[11]。芯片轉(zhuǎn)換時間僅為32μS，據(jù)有雙數(shù)據(jù)輸出可作為數(shù)據(jù)校驗，以減少數(shù)據(jù)誤差，轉(zhuǎn)換速度快且穩(wěn)定性能強。u CLK 芯片時鐘輸入。u CH1 模擬輸入通道1，或作為IN+/使用。C?，工業(yè)級芯片溫寬為40176。由于它體積小，兼容性強，性價比高而深受單片機愛好者及企業(yè)歡迎，其目前已經(jīng)有很高的普及率。 1602LCD正面圖LCD屬于點陣圖形式液晶顯示器，其顯示的基本原理是：首先屏幕被分成兩行，每行又劃分為128列，每1列相當(dāng)于對應(yīng)1個字節(jié)的8位中的1位，即每8列對應(yīng)1個字節(jié)的8個位，也就是說每行可以最大顯示16個字節(jié)，每一行一共有168=128個點組成[10]。復(fù)位電路的作用是：能使中央處理單元及系統(tǒng)各個組成部件恢復(fù)到初始設(shè)定，然后再從初始狀態(tài)開始工作。電壓波形中交流分量占有很大比例，如果不將其消除，則負(fù)載電路無法正常工作。單相交流電一般情況下需要經(jīng)過電源變壓電路、整流電路、濾波電路和穩(wěn)壓電路這四部分才能轉(zhuǎn)換成為實用的穩(wěn)定的直流電壓。，元件庫眾多，可以很好地滿足本次設(shè)計的目的，設(shè)計出符合要求的系統(tǒng)電路。以上所有電路單元組合在一起可以使系統(tǒng)實現(xiàn)水位數(shù)據(jù)采集及處理、容器內(nèi)液為高度控制以及顯示等多項功能，完全滿足本設(shè)計的要求。對填料型電磁閥，流體不與鐵芯與鍋接觸，可用于低溫，高溫和腐蝕性液體，其缺點是占用體積大，需要填料和摩擦增大。電磁閥開斷響應(yīng)迅速，結(jié)構(gòu)一點也不復(fù)雜、使用也不麻煩。該系列單片機是INTEML有限公司生產(chǎn)的一款抗干擾、高速、小功耗的8位單片機，其使用了51內(nèi)核，與早期的8051單片機完全兼容。電容CM充電最大值為VCM，它們可由下式計算得出： () ()其中VCLAMP = 1,2 V, 兩個積分器的電壓被分配在一個內(nèi)置的固定電壓VCLAMP = 1,2 V 上在1/2T 到3/4T 周期中，CM和CR的電流是充電時的二倍（2通過二個積分器電路，電容被轉(zhuǎn)換成電壓信號。C, G = 1mATamb = 40 .. 105176。輸出電壓是與電源電壓成正比例的輸出關(guān)系。 同軸筒式水位傳感器依據(jù)同軸筒式電容器電容的推導(dǎo)公式： ()公式中：ε0表示真空狀態(tài)下的介電常數(shù)，ε表示介質(zhì)的相對介電常數(shù)。除此之外，水位檢測與控制系統(tǒng)還包含了諸如穩(wěn)壓電源供電模塊電路、LCD液晶顯示電路、信號轉(zhuǎn)換電路等其它輔助電路。電機將地下水抽出到一般位置,如閥門,多管道,備用電機, .，圖中展示了水塔的各個部分組成結(jié)構(gòu)。支筒一般用鋼筋混凝土或磚石做成圓筒形。法國有一座多功能的水塔，在最高處設(shè)置水柜，中部為辦公用房，底層是商場。因此，高大的建筑將必須擁有自己的抽水機和水塔。如果抽水機抽出的水超過了供水系統(tǒng)的需要，剩余的水會自動流入儲水池。在大部分城鎮(zhèn)，飲用水來源于地下水井、河流或水庫（通常是當(dāng)?shù)氐暮矗Ｆ胀ㄊ姓┧到y(tǒng)的水壓介于344到689千帕（大多數(shù)設(shè)備需要至少138到206千帕）之間。（3）編寫高效可靠的控制代碼，方便工作人員對其進行優(yōu)化和改進。找到一種適配于水塔的電磁閥開關(guān)，設(shè)計出相應(yīng)控制電路，能夠?qū)M水進行控制。傳感電容的電容大小會隨著水位變換而變化，然后由電容電壓轉(zhuǎn)換電路CAV424把轉(zhuǎn)換生成的電壓信號送入ADC0832處理。特點：體積精巧緊湊，可安裝于管路或者容器內(nèi)，但不適于大量程及高精度測量。液面上方的氣體及粉塵還會對超聲波回波的接收造成一定的影響。特點：針對壓力容器液位精度較好，但是由于其使用機械結(jié)構(gòu)，對材質(zhì)和安裝要求較高。現(xiàn)如今這些技術(shù)產(chǎn)品已應(yīng)用于煤油、化工、電力、水利、食品、醫(yī)藥、造紙、采礦、汽車等各個行業(yè)?