基于单片机的液位控制系统设计

摘要液位智能监控系统是现在生产生活中必不可少的部件，它的性能和工作质量的优良不仅对生产有着巨大的影响，而且也关系着生产的安全。近年来随着计算机在社会领域的渗透，单片机的应用不断走向深入，同时带动传统控制检测日新月益。基于单片机的液位测量装置具有测量准确、重复性好、功耗低、使用寿命较长的特点，是广泛采用的技术。在基于单片机的液位测量装置基础上，扩展实时监控、数据采集、计算机串行通信等功能，从而能够通过科学的方法将液位测量应用在工业、经济、生活等领域。本文从硬件和软件两方面来讲述液位自动控制过程。在控制过程中，以单片机为核心控制部件，并通过数码管显示液位高度。软件的设计采用模块化结构，使程序设计的逻辑关系更加简洁明了，使硬件在软件的控制下协调运作。最终实现了液位的实时测量与监控。最后，本文总结了设计过程中出现的问题及解决方法。【关键词】单片机，液位测量，控制，实时监控AbstractTheintelligentcontrolsystemisnowtheproductionandlifeoftheessentialcomponentsofitsperformanceandqualityofthegoodworkformorethanagreatinfluence,andalsorelationswiththeproductionsafety.Inrecentyears,withthecomputerpenetrationinthesocialfield,theapplicationofSCMistokeepatthesametime,traditionalcontroltestingupdateonCrescentbenefits.TheliquidlevelmeasurementdevicebaseonMCUiswidelyusedbecauseofmanycharacteristicssuchashighmeasurementaccuracy,goodrepeatability,lowpowerconsumptionandlongusefultime.BeyondtheliquidlevelmeasurementdevicebasedonMCU,expandthefunctionsofreal-timemonitoring,dataacquisition,serialcommunication.Throughthenewfunctions,thescientificmethodoftheliquidlevelmeasurementcouldbewidelyusedinindustry,economy,lifeandotherfields.Inthispaper,bothhardwareandsoftwareforautomaticcontroloftheliquidlevelontheprocess.Inthecontrolofmainlythroughthesingle-chipmicrocomputerasthecorecontrolcomponents,andthroughdigitaldisplayofadigitalliquidlevel.Softwareusingassemblylanguageforprogramming,sothattheimplementationofDirectivespeed,tosavestoragespace.Inordertofacilitatetheexpansionandchangestothedesignofmodularsoftwarestructure,sothatthelogicoftherelationshipbetweenprogramdesignmoreconcise,Hardwaresoftwareco-operationunderthecontrolofit.Ultimatelyachievedthelevelofreal-timemeasurementandmonitoring.Finally,thepapersummarizestheproblemsandsolutionsofthedesignprocess,describesbrieflythemethodofdataprocessing.【Keywords】MCU，LiquidLevelMeasurement，Control，Real-timemonitor目录一、绪论................................................................01.1引言................................................................01.2课题背景与研究意义..................................................01.3本课题主要研究内容..................................................1二、系统设计方案.........................................................22.1基本功能及要求分析..................................................22.2系统设计方案的选择..................................................2三、硬件电路设计........................................................43.1AT89C51单片机简介..................................................43.2复位电路及时钟电路..................................................63.3传感器的选用........................................................73.4A/D转换电路的设计..................................................83.4.1ADC0809主要信号引脚的功能......................................93.4.2ADC0809与AT89C51单片机的连接.................................103.5按键设计...........................................................113.5.1按键去抖.......................................................113.5.2独立式键盘接口电路.............................................123.6显示单元硬件设计...................................................123.7存储单元硬件设计..................................................143.8通信单元硬件设计...................................................163.9继电器电路设计.....................................................17四、系统软件设计.......................................................194.1系统软件及主程序设计...............................................194.1.1系统软件编译开发环境...........................................194.1.2系统主程序流程图..............................................194.2系统初始化........................................................204.3各模块软件设计.....................................................204.3.1按键部分软件设计..............................................204.3.2显示模块的软件设计............................................224.3.3A/D转换模块软件设计..........................................224.3.4电机控制模块软件设计...........................................234.3.5时间模块软件设计...............................................24五、结论...............................................................26参考文献................................................................27致谢..................................................................28附录...................................................错误!未定义书签。一、绪论1.1引言随着微电子工业的迅速发展，1976年单片机的推出为电子电路设计提供了新的思路，也促进了模拟电路向数字电路发展的历程。它在一片芯片上集成了完整的计算机系统。单片机控制的智能型控制器广泛应用于电子产品中，与不同类型的传感器相结合，实现诸如电压、功率、频率、湿度、流量、速度、厚度、压力、温度等物理量的测量；在家用电器设备中，单片机已广泛用于电视机、录音机、电冰箱、电饭锅、微波炉、洗衣、高级电子玩具、家用防盗报警等各种家电设备中。在计算机网络和通信、医用设备、工商、金融、科研、教育、国防、航空航天等领域都有着十分广泛的应用[1]。单片机自问世以来,性能不断提高和完善,体积小、速度快、功耗低的特点使它的应用领域日益广泛。一般,工业控制系统的工作环境差,干扰强,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液位是很好的选择。液位控制一般指对某一液位进行控制调节，使其达到所要求的控制精度。液位控制系统是以液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。如在建材行业中，玻璃窑炉液位的稳定对窑炉的使用寿命和产品的质量起着至关重要的作用。液位的自动控制,是近年来新开发的一项新技术,它是微型计算机软件、硬件、自动控制等几项技术紧密结合的产物。1.2课题背景与研究意义1在工农业生产中，常常需要测量液体液位。随着国家工业的迅速发展，液位测量技术被广泛应用到石油、化工、医药、食品等各行各业中。单片机智能控制器,使学生有了更深层次的了解。综合分析后选择了由单片机控制的智能液位控制器作为一个研究项目,充分激发学生分析问题和解决问题通过培训和知识的综合应用的潜力。在教学和科学研究,也经常遇到需要液位控制实验装置。此外,上村的液位控制水塔水位控制、污水处理设备和有毒、腐蚀性液体液位控制得到了广泛的应用。在工业生产过程中，有很多地方需要对容器内的介质进行液位控制，使之高精度