單片機(jī)的水位檢測與控制系統(tǒng)論文要點

1、1引言隨著社會的發(fā)展，科技的進(jìn)步以及人們生活水平的逐步提高，各種方便與生活 的自動控制系統(tǒng)開始進(jìn)入了我們的生活，單片機(jī)作為微型計算機(jī)發(fā)展的一個重要分 支，具有高可靠性、高性能價格比、低電壓、低功耗等優(yōu)勢，以其為核心的自動控 制系統(tǒng)贏得了廣泛的應(yīng)用。該課程設(shè)計的題目是基于單片機(jī)的水塔水位控制，在此水塔水位控制系統(tǒng)中，檢測信號來自插入水中的4個金屬棒，以感知水位變化情況。工作正常情況下，應(yīng)保持 水位在某一范圍內(nèi)，當(dāng)水位變化發(fā)生故障的時候，及時關(guān)斷電機(jī)電源，發(fā)出聲、光報 警信號。其目的在于對單片機(jī)技術(shù)的應(yīng)用，由單片機(jī)實現(xiàn)自動運行，使水塔內(nèi)水位始 終保持在一定范圍，以保證連續(xù)正常地供水。該課程設(shè)計給出

2、以at89c51單片機(jī)為核心器件的水塔水位檢測控制系統(tǒng)仿真設(shè)計，實現(xiàn)水位的檢測控制、處理和報警等 功能，并在proteus軟件環(huán)境下模擬仿真。實驗結(jié)果表明，該系統(tǒng)具有良好的檢測控 制功能，可移植性和擴(kuò)展性好。1整體方案設(shè)計1.1整機(jī)工作原理通過水的導(dǎo)電性，在水位到與未到的差別形成鮮明的高低電平并利用單片機(jī)強(qiáng)大 的數(shù)據(jù)處理能力對收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼、判斷，做出相應(yīng)的顯示處理、驅(qū)動繼電器打開或關(guān)閉相應(yīng)的電子閥門。1設(shè)計要求與任務(wù)設(shè)計要求：利用單片機(jī)及揚聲器、水位傳感器等器件設(shè)計；將探測到的水位 變化信號轉(zhuǎn)換為電壓信號，經(jīng)調(diào)理電路整形處理為ttl電平送入單片機(jī)；單片機(jī)對 送入的信號進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，在le

3、d上進(jìn)行水位顯示，超出水位警戒線時發(fā)出報警提示。原始數(shù)據(jù)：水位傳感器；51單片機(jī)；蜂鳴器。主要任務(wù)：根據(jù)技術(shù)要求和現(xiàn)有開發(fā)環(huán)境，分析設(shè)計題目；設(shè)計系統(tǒng)實現(xiàn)的 方案；設(shè)計并繪制電路原理圖；畫出功能模塊的程序流程圖；使用c語言編寫 實現(xiàn)程序；結(jié)合硬件調(diào)試、修改并完善程序；編寫項目報告。01.1 課題背景及研究意義分析：在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，常常需要測量液體液位。隨著國家工業(yè)的迅速發(fā)展，液位測量 技術(shù)被廣泛應(yīng)用到石油、化工、醫(yī)藥、食品等各行各業(yè)中。低溫液體（液氧、液氮、 液氮、液化天然氣及液體二氧化碳等）得到廣泛的應(yīng)用，作為貯存低溫液體的容器要 保證能承受其載荷；在發(fā)電廠、煉鋼廠中，保持正常的鍋爐汽包水位

4、、除氧器水位、 汽輪機(jī)凝氣器水位、高、低壓加熱器水位等，是設(shè)備安全運行的保證；在教學(xué)與科學(xué) 研究中，也經(jīng)常碰到需要進(jìn)行液位控制的實驗裝置。本設(shè)計是利用stc89c52i片機(jī)設(shè)計一種水位控制系統(tǒng)。主要是基于單片機(jī)的硬 件設(shè)計以及程序設(shè)計，包括測量電路部分、液位實時數(shù)顯輸出部分以及液位控制部 分，還在此基礎(chǔ)上添加蜂鳴器。本設(shè)計只是概念性設(shè)計了電路部分， 并不涉及具體的 數(shù)值設(shè)定，經(jīng)過了實際應(yīng)用檢測。該系統(tǒng)實現(xiàn)了水位監(jiān)測，水位控制，水位顯示，故障報警功能。在設(shè)計中主要采 用了傳感技術(shù)、單片機(jī)技術(shù)、弱電控制強(qiáng)電技術(shù)、c語言編程等技術(shù)。本文還講述了水位控制系統(tǒng)工作的基本原理，介紹了電路接口原理圖，給出了

