单片机的水塔水位控制系统设计
随着当代电子技术的日益发展，以单片机为主控制芯片的智能型控制器广泛应用于电子类产品当中。然而水塔水位控制是现代工业中较为常用的一种控制方式，它有着容易测量，直接观察等众多优点。本系统主要是对水塔水位进行检测的控制系统，并且采用了AT89S52为主控制器。本系统主要是利用压力传感器来对水塔水位进行检测，然后将监测到的数据传送至单片机进行处理，最后再由液晶显示器显示出检测到的结果。根据监测对象的各种特征，需要求实时检测水塔的水位高度，并且与最初的预测值进行对比。由单片机控制继电器的开和断进行水塔水位的调整，最终达到水位的预测值。假如检测到的数值大于其所设定的值，系统会自动报警并且控制水泵会停止进水，如果检测到的数值小于其所设定的值，控制水泵会开始进水。现场实时检测数值，从而实现了对水塔水位的监测。在一般的水位控制当中，这种水位检测装置比较适用，例如自来水厂，污水处理厂之类的。
目录
第1章.绪论 1
第2章.总体方案设计 2
2.1系统总体结构框图 2
2.2系统功能要求 2
2.3单片机芯片的选择 2
2.4显示模块的选择 3
第3章.系统的硬件设计 4
3.1硬件选择 4
3.1.1主控制器AT89S52 4
3.1.2液晶显示器1602 7
3.1.3 A/D转换器ADC0832 9
3.1.4压力传感器D3B 11
3.2系统电路 12
3.2.1单片机的最小系统 12
3.2.2单片机报警电路 13
3.2.3电机驱动电路 14
3.2.4按键电路 15
3.2.5液晶显示电路 15
3.2.6水塔水位检测电路 16
第4章.系统的软件设计 17
4.1 C语言 17
4.1.1 C语言概述 17
4.1.2 C语言特点 17
4.2程序设计 18
4.3总设计流程 19
第5章.仿真与实物调试 21
5.1实物调试 21
5.2仿真调试 23
5.
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
3检测电路 24
5.4调试步骤 25
5.5问题以及解决方案 25
5.5.1硬件问题以及解决方案 25
5.5.2软件问题以及解决方案 26
结束语 27
参考文献 28
致谢 29
附录一 系统原理图 30
附录二 C语言程序 31
第1章.绪论
随着社会的日益发展，现代科技的进步以及人们生活水平的提高，各种方便于人们生活的自动控制系统已经开始慢慢的渗入到人们的生活当中，然而单片机作为这类系统的重要代表之一，具有性能高，可靠性好，功耗低等优点，在人们的生活当中已经得到了广泛的应用。
在工业方面和人们日常生活当中，水位的检测是相当重要的。对于江河，水库等等的水位，需要及时的得到第一手数据，特别是在洪灾或者旱灾的时候；对于水塔，热水器等等家用容器的及时检测可以避免不必要的损失和危险。
水塔是在日常生活和工业当中经常见到的蓄水装置，通过对其水位的检测和控制以满足人们的需求。水塔供水存在的主要问题就是塔内水位应该保持在一定的浮动范围之内，避免有“空塔”，“溢塔”的现象出现。当水塔水位到达所设定的下限值时，控制水泵开始进水，当水塔水位到达所设定的上限值时，控制水泵停止进水。在供水的过程当中出现异常情况时，蜂鸣器发出警报，以便及时排除故障。
社会发展到现在，人们也发明出了很多控制水塔水位的方法，但对于现在人们较为常用的就是以单片机为控制芯片的水塔水位控制系统，它不仅可以自动运行还可以控制水位在一定的正常浮动范围之内。在实际供水当中需要确保水位在正常的浮动范围当中，采用压力传感器测量水位的变化，从而控制电动机，以保证水位的正常。本系统以AT89S52为控制芯片所设计的水塔水位控制系统。该系统能够实现水塔水位的检测，并且将检测到的数据最后在液晶显示器LCD1602显示出来。
该系统采用AT89S52实现了水塔水位的自动控制，设计出了一种低成本，高价值的水塔水位控制系统。以保证水位在正常的浮动范围之内为前提，本系统可以自行完成进水停水的整个循环工作，因为它具有灵敏度高，成本低等优点，所以在高层液位储存当中得到了广泛的运用。
