水塔水位检测系统设计与实现(附件)
本文设计了一种基于51单片机的水塔水位检测系统，系统包括液晶显示模块，液位检测电路，继电器以及按键等。本系统对水箱水位进行实时监测，可通过按键来设定最高和最低液位阈值，当水位高度低于下限值时，打开水泵进行供水，当水位高度高于上限值时，关闭水泵停止进水。在设计中使用的主控芯片是STC12C5A60S2，并通过外围电路对整个系统进行控制，采用LCD1602液晶显示当前液位，最高液位和最低液位等功能，当液位高于设置的最高值或者低于设置的最低值时，则启动蜂鸣器报警系统。这样设计具有易于操作，方便设计的特点。关键词 供水，水塔水位，检测系统，MCS-51
目 录
1 引言 1
1.1 研究背景 1
1.2 研究的目的和意义 1
1.3 实现的基本功能 2
2 系统方案 2
3 元器件的选择 5
3.1 STC12C5A60S2单片机 5
3.2 L7805稳压器芯片 6
3.3 LCD1602液晶显示 6
3.4 继电器 7
4 系统硬件设计 8
4.1 单片机电路 8
4.2 按键连接电路 10
4.3 水位检测电路 10
4.4 电源稳压模块 11
4.5 LCD1602液晶显示模块 12
4.6 水泵控制模块 12
4.7 蜂鸣器报警模块 13
4.8 总体电路图 14
5 系统软件设计 14
5.1 主程序 14
5.2 子程序 15
5.3 程序说明 18
6 系统测试 22
结论 25
致谢 26
参考文献 27
1 引言
1.1 研究背景
在社会经济飞速发展的今天，在人们正常生活和生活中，能够正常给排水是越来越重要。如果给排水出现意外情况，往小的方面说，人们生活饮用水会非常不方便；往大的方面说，可能会对重大企业造成严重的生产事故及损失。高层建筑或工矿企业，都非常重视给排水这一工程的建设。因此，建立一个可靠安全、又易于维护的给排水系 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
统显得尤其重要。给排水控制系统的作用主要是为了保证供水和排水系统的正常运行。本文主要针对水塔水位高度的显示、电机控制和蜂鸣器报警进行了设计[3]。
结合国内和国外的研究现状来看，在当今社会经济高速增长的同时，水位在人们的生活、生产中起着重要的作用[10]。液面检测和控制技术的要求也越来越严格。为了解决生产中的测量问题，一方面新测量原理的采用，新的仪器仪表水平的发展，扩充了检测方法，而另一方面需要向自动化和智能化方向发展。近年来，由于微电子技术惊人的发展，液位检测技术发生了质的变化。使用新型检测原理和电子元件，可以使系统变得越来越小型化，且取消了移动部件[2]。同时，液位检测和控制也正朝着智能化的方向发展，尤其是微处理器的广泛应用，使系统可以实现故障诊断和报警等功能，提高了测量精度、可靠性、安全性。
现在我国水塔水位控制系统是我国住宅小区广泛应用的供水系统,传统的控制方式存在控制精度低、能耗大的缺点,相比较与外国的技术水平，在中国智能的水塔水位控制系统的技术还是不够成熟，起步较晚，发展的不太迅速。中国的水位控制系统还处于发展的初期，他的功能还需要进行很大的改进。目前中国的二胎计划也已经实施，人们对于水的需求就会越来越多，对于智能的水位控制这方面的要求会越来越高，这对于水位智能控制的需求更大，所以要对水塔水位控制系统的更新付出更多的努力。
1.2 研究目的和意义
本次设计的研究目的在于，通过这次的课题希望自己能够在弄清水塔水位控制系统的发展历程上，能够进一步的了解水塔水位控制系统的工作原理。同时，我也希望我能够提高自己对水塔水位控制系统相关知识的了解，然后得出我自己的见解以及对这次毕业设计和论文的自我看法。我可以将书本上学到的内容运用到实际的生活当中
去。这对于提高我的动手能力，加强我的思维能力和创新意识十分有利。
研究的意义是：用电极代替一般电阻，利用水的导电性，只要测量电极布置的数目足够多，就足以满足本设计的需要。且如此可以省略移动式电极所需的伺服控制机构，大大降低了水位检测系统的复杂度和成本，同时也提高了系统的可靠性。电极使用不易锈蚀且不会对水源造成污染的不锈钢材料制作，材料易于获取且电极无须定期维护。能够及时并且较为精确地显示当时的水位高度，人为设置最低和最高值。未来，在各个居家小区和供水工厂中，水塔水位控制系统是人们的首选。因为水塔水位有他智能控制、方便安全等独特优势。
1.3 实现的基本功能
水塔水位控制系统主要有如下的几个功能：
