单片机的液位自动控制与检测(附件)【字数：9161】
摘 要 随着科学技术的发展、液位控制需求的增加，不同结构、精度和量程的液位控制系统应运而生，但大多因结构复杂，成本高昂，在民用范围内难以普及使用。因此就需要一种结构简单、功能完备、价格合理的系统来满足自来水水箱液位检测控制的需求。本设计就是以单片机为核心，依托液位传感器和液晶屏，实时检测、显示液位高度。若液位高度不在设定值之间，则发出报警信号，启动抽水电机，从而实现对水箱液位高度的自动检测与控制。
目 录
第一章 绪论 1
1.1项目研究背景及意义 1
1.2课题现状 1
第二章 总体设计方案 3
2.1基本功能及要求分析 3
2.2设计方案 3
第三章 硬件电路设计 4
3.1单片机最小系统 4
3.2液位检测电路设计 4
3.3显示电路设计 6
3.4按键电路设计 7
3.5报警电路设计 7
3.6抽水泵电路设计 8
第四章 系统软件设计 10
4.1系统流程图 10
4.2按键流程图 11
第五章 硬件电路制作与调试 12
5.1最小系统电路调试 12
5.2显示电路调试 13
5.3液位检测电路调试 13
5.4按键电路调试 14
5.5抽水泵电路调试 14
结束语 16
致谢 17
参考文献 18
附录 19
附录A原理图 19
附录B程序 20
绪论
1.1项目研究背景及意义
随着城市化进程的加快，人口不断向城市迁移，许多地方的人口密度已经上升到较高的水平，尽快解决居民的用水问题已经是迫在眉睫。为了更好的对水资源进行利用，提升水资源的利用率，保证用水过程的安全。液位控制系统被广泛地应用在供水系统中，尤其是带有水箱的高层建筑供水网络，就更需要一套运行稳定、功能健全的液位控制系统。
老式水箱大部分都是通过手 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072$
动来控制液位，尽管后来有了机械控制的液位系统，仍然存在灵敏度不高，准确性差的问题[1]。而且机械控制的液位系统都采用了接触式的液位测量装置，时间长了之后，极易损坏且不易察觉。一旦发生故障，将会极大的影响到居民的生活。因此如何改善现有液位控制系统的稳定性和精确性差的问题，已经成为新的科研重点。老式水箱液位控制系统因其较差的实时性和控制精度，已不能满足新环境下的需求。所以基于单片机的液位自动控制与检测系统在民用领域有着较为深远的发展空间，采用的单片机控制的液位系统有以下明显优势。
（1）直观的显示液位高度和上下限值；
（2）在运行过程中可以方便的修改设定数值,改变液位的上限、下限，以适应不同的用水情况；
（3）液位控制过程实现自动化，以及良好的人机界面，这样能有效地减少人工控制的失误，提高用水过程的稳定性和安全性。
1.2课题现状
以单片机为控制核心的液位控制系统凭借其强大的优势，已经逐步占据了工业生产领域。但在民用范围内，将单片机技术应用在水箱液位检测上的例子还比较少。比如说要想把一个老式机械的水箱供水系统改装成单片机控制的，它不仅关系到硬件设备的选购，还有应用程序的编写，实际操作起来难度非常大，从而难以大规模的进行推广。
就目前的研究情况而言，应用较广的液位控制方式主要有单片机控制和比较电路控制两种。单片机控制系统以其人机交互性强，控制精度高，与上位机通讯方便，数据共享等特点，在生产生活中大规模的应用在控制精度要求较高的场合。比较电路控制技术虽说结构简单，价格实惠，无需软件支持，但其在人机交互和数据共享方面的不足，决定了比较电路控制只能应用在控制精度要求不高的地方[2]。考虑到老式系统的缺点和新形式下的控制需求，着重提升了液位控制系统的测量准确性、实时性和人机交互性，本设计采用了单片机为核心的控制系统，并辅以液位传感器、液晶显示、抽水电机和报警装置，共同组成了一款面向自来水水箱的液位控制与检测系统。在实际应用中，就可以摆脱人力和物力的限制，不间断的对水箱水位进行检测与控制，其较高的精度和稳定性，就能够保证使用过程的安全性与可靠性，居民的用水也就有了保障。
第二章 总体设计方案
2.1基本功能及要求分析
在本设计中，采用了液位传感器与单片机相结合的方式，实现对水箱水位的自动检测，根据实际用水情况设定不同的上下限值。在居民用水过程中，水箱内液位高度会不断的下降，当下降到设定的下限值时，系统检测到这一信号，启动抽水电机，对自来水水箱进行蓄水。当蓄水到一定程度时，液位就会达到设定的上限值，抽水电机就会暂停工作，停止蓄水，这样就保证了用水的可靠性和安全性[3]。由于单片机系统较高的稳定性，在设定好程序后，无需人为干预，就可以进行长时间的工作，极大的节省了人力物力，满足了居民安全用水的需求。
为了实现上述液位控制系统的功能，在设计过程中，应当注意以下几点基本要求：
（1）要求能够实现较高精度的测量。
（2）能够手动设置上下限值。