第2章.总体方案设计
2.1系统总体结构框图
总体结构框图如图21所示。
图21总体设计框图
该系统是由AT89S52组成的基本电路，按键电路，A/D转换电路，报警电路，液晶显示电路以及电机驱动电路组成。除了由AT89S52组成的基本电路，其余电路均是外围功能性电路。而电机驱动电路与报警电路都是由三极管驱动的。按键电路则是单独按键电路。
2.2系统功能要求
在实际供水当中采用压力传感器来测量水塔水位的变化，从而控制水泵的进水以及停水，并且需保证水位在正常的浮动范围之内。本系统当中采用AT89S52为主控制芯片设计的水塔水位控制系统，本系统可以实现多种功能，水塔水位的检测，蜂鸣器报警，液晶显示等等。
2.3单片机芯片的选择
在单片机的选择方面，由于市场上面的单片机种类繁多，所以只需选择适合于本系统的单片机，不需要太过于高端，功能适用并且够用就可以了。性能太低的单片机，系统功能不能实现并且稳定性不高；性能太高的单片机，价格昂贵并且很多资源用不到，这样就浪费了很好的资源。因此挑选了目前市场上广泛运用的并且可以满足系统设计要求的MCS51单片机。
AT89S52采用的是0.35的新工艺，不仅降低了成本而且还将功能提高了，增加了竞争力。89SXX系列的单片机可以向下兼容89CXX系列芯片。AT89S52单片机不仅具有4KB在线编程Flash存储器的单片机而且功耗也相当低。它与80C51系列的单片机指令系统和引脚都是相互兼容的。片内的Flash不仅可以在线重新编程，还可以使用非易失性存储器编程。AT89S52是一个使用灵活并且具有高性能的微控制器，这是由于它将CPU和在线编程Flash集合在一个芯片上面的原因。
2.4显示模块的选择
显示模块是系统的人机交互的模块，承接了显示模块的系统交互性。在现在的市场上面，显示模块有很多种类，一般较为常用的是数码管显示，但在本系统当中采用了液晶显示，因为在本系统当中液晶显示器需要显示出水塔水位的状况，而数码管只能显示数字不能显示字符，液晶显示器不仅可以显示数字还可以显示字符，这就是本系统选择它的原因。然后根据本系统的需求，采用了LCD1602液晶显示器，这种显示器时根据每一点上面接收到的信号然后保持一定的亮度和色彩，所以它不会像数码管一样闪烁不定，这种显示器显示出来的画质高，可以让使用者更加清晰的观测出数据结果。
第3章.系统的硬件设计
3.1硬件选择
3.1.1主控制器AT89S52
AT89S52是由ATMEL公司生产的51系列单片机的其中一种。
AT89S52是一个具有8k bytes可以反复擦写的Flash存储器的单片机，擦写次数多达1000次，它不仅性能高而且功耗也很低。AT89S52使用了ATMEL公司高密度而且不容易丢失的存储器技术，兼容MCS51的指令系统，AT89S52芯片内含有Flash存储单元和8位中央处理系统，所以在很多复杂的控制系统当中都可以用到AT89S52。
目录
第1章.绪论 1
第2章.总体方案设计 2
2.1系统总体结构框图 2
2.2系统功能要求 2
2.3单片机芯片的选择 2
2.4显示模块的选择 3
第3章.系统的硬件设计 4
3.1硬件选择 4
3.1.1主控制器AT89S52 4
3.1.2液晶显示器1602 7
3.1.3 A/D转换器ADC0832 9
3.1.4压力传感器D3B 11
3.2系统电路 12
3.2.1单片机的最小系统 12
3.2.2单片机报警电路 13
3.2.3电机驱动电路 14
3.2.4按键电路 15
3.2.5液晶显示电路 15
3.2.6水塔水位检测电路 16
第4章.系统的软件设计 17
4.1 C语言 17
4.1.1 C语言概述 17
4.1.2 C语言特点 17
4.2程序设计 18
4.3总设计流程 19
第5章.仿真与实物调试 21
5.1实物调试 21
5.2仿真调试 23
5.