5、相應(yīng)了設(shè)計流程圖和 c語言程序。本文主要是為了更多得了解單片機(jī)， 掌握單片機(jī)的組成部分和控制原理， 最終達(dá) 到設(shè)計出“單片機(jī)水位控制系統(tǒng)的”的目的。實驗證明，單片機(jī)控制的水位控制系統(tǒng) 的硬件電路簡單，軟件功能完善，控制系統(tǒng)可靠，充分發(fā)揮了單片機(jī)的性能，可以大 大的提高單片機(jī)的開發(fā)效率。1.2 課題現(xiàn)狀目前，市面上進(jìn)行液位測量的儀表種類繁多，但是同時具有測量、監(jiān)控、數(shù)據(jù)記 錄及處理的液位測量裝置并不多。在某些工業(yè)控制系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)的測量這一基本功能 已不能滿足現(xiàn)代工業(yè)的要求，往往需要對大批數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄，對其進(jìn)行后期處理分析， 實現(xiàn)差錯控制、工藝改善、資源優(yōu)化等一系列工作。為了獲得大批量的數(shù)據(jù)，得到

6、可 靠的分析資料，往往需要長期、多網(wǎng)點的監(jiān)控記錄。在液位測量這一領(lǐng)域中，如江河 湖海、城市用水等方面，大量數(shù)據(jù)長時間，多網(wǎng)點的采集記錄分析具有普遍的意義。 液位的變化分析，有助于人們進(jìn)一步對自然環(huán)境、天氣變化甚至是災(zāi)害預(yù)警提供可靠 的支持。單片機(jī)是一種集成電路芯片，是采用超大規(guī)模集成電路技術(shù)把具有數(shù)據(jù)處理能力 的中央處理器cpu1即存儲器ram只讀存儲器rom多種i/o 口和中斷系統(tǒng)、定時器、計時器等功能集成到一塊硅片上構(gòu)成的一個小而完善的計算機(jī)系統(tǒng)。中央處理器cpu單片微型計算機(jī)指揮、執(zhí)行中心，由它讀程序并執(zhí)行指令。cpu 功能，是以不同方式來執(zhí)行各種指令。有的指令涉及到各個寄存器之間的關(guān)系

7、； 有的 指令涉及到單片機(jī)核心電路內(nèi)部各功能部件的關(guān)系；有的則與外部器件發(fā)生關(guān)系。總 的來說cpl通過復(fù)雜的時序電路來完成不同的指令功能的。對于本設(shè)計單片機(jī)結(jié)構(gòu)簡單實用性強(qiáng)， 功能齊全，技術(shù)先進(jìn)，使實現(xiàn)這設(shè)計不難 實現(xiàn)。同時，c語言是單片機(jī)的重要“組成”，如果能掌握好c語言編程，這將很大 程度上提高了開發(fā)效率。在設(shè)計過程中我們采用了軟硬件雙結(jié)合的方式， 軟件設(shè)計的方法簡化了硬件的要 求，為設(shè)計創(chuàng)造了條件。單片機(jī)采用的 stc89c51!勺單片機(jī)。k單位數(shù)碼管顯示 狀態(tài)指示燈繼電器控制端蜂鳴器第27頁共27頁（圖1-1系統(tǒng)整體方案）2各模塊的設(shè)計與論證2.1設(shè)計原理單片機(jī)水塔水位控制原理如圖 1