，F(xiàn)如今，各種類型的水位檢測手段層出不窮，功能更加完善，各項性能指標(biāo)也不斷提升到更高的水平，更加數(shù)字化、更加智能化、更加自動化的水位測量儀器投入使用到了工業(yè)生產(chǎn)過程中。例如，本文所要論述的基于單片機的水塔水位控制系統(tǒng)。為此，在單片機的應(yīng)用設(shè)計中需要軟、硬件統(tǒng)籌考慮，設(shè)計者不但要熟練掌握匯編語言等編程技術(shù)，而且還要具備較扎實的單片機硬件方面的理論和實踐知識。單片機的潛力越來越被人們所重視。單片機自20世紀(jì)70年代問世以來，以極其高的性能價格比受到人們的重視和關(guān)注，所以應(yīng)用很廣，發(fā)展很快。壓力式水位計也是不需要水位測并，其基本原理是測量靜水壓力來實現(xiàn)水深的測量，已采用過波紋管和水銀位移式壓力傳感器等方法。因此，這里給出以AT98C51單片機為核心器件的水塔水位檢測控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)能實現(xiàn)水塔水位檢測、LCD1602顯示當(dāng)前水位功能以及蜂鳴器鳴笛報警，實現(xiàn)過低警戒水位報警、過低警戒水位處理的系統(tǒng)要求[2]。在水塔中的水位到達(dá)水位下限時自動啟動電機，給水塔供水；在水塔水位達(dá)到正常水位的時候自動關(guān)閉電機，停止供水。全自動水塔控制監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計畢業(yè)論文目錄摘要 IABSTRACT II1 前言 1 選題背景及研究意義 1 水位檢測與控制的概念 2 水位檢測技術(shù)的研究現(xiàn)狀 2 課題主要設(shè)計內(nèi)容及要求 3 課題設(shè)計內(nèi)容 3 課題設(shè)計要求 32 水位檢測與控制系統(tǒng)相關(guān)原理 4 4 水塔工作原理 4 水塔的的水位檢測與控制系統(tǒng) 5 水位檢測系統(tǒng) 6 電容式水位傳感器的原理 6 CAV424電容式信號轉(zhuǎn)換電壓輸出集成電路 7 水位控制系統(tǒng) 10 單片機控制原理 10 電磁閥控制原理 103 系統(tǒng)硬件設(shè)計 12 系統(tǒng)電路組成及設(shè)計說明 12 硬件設(shè)計工具簡介 12 各部分電路設(shè)計 13 電源電路設(shè)計 13 MCU主控電路設(shè)計 14 顯示單元電路設(shè)計 15 ADC0832電路設(shè)計 16 傳感器信號轉(zhuǎn)換電路設(shè)計 18 電磁閥控制電路設(shè)計 194 系統(tǒng)軟件設(shè)計 20 軟件設(shè)計任務(wù) 20 程序算法設(shè)計 20IV 軟件設(shè)計工具簡介 20 Keil μVision4程序編譯調(diào)試軟件 20 軟件設(shè)計流程 22 主程序流程圖 22 單片機程序流程圖 235 系統(tǒng)測試與結(jié)果分析 24結(jié)論 26參考文獻(xiàn) 27致謝 28附錄 29 IV1前言 選題背景及研究意義水塔是在日常生活和工業(yè)應(yīng)用中經(jīng)常見到的蓄水裝置，通過對其水位的控制對外供水以滿足需要，其水位控制具有普遍性。水塔供水的主要問題是塔內(nèi)水位應(yīng)始終保持在一定范圍，避免“空塔”、“溢塔”現(xiàn)象發(fā)生。實際供水過程中要確保水位在允許的范圍內(nèi)浮動，應(yīng)采用水位傳感器測量水位變化，從而控制電動機，保證水位正常[3]。超聲波式水位計是將換能器向水面發(fā)射超聲波，測量超聲波傳播時間，計算出水位。接觸式水位計使用機電的方法用探頭跟蹤井內(nèi)水面高低變化測量水位，已在少數(shù)領(lǐng)域使用，浮子式水位計，利用水球（或其它浮子）作敏感器件，避免了溫度、濕度等因素的影晌，性能穩(wěn)定，工作可靠，因而得到長期使用和發(fā)展。在我國，單片機已被廣泛地應(yīng)用在工業(yè)自動化控制、自動檢測、智能儀表、智能化家用電器、航空航天系統(tǒng)和和國防軍事、尖端武器等各個方面。雖然單片機的引入使控制系統(tǒng)大大“軟化”，但與其它計算機應(yīng)用問題相比，