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
3检测电路 24
5.4调试步骤 25
5.5问题以及解决方案 25
5.5.1硬件问题以及解决方案 25
5.5.2软件问题以及解决方案 26
结束语 27
参考文献 28
致谢 29
附录一 系统原理图 30
附录二 C语言程序 31
第1章.绪论
随着社会的日益发展，现代科技的进步以及人们生活水平的提高，各种方便于人们生活的自动控制系统已经开始慢慢的渗入到人们的生活当中，然而单片机作为这类系统的重要代表之一，具有性能高，可靠性好，功耗低等优点，在人们的生活当中已经得到了广泛的应用。
在工业方面和人们日常生活当中，水位的检测是相当重要的。对于江河，水库等等的水位，需要及时的得到第一手数据，特别是在洪灾或者旱灾的时候；对于水塔，热水器等等家用容器的及时检测可以避免不必要的损失和危险。
水塔是在日常生活和工业当中经常见到的蓄水装置，通过对其水位的检测和控制以满足人们的需求。水塔供水存在的主要问题就是塔内水位应该保持在一定的浮动范围之内，避免有“空塔”，“溢塔”的现象出现。当水塔水位到达所设定的下限值时，控制水泵开始进水，当水塔水位到达所设定的上限值时，控制水泵停止进水。在供水的过程当中出现异常情况时，蜂鸣器发出警报，以便及时排除故障。
社会发展到现在，人们也发明出了很多控制水塔水位的方法，但对于现在人们较为常用的就是以单片机为控制芯片的水塔水位控制系统，它不仅可以自动运行还可以控制水位在一定的正常浮动范围之内。在实际供水当中需要确保水位在正常的浮动范围当中，采用压力传感器测量水位的变化，从而控制电动机，以保证水位的正常。本系统以AT89S52为控制芯片所设计的水塔水位控制系统。该系统能够实现水塔水位的检测，并且将检测到的数据最后在液晶显示器LCD1602显示出来。
该系统采用AT89S52实现了水塔水位的自动控制，设计出了一种低成本，高价值的水塔水位控制系统。以保证水位在正常的浮动范围之内为前提，本系统可以自行完成进水停水的整个循环工作，因为它具有灵敏度高，成本低等优点，所以在高层液位储存当中得到了广泛的运用。
第2章.总体方案设计
2.1系统总体结构框图
总体结构框图如图21所示。
图21总体设计框图
该系统是由AT89S52组成的基本电路，按键电路，A/D转换电路，报警电路，液晶显示电路以及电机驱动电路组成。除了由AT89S52组成的基本电路，其余电路均是外围功能性电路。而电机驱动电路与报警电路都是由三极管驱动的。按键电路则是单独按键电路。
2.2系统功能要求
在实际供水当中采用压力传感器来测量水塔水位的变化，从而控制水泵的进水以及停水，并且需保证水位在正常的浮动范围之内。本系统当中采用AT89S52为主控制芯片设计的水塔水位控制系统，本系统可以实现多种功能，水塔水位的检测，蜂鸣器报警，液晶显示等等。
2.3单片机芯片的选择
在单片机的选择方面，由于市场上面的单片机种类繁多，所以只需选择适合于本系统的单片机，不需要太过于高端，功能适用并且够用就可以了。性能太低的单片机，系统功能不能实现并且稳定性不高；性能太高的单片机，价格昂贵并且很多资源用不到，这样就浪费了很好的资源。因此挑选了目前市场上广泛运用的并且可以满足系统设计要求的MCS51单片机。
AT89S52采用的是0.35的新工艺，不仅降低了成本而且还将功能提高了，增加了竞争力。89SXX系列的单片机可以向下兼容89CXX系列芯片。AT89S52单片机不仅具有4KB在线编程Flash存储器的单片机而且功耗也相当低。它与80C51系列的单片机指令系统和引脚都是相互兼容的。片内的Flash不仅可以在线重新编程，还可以使用非易失性存储器编程。AT89S52是一个使用灵活并且具有高性能的微控制器，这是由于它将CPU和在线编程Flash集合在一个芯片上面的原因。
2.4显示模块的选择
显示模块是系统的人机交互的模块，承接了显示模块的系统交互性。在现在的市场上面，显示模块有很多种类，一般较为常用的是数码管显示，但在本系统当中采用了液晶显示，因为在本系统当中液晶显示器需要显示出水塔水位的状况，而数码管只能显示数字不能显示字符，液晶显示器不仅可以显示数字还可以显示字符，这就是本系统选择它的原因。然后根据本系统的需求，采用了LCD1602液晶显示器，这种显示器时根据每一点上面接收到的信号然后保持一定的亮度和色彩，所以它不会像数码管一样闪烁不定，这种显示器显示出来的画质高，可以让使用者更加清晰的观测出数据结果。
第3章.系统的硬件设计
3.1硬件选择
3.1.1主控制器AT89S52
AT89S52是由ATMEL公司生产的51系列单片机的其中一种。
AT89S52是一个具有8k bytes可以反复擦写的Flash存储器的单片机，擦写次数多达1000次，它不仅性能高而且功耗也很低。AT89S52使用了ATMEL公司高密度而且不容易丢失的存储器技术，兼容MCS51的指令系统，AT89S52芯片内含有Flash存储单元和8位中央处理系统，所以在很多复杂的控制系统当中都可以用到AT89S52。
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