8、所示，圖中虛線表示容許水位變化的上下線，在正常情況下，應(yīng)保持水位在虛線范圍之內(nèi)。其中 a棒處于下限水位，c棒處于上 限水位，b棒在上下水位之間。a棒接+5v電源，b棒、c棒各通過一個電阻與地相 連。圖1水塔水位控制原理圖水塔由電機(jī)帶動水泵供水，單片機(jī)控制電機(jī)轉(zhuǎn)動以達(dá)到對水位控制之目的。供 水時，水位上升，當(dāng)達(dá)到上限時，由于水的導(dǎo)電作用，b、c棒連通+5v。因此，b, c兩端均為1狀態(tài)，這時應(yīng)停止電機(jī)和水泵的工作，不再給水塔供水。當(dāng)水位處于上下限之間時，b棒與a棒導(dǎo)通。因c棒不能與a棒導(dǎo)通，b端為 1狀態(tài)，c端為0狀態(tài)。這時，無論是電機(jī)已在帶動水泵給水塔加水，水位在不斷上 開；或者是電機(jī)沒有工作

9、，用水使水位在不斷下降。都應(yīng)繼續(xù)維持原有的作狀態(tài)。當(dāng)水位降到下限時，b, c棒都不能與a棒導(dǎo)電，因此，b, c兩端均為0狀 態(tài)。這時應(yīng)啟動電機(jī)，帶動水泵工作，給水塔供水。2.2 設(shè)計方案本設(shè)計為一個實際應(yīng)用系統(tǒng)的水塔水位控制部分。在此水塔水位控制系統(tǒng)中， 檢測信號來自插入水中的 4個金屬棒，以感知水位變化情況。工作正常情況下，應(yīng) 保持水位在1水位和4水位內(nèi)，當(dāng)水位變化發(fā)生故障的時候，及時關(guān)斷電機(jī)電源，發(fā) 出聲、光報警信號。水塔水位的硬件原理圖如圖2所示。4繼電器鬲c 0 l 3.45-jh 5 5 4 j17 1k3 電池盒/usb接口, =b.at 0,?？?.3 傳感器模塊2.3.1 傳感

10、器的選擇此設(shè)計最重要的模塊之一就是水位傳感器了 ，因為這個模塊的準(zhǔn)確性直接決定了 水位控制的準(zhǔn)確性.如果傳感器選擇得不可靠，可能造成數(shù)碼管所顯示值非水池中的 真實水位值；可能造成錯誤報警；錯誤加水或錯誤放水等可能.水位的高度檢測也可有多種選擇，如超聲波；電容傳感器；紅外傳感器； 利用水的導(dǎo)電性直接感應(yīng)電流的通或斷”來判斷水位是否到達(dá)了相應(yīng)的水位線方案一、使用超聲波傳感器。超聲波具有不受被測的深度和導(dǎo)電性影響的特殊性， 但精度不高，價格昂貴；這種產(chǎn)品不具有市場競爭力。再者，這種傳感器與單片機(jī)的接口較復(fù)雜，需要模/數(shù)之叵 方案二、使用電容式傳感 太遠(yuǎn)。方案” c檢用才外傳感器的轉(zhuǎn)換器。但要與水利變

11、化較為緩慢,距離不能i p20用水值和容器的反射構(gòu)成薄膜干涉，當(dāng)有水時，由于水面反射光的干涉，值得紅外由此可以探測到水位高度。但是,方案四、 應(yīng)的水位線。 下示意圖同樣地這種4利用水的導(dǎo)一格也很苴性這種方式不用額，直接感應(yīng)電流白而其安裝起來也不太容易。j通或斷”來判斷水位是否到達(dá)了相外的開銷，而操作左裝簡單，其安裝高度較為靈活。如vcc（圖2-2-1-1水位傳感器示意圖）2.42.4.1 系統(tǒng)工作原理當(dāng)水箱里的水位在低水位的時候傳感器傳給穩(wěn)壓電路一個低電平，低電平通過穩(wěn)壓電路里的pnpe極管、電容、電阻轉(zhuǎn)換成低電平。單片機(jī)收到低電平，表示水箱里沒有水了需要系統(tǒng)開始運作，給水箱加水，蜂鳴器報警。

12、水位達(dá)到高水位時傳感器同 時傳送給單片機(jī)一個低電平，紅燈閃爍頻率加快，蜂鳴器報警頻率加快。同理，水位從高水位下降時，水位離開高水位線時，高水位傳感器探頭與電源斷 開，傳感器輸出低電平給單片機(jī)。圖3穩(wěn)壓電路圖本電路的主要作用是使從傳感器輸入的電平能夠穩(wěn)定的輸入到單片機(jī)中，是由三極管8550、兩個電阻組成。2.5 水位顯示電路本電路采用數(shù)碼管顯示不同的水位等級， 其段數(shù)碼管是常用的顯示器件，具有造 價低廉，驅(qū)動方便等特點，具由7個發(fā)光二極管和一個小數(shù)點組成，行成一個日字形， 它們可以共陰極，也可以共陽極.但其使用方法基本相同。通過解碼電路得到的數(shù)碼接 通相應(yīng)的發(fā)光二極而形成相應(yīng)的數(shù)字顯示。由于，單