（3）同时显示检测到的液位高度和设定的上下限值。
（4）当液位高度不在设定值之间时，系统能够发出报警信号。
（5）当液位高度低于下限值，抽水泵开启，当液位达到上限值抽水泵停止。
2.2设计方案
目 录
第一章 绪论 1
1.1项目研究背景及意义 1
1.2课题现状 1
第二章 总体设计方案 3
2.1基本功能及要求分析 3
2.2设计方案 3
第三章 硬件电路设计 4
3.1单片机最小系统 4
3.2液位检测电路设计 4
3.3显示电路设计 6
3.4按键电路设计 7
3.5报警电路设计 7
3.6抽水泵电路设计 8
第四章 系统软件设计 10
4.1系统流程图 10
4.2按键流程图 11
第五章 硬件电路制作与调试 12
5.1最小系统电路调试 12
5.2显示电路调试 13
5.3液位检测电路调试 13
5.4按键电路调试 14
5.5抽水泵电路调试 14
结束语 16
致谢 17
参考文献 18
附录 19
附录A原理图 19
附录B程序 20
绪论
1.1项目研究背景及意义
随着城市化进程的加快，人口不断向城市迁移，许多地方的人口密度已经上升到较高的水平，尽快解决居民的用水问题已经是迫在眉睫。为了更好的对水资源进行利用，提升水资源的利用率，保证用水过程的安全。液位控制系统被广泛地应用在供水系统中，尤其是带有水箱的高层建筑供水网络，就更需要一套运行稳定、功能健全的液位控制系统。
老式水箱大部分都是通过手 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072$
动来控制液位，尽管后来有了机械控制的液位系统，仍然存在灵敏度不高，准确性差的问题[1]。而且机械控制的液位系统都采用了接触式的液位测量装置，时间长了之后，极易损坏且不易察觉。一旦发生故障，将会极大的影响到居民的生活。因此如何改善现有液位控制系统的稳定性和精确性差的问题，已经成为新的科研重点。老式水箱液位控制系统因其较差的实时性和控制精度，已不能满足新环境下的需求。所以基于单片机的液位自动控制与检测系统在民用领域有着较为深远的发展空间，采用的单片机控制的液位系统有以下明显优势。
（1）直观的显示液位高度和上下限值；
（2）在运行过程中可以方便的修改设定数值,改变液位的上限、下限，以适应不同的用水情况；
（3）液位控制过程实现自动化，以及良好的人机界面，这样能有效地减少人工控制的失误，提高用水过程的稳定性和安全性。
1.2课题现状
以单片机为控制核心的液位控制系统凭借其强大的优势，已经逐步占据了工业生产领域。但在民用范围内，将单片机技术应用在水箱液位检测上的例子还比较少。比如说要想把一个老式机械的水箱供水系统改装成单片机控制的，它不仅关系到硬件设备的选购，还有应用程序的编写，实际操作起来难度非常大，从而难以大规模的进行推广。
就目前的研究情况而言，应用较广的液位控制方式主要有单片机控制和比较电路控制两种。单片机控制系统以其人机交互性强，控制精度高，与上位机通讯方便，数据共享等特点，在生产生活中大规模的应用在控制精度要求较高的场合。比较电路控制技术虽说结构简单，价格实惠，无需软件支持，但其在人机交互和数据共享方面的不足，决定了比较电路控制只能应用在控制精度要求不高的地方[2]。考虑到老式系统的缺点和新形式下的控制需求，着重提升了液位控制系统的测量准确性、实时性和人机交互性，本设计采用了单片机为核心的控制系统，并辅以液位传感器、液晶显示、抽水电机和报警装置，共同组成了一款面向自来水水箱的液位控制与检测系统。在实际应用中，就可以摆脱人力和物力的限制，不间断的对水箱水位进行检测与控制，其较高的精度和稳定性，就能够保证使用过程的安全性与可靠性，居民的用水也就有了保障。
第二章 总体设计方案
2.1基本功能及要求分析
在本设计中，采用了液位传感器与单片机相结合的方式，实现对水箱水位的自动检测，根据实际用水情况设定不同的上下限值。在居民用水过程中，水箱内液位高度会不断的下降，当下降到设定的下限值时，系统检测到这一信号，启动抽水电机，对自来水水箱进行蓄水。当蓄水到一定程度时，液位就会达到设定的上限值，抽水电机就会暂停工作，停止蓄水，这样就保证了用水的可靠性和安全性[3]。由于单片机系统较高的稳定性，在设定好程序后，无需人为干预，就可以进行长时间的工作，极大的节省了人力物力，满足了居民安全用水的需求。
为了实现上述液位控制系统的功能，在设计过程中，应当注意以下几点基本要求：
（1）要求能够实现较高精度的测量。
（2）能够手动设置上下限值。
（3）同时显示检测到的液位高度和设定的上下限值。
（4）当液位高度不在设定值之间时，系统能够发出报警信号。
（5）当液位高度低于下限值，抽水泵开启，当液位达到上限值抽水泵停止。
2.2设计方案
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