（1）水位传感器探测水位：运用电阻式传感器原理，将电极代替电阻，运用电极采集电流[1]，根据设置的电极的个数提高探测水位的精确度，因为水具有微弱的导电性，我们正式利用水微弱的导电特点，并通过十个三极管放大微弱电流，以此来驱动步进电机的旋转，来促进水塔供水。比方说水漫过最下方10%的电极，这个电极上产生电流，三极管导通将单片机相连的IO口呈现低电平，单片机程序里面检测到这个IO是低电平就意味着水位以及超过10%。
目 录
1 引言 1
1.1 研究背景 1
1.2 研究的目的和意义 1
1.3 实现的基本功能 2
2 系统方案 2
3 元器件的选择 5
3.1 STC12C5A60S2单片机 5
3.2 L7805稳压器芯片 6
3.3 LCD1602液晶显示 6
3.4 继电器 7
4 系统硬件设计 8
4.1 单片机电路 8
4.2 按键连接电路 10
4.3 水位检测电路 10
4.4 电源稳压模块 11
4.5 LCD1602液晶显示模块 12
4.6 水泵控制模块 12
4.7 蜂鸣器报警模块 13
4.8 总体电路图 14
5 系统软件设计 14
5.1 主程序 14
5.2 子程序 15
5.3 程序说明 18
6 系统测试 22
结论 25
致谢 26
参考文献 27
1 引言
1.1 研究背景
在社会经济飞速发展的今天，在人们正常生活和生活中，能够正常给排水是越来越重要。如果给排水出现意外情况，往小的方面说，人们生活饮用水会非常不方便；往大的方面说，可能会对重大企业造成严重的生产事故及损失。高层建筑或工矿企业，都非常重视给排水这一工程的建设。因此，建立一个可靠安全、又易于维护的给排水系 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
统显得尤其重要。给排水控制系统的作用主要是为了保证供水和排水系统的正常运行。本文主要针对水塔水位高度的显示、电机控制和蜂鸣器报警进行了设计[3]。
结合国内和国外的研究现状来看，在当今社会经济高速增长的同时，水位在人们的生活、生产中起着重要的作用[10]。液面检测和控制技术的要求也越来越严格。为了解决生产中的测量问题，一方面新测量原理的采用，新的仪器仪表水平的发展，扩充了检测方法，而另一方面需要向自动化和智能化方向发展。近年来，由于微电子技术惊人的发展，液位检测技术发生了质的变化。使用新型检测原理和电子元件，可以使系统变得越来越小型化，且取消了移动部件[2]。同时，液位检测和控制也正朝着智能化的方向发展，尤其是微处理器的广泛应用，使系统可以实现故障诊断和报警等功能，提高了测量精度、可靠性、安全性。
现在我国水塔水位控制系统是我国住宅小区广泛应用的供水系统,传统的控制方式存在控制精度低、能耗大的缺点,相比较与外国的技术水平，在中国智能的水塔水位控制系统的技术还是不够成熟，起步较晚，发展的不太迅速。中国的水位控制系统还处于发展的初期，他的功能还需要进行很大的改进。目前中国的二胎计划也已经实施，人们对于水的需求就会越来越多，对于智能的水位控制这方面的要求会越来越高，这对于水位智能控制的需求更大，所以要对水塔水位控制系统的更新付出更多的努力。
1.2 研究目的和意义
本次设计的研究目的在于，通过这次的课题希望自己能够在弄清水塔水位控制系统的发展历程上，能够进一步的了解水塔水位控制系统的工作原理。同时，我也希望我能够提高自己对水塔水位控制系统相关知识的了解，然后得出我自己的见解以及对这次毕业设计和论文的自我看法。我可以将书本上学到的内容运用到实际的生活当中
去。这对于提高我的动手能力，加强我的思维能力和创新意识十分有利。
研究的意义是：用电极代替一般电阻，利用水的导电性，只要测量电极布置的数目足够多，就足以满足本设计的需要。且如此可以省略移动式电极所需的伺服控制机构，大大降低了水位检测系统的复杂度和成本，同时也提高了系统的可靠性。电极使用不易锈蚀且不会对水源造成污染的不锈钢材料制作，材料易于获取且电极无须定期维护。能够及时并且较为精确地显示当时的水位高度，人为设置最低和最高值。未来，在各个居家小区和供水工厂中，水塔水位控制系统是人们的首选。因为水塔水位有他智能控制、方便安全等独特优势。
1.3 实现的基本功能
水塔水位控制系统主要有如下的几个功能：
（1）水位传感器探测水位：运用电阻式传感器原理，将电极代替电阻，运用电极采集电流[1]，根据设置的电极的个数提高探测水位的精确度，因为水具有微弱的导电性，我们正式利用水微弱的导电特点，并通过十个三极管放大微弱电流，以此来驱动步进电机的旋转，来促进水塔供水。比方说水漫过最下方10%的电极，这个电极上产生电流，三极管导通将单片机相连的IO口呈现低电平，单片机程序里面检测到这个IO是低电平就意味着水位以及超过10%。
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