13、片機(jī)復(fù)位后的各個引腳呈高電平， 一般情況下，復(fù)位后數(shù)碼管不亮且考慮到顯示的“夠用”要求，所以選擇一位共陽數(shù) 碼管做為水位高度的顯示。如下所示為一位共陽的示意圖：（圖2-4-1數(shù)碼管模型示意圖）2.6 振蕩電路和復(fù)位電路2.7 復(fù)位電路設(shè)計stc89c51的復(fù)位輸入引腳rst為單片機(jī)提供了初始化的手段，可以使程序從指定處 開始執(zhí)行，在stc89c5酌時鐘電路工作后，只要 rst引腳上出現(xiàn)超過兩個機(jī)器周期 以上的高電平時，即可產(chǎn)生復(fù)位的操作，只要rst保持高電平，則stc89c5俑環(huán)復(fù)位，只有當(dāng)ret由高電平變成低電平以后，stc89c51t從0000h地址開始執(zhí)行程序， 本系統(tǒng)采用按鍵復(fù)位方式的

14、復(fù)位電路。tcc10k圖3-3復(fù)位電路2.8 外部晶振時鐘電路設(shè)計stc89c51的時鐘可以由兩種方式產(chǎn)生，一種是內(nèi)部方式，利用芯片內(nèi)部的振蕩 電路；另外一種為外部方式，本論文根據(jù)實際需要和簡便，采用內(nèi)部振蕩方式，mcs-51 內(nèi)部有一個用于構(gòu)成振蕩器的高增益反相放大器，引腳xtal1和xtal2分別是此放大 器的輸入端和輸出端，這個放大器與作為反饋元件的片外晶體或陶瓷諧振器一起構(gòu)成 了一個自激振蕩器。stc89c51雖然有內(nèi)部振蕩電路，但要形成時鐘，必須外接元件，所以實際構(gòu)成 的振蕩時鐘電路，外接晶振以及電容c1和c2構(gòu)成了并聯(lián)諧振電路接在放大器的反饋 回路中，對接電容的值雖然沒有嚴(yán)格的要求

15、，但電容的大小會影響振蕩頻率的高低， 振蕩器的穩(wěn)定性，起振的快速性和溫度的穩(wěn)定性。晶振的頻率可在1.2mhz12mhz問任選，電容c1和c2的典型值在20pf100pf之間選擇，由于本系統(tǒng)用到定時器， 為了方便計算，采用了 12mhz勺晶振，采用電容選擇30pf。圖3-4晶振電路的設(shè)計2.9 自動報警電路下列二種情況發(fā)生系統(tǒng)報警：1當(dāng)水位達(dá)到上限極限水位時報警，水位到達(dá)上限極限水位時系統(tǒng)發(fā)出報警；2當(dāng)水位達(dá)到下限極限水位時報警，水位到達(dá)下限極限水位時系統(tǒng)發(fā)出報警；蜂鳴器發(fā)聲原理是電流通過電磁線圈，使電磁線圈產(chǎn)生磁場來驅(qū)動振動膜發(fā)聲的， 因此需要一定的電流才能驅(qū)動它，單片機(jī)io引腳輸出的電流較小

16、，單片機(jī)輸出的ttl 電平基本上驅(qū)動不了蜂鳴器，因此需要增加一個三極管的電路。通過一個三極管 c8550來放大驅(qū)動蜂鳴器，當(dāng)8550的基極是一個低電平時，三極管處于飽和狀態(tài)， 蜂鳴器通電報警，當(dāng)基極為高電平，三極管處于截止?fàn)顟B(tài)，蜂鳴器停止報警。原理圖 見下面圖3:vccq29c12蛉鳴器4- rxblgnd圖6自動報警電路的接線圖2.10水位檢測系統(tǒng)的整體電路仿真圖哼州小hjl!mq mumd 村4jtnt-slf-sfst 中 .sw2vff.jifotjlleidu .ew30孫小碓ml鐲i媵電毒訐揭.木目目示物l工“能胞f sm. w4修電正極,水位反不為1河曜地，5w2, sw3, 5

