摘要
微型计算机SCMC，简称单片机，又称单片微控制器，它不是完成某一个逻辑功能的芯片，而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。这种计算机的最小系统只用了一片集成电路，可进行简单运算和控制。虽然单片机只有一个芯片，但无论从组成还是从功能上看，它已具备了计算机系统的属性，是一个简单的微型计算机。 单片机以其体积小、功能全、价格优等种种优势充斥着整个市场。现在，单片机的使用领域已十分广泛，如智能仪表、实时工控、导航系统、家用电器等。单片机开发出的各种产品遍布于我们日常生活中的每个角落。
为了加深对单片机智能型控制器的了解，经过综合分析，本次设计最终选取了由51单片机控制的智能型液位控制器作为研究项目，本文对单片机水塔水位控制系统进行了整体设计，完成了单片机水塔水位控制系统硬件接线图和流程图以及单片机内部控制程序设计，并完成了开发板模拟仿真过程。通过此次设计过程，自己在分析问题、解决问题方面的能力得到了很大程度的提高。 关键词：MCS-51单片机液压传感器AD转换水塔水位检控
目录
引言 (3)
真空过滤装置
1、系统设计方案比较及论证 (3)
2、系统原理框图 (4)
3、工作原理 (4)
整流桥堆
4、硬件设计 (4)
4.1 STC89C52RC单片机简介 (4)
4.2 锁存器(74HC573)简介 (5)
4.3 ADC0804简介 (6)
4.4 单片机与继电器及蜂鸣器的接口电路 (7)
4.5 井中缺水信号检测电路 (8)
4.6 压力传感器介绍 (9)
4.7 LCD1602液晶显示屏接线图及其引脚功能图 (10)
4.8 开关电源部分 (10)
5、软件设计 (12)
5.1 程序流程图 (12)
5.2 程序流程图解析 (13)
6、实验仿真结果 (13)
7、结束语 (13)
踢踏舞鞋
致谢 (14)
附录 (15)
附录1 PCB原理图 (15)
附录2 C程序 (16)
参考文献 (26)
基于51单片机控制的水塔自动供水系统
山西综合职业技术学院李月鹏
引言
水塔供水的主要问题是塔内水位应始终保持在一定范围，避免“空塔”、“溢塔”现象发生。目前，控制水塔水位方法较多，其中较为常用的是由单片机控制实现自动运行，使水塔内水位保持恒定，以保证连续正常地供水。实际供水过程中要确保水位在允许的范围内浮动，应采用水压监测来控制水位。首先通过压力传感器实时检测水压，测量水位变化，再变送成电压信号传回单片机，由单片机执行内部控制程序指令，从而控制水泵电动机，保证水位在正常范围内变化。为此，这里给出以STC
公司的STC89C52RC单片机为核心器件、以压力传感器为检测原件、通过ADC0804芯片为信号转换原件的水塔水位检测控制系统仿真设计，实现水位的自动检测控制、电机故障检测和报警等功能，通过在51单片机实验开发板上实际仿真，实验结果表明：该系统具有良好的检测和控制功能，实用性很强。
1 系统设计方案比较及论证
对于液位进行控制的方式有很多，而应用较多的主要有2种，一种是通过简单的机械控制装置来实现，而另一种是由复杂的控制器来控制。两种方式的实现简介如下：
近视回归镜(1)简单的机械式控制方式。其常用形式有浮标式、电极式等，这种控制形式的优点是结构简单，成本低廉。存在问题是精度不高，不能进行数值显示，另外很容易引起误动作，且只能单独控制，与计算机进行通信较难实现。
(2)复杂控制器控制方式。这种控制方式是通过安装在水塔出口管道上的压力传感器来把出口水压变成标准工业电信号的模拟信号，再经过前置放大、A／D转换模块变换成数字信号传送到单片机中，而后经单片机运算和给定参量的比较，进行PID 运算，得出调节参量；最后经由D／A变换给调压、变频调速装置输入给定端，控制其输出电压变化，来调节电机转速，以达到控制水箱液位的目的。
针对上述2种控制方式，以及设计需达到的性能要求，这里选取第二种控制方式，同时考虑到成本问题需要把PID控制去掉。最终形成的方案是，利用单片机为控制核心，设计一个对水塔水位能进行自动监控的工控系统。根据监控对象的特征，要求实时检测水塔的液位高度，并与开始预设定的上、下限值做比较，由单片机控制固态继电器的开断进行液位的调整，最终达到液位的预设定值范围内。检测值若高于上限设定值时，要求报警，同时断开继电器，使水泵停止上水；检测值若低于下限设定值，要求报警，同时开启继电器，控制水泵开始上水。现场在LCD1602液晶屏上实时显示测量值，从
而实现对水箱液位的自动监控。在功能上，本设计还预留了两个调参按键，通过这两个按键可以自由设定水塔内水位的上下限值，以此来实现人工可控功能。
2系统原理框图
图1 系统原理框图
3工作原理
基于51单片机实现液位控制的控制器是以STC89C52RC芯片为核心，由键盘、LCD1602液晶显示、ADC0804模数转换、液压传感器、开关电源、蜂鸣报警、电磁继电器等部分组成。工作过程如下：水塔液位发生变化时，引起水塔中液压传感器的输出电压值变化，即把压力变化量转化成电压信号；该信号经过运算放大电路放大后变成幅度为0～5 V标准信号，送入A／D转换器，A／D转换器把模拟信号量变成数字信号量，再由单片机进行实时数据采集，并进行处理，根据设定要求控制输出，同时由液晶屏显示液位高度。通过键盘能够自由设置水位上下限值。该系统控制器的最大特点是可直观地显示水位占水塔容积的百分量，并可任意控制水位上下限高度。
第一中文4 硬件设计
液位控制器的硬件主要包括由单片机、液压传感器(带变送器)、键盘电路、液晶显示电路、A／D转换器和输出控制电路等。
4.1 STC89C52单片机简介
单片机采用的是由STC公司生产的双列40脚STC89C52RC芯片。STC公司生产的STC89C52RC单片机，是一款性价比非常高的单片机，普通用户可完全将其当作一般的51单片机来使用，高级用户可使用其扩展功能。 STC公司的单片机内部资源比起来ATMEL公司的单片机要丰富的多，它内部有1280字节的SRAM、8-64K字节的内部程序存储器、2-8K字节的ISP引导码、除P0-P3口外还多出了P4口(P
美容喷雾器LCC封装)、片内自带8路8位AD(AD系列)，片内自带EEPROM、单片机内自带看门狗、双数据指针等。
目前STC公司的单片机在国内市场上的占有率与日俱增。其中在这里我们把P0口连接LCD1602液晶显示屏；P1口用于A／D转换； P2口用于控制电磁阀、蜂鸣报警和键盘输入；P3口用于读写控制和中断等。下图是STC89C52RC单片机管脚图。
图2 STC89C52RC单片机管脚图
4.2 锁存器（74HC573）简介
锁存器，顾名思义，就是把输入端的数据锁存（或送出）到输出端，如下图所示，第11角（锁存端）为高电平的时候，右边D0-D7的输入与左边Q0-Q7的输出是直通的，就是说，输入端是什么电平，输出端就是什么电平，可以把它当作不存在。当第
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