17、w磁電索正.本位顯硒$swl對血 01m0省4*1桂中海正梯.水田已示na!aibmt.wft 1wpf 12 曲1m f211wi1 pj也沖口 rhw) ri 闡* f2 7- t*lwt “ext.， svw圖7水位控制系統(tǒng)仿真圖2.11 中央處理器模塊中央處理器是整個設(shè)計的數(shù)據(jù)處理中心， 擔(dān)負(fù)著數(shù)據(jù)接收與處理、數(shù)據(jù)顯示與報 警及繼電器的驅(qū)動并開啟電子閥門。 這個中央處理器的選擇應(yīng)考慮價格、 穩(wěn)定性、易 用性等因素。這里我們選擇stc89c512.11.1 stc89c51 主要性能：與mcs-51單片機(jī)產(chǎn)品兼容8k字節(jié)在系統(tǒng)可編程flash儲器1000次擦寫周期全靜態(tài)操作：0hz33h

18、z32個可編程i/o 口線三個16位定時器/計數(shù)器八個中斷源全雙工uart串行通道低功耗空閑和掉電模式掉電后中斷可喚醒看門狗定時器雙數(shù)據(jù)指針掉電標(biāo)識符2.11.2 功能特性描述：stc89c51是一種低功耗、高性能cmos8位微控制器，具有8k在系統(tǒng)可編程flash 存儲器。使用atmel公司高密度非易性存儲器技術(shù)制造，與工業(yè) 80c51產(chǎn)品指令和引 腳完全兼容。片上flash允許程序存儲器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。在單片 機(jī)上，擁有靈巧的8位cpu和在系統(tǒng)可編程flash,使得stc89c51為眾多嵌入式控制 應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。2.11.3 引腳:p0 口： p0

19、口是一個8位漏極開路的雙向i/o 口。作為輸出口，每位能驅(qū)動 8個ttl 邏輯電平。對p謠口寫1時，引腳用作高阻抗輸入。當(dāng)訪問外部程序和數(shù)據(jù)存儲器 時，p0口也被彳為低8位地址/數(shù)據(jù)復(fù)用。在這種模式下，p0ft有內(nèi)部上拉電阻。在 flash編程時，p0口也用來接收指令字節(jié)；在程序校驗時，輸出指令字節(jié)。程序校驗 時，需要外部上拉電阻。p1 口： p1 口是一個具有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向i/o 口，pl輸出緩沖器能驅(qū)動4個 tt四輯電平。對p1端口寫1”時，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入口使 用。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（ iil ）。 此外，p1.

20、0和p1.2分別作定時器/計數(shù)器2的外部計數(shù)輸入（p1.0/t2）和 時器/計數(shù) 器2的觸發(fā)輸入（p1.1/t2ex）,具體如下。在flash編程和校驗時，p1 口接收低8 位地址字節(jié)引腳號第二功能：p1.0t2 （定時器/計數(shù)器t2的外部計數(shù)輸入），時鐘輸出p1.1t2ex （定時器/計數(shù)器t2的捕捉/重載觸發(fā)信號和方向控制）p1.5mosi （在系統(tǒng)編程用）p1.6miso （在系統(tǒng)編程用）p1.7sck （在系統(tǒng)編程用）p2口： p2口是一個具有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向i/o 口，p2輸出緩沖器能驅(qū)動4個 tt四輯電平。對p2端口寫1”時，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入口使 用。

21、作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（ iil）。 在訪問外部程序存儲器或用16位地址讀取外部數(shù)據(jù)存儲器（例如執(zhí)行movxdptr ） 時，p2口送出高八位地址。在這種用中，p2口使用很強(qiáng)的內(nèi)部上拉發(fā)送1。在使用8位地址（如movxri ）訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，p2口輸出p2tg存器的內(nèi)容。在flash 編程和校驗時，p2口也接收高8位地址字節(jié)和一些控制信號。p3口 ： p3口是一個具有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向i/o 口，p2輸出緩沖器能驅(qū)動4個 ttl邏輯電平。對p3口寫1時，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入口 使用。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電

22、阻的原因， 將輸出電流（iil）。 p3口亦彳為stc89c51特殊功能（第二功能）使用，如下所示。在flash編程和校驗時， p3 口也接收一些控制信號。p3.0rxd （串行輸入）p3.1txd （串行輸出）p3.2int0（外部中斷0）p3.3int0（外部中斷0）p3.4t0 （定時器0外部輸入）p3.5t1 （定時器1外部輸入）p3.wr（外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通）p3.7rd（外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通）框圖：rdip(msa pijb 匚 仁st c q】n匚 尸3-t c. (intd 一n c 匚k*匚 rrj f3,ec 再色，尸m 丁匚mtr_2 匚 xtn-i c 匚nnnnnn

23、nnnndnnnnnnnna（圖2-3-4-1 中央處理器引腳圖）2.12 繼電器控制閥門模塊用一個較小的電流去控制較大的電流（如驅(qū)動閥門、高功率加熱器件、機(jī)床等）， 可以使用諸如繼電器，晶體管和晶閘管幾種類型。在線路結(jié)構(gòu)上都采用了隔離措施。 但各有其特點：繼電器輸出：開關(guān)速度低，負(fù)載能力大，適用于低頻場合。晶體管輸 出：開關(guān)速度高，負(fù)載能力小，適用于高頻場合。晶閘管輸出：開關(guān)速度高，負(fù)載能 力小，適用于高頻場合。在這個設(shè)計中，只是用于驅(qū)動閥門而已，所以選擇使用繼電 器，要求速度不用太高，負(fù)載也無需太大。繼電器是一種當(dāng)輸入量（電、磁、聲、光、 熱）達(dá)到一定值時，輸出量將發(fā)生跳躍式變化的自動控制

24、器件， 是一種電子控制器件 通常應(yīng)用于自動控制電路中，它實際上是用較小的電流去控制較大電流。2.12.1 繼電器工作原理一般機(jī)械繼電器有一組觸點，4根引線，兩個是常開的，兩個是常閉的，中間一個共用。當(dāng)控制端加電之后，線圈產(chǎn)生磁場，常開的閉合，常閉的斷開，這樣可以用小電壓和電流控制大功率的設(shè)備， 比較方便和安全。下圖為直流無極繼電器，當(dāng)電流 通過線圈時，鐵芯吸動銜鐵，使推桿向上移動，帶動中簧片斷開后接點，而與前接點 閉合；當(dāng)電源切斷后，鐵芯失磁，銜鐵自行釋放，使推桿下降，中簧片斷開前接點， 而與后接點閉合。繼電器線圈沒電時，鐵芯失磁，簧片與后接觸點閉合，使信號燈電 路接通紅燈，則紅燈亮。如下圖：

25、（圖2-5-1-1 繼電器斷開時工作原理示意圖）繼電器線圈有電時，鐵芯吸動銜鐵，簧片與前接 觸點閉合，使信號燈電路接通綠 燈，則綠燈亮。如下圖：（圖2-5-1-2繼電器接時工作原理示意圖）綜合考慮，電子閥門工作時電流不大，形狀閉合速度也要求不高，所以繼電器的選 擇要求不高，只要市面上較易買到，價格合適，電流2a10妙就可以了 .這里我們選擇 的是hrs4h-s-dc5v可以第三章系統(tǒng)軟件設(shè)計3.1 軟件功能概述在系統(tǒng)的硬件確定以后，功能完善的軟件能夠很好的指導(dǎo)和協(xié)調(diào)硬件的工作，可 使系統(tǒng)發(fā)揮其最大的作用，并且便利以后的更新?lián)Q代升級。一個完整的系統(tǒng)都離不開 對系統(tǒng)狀態(tài)的監(jiān)控，為了更好的協(xié)調(diào)軟件，

26、硬件各個部分正常工作就必須對整個系統(tǒng) 進(jìn)行嚴(yán)密監(jiān)控。3.2 主程序設(shè)計主程序如圖3-1所示。系統(tǒng)開始工作時，由傳感器檢測出水位深度，送入單片機(jī) 與設(shè)定值相比較。如果測量值高于上限值則發(fā)出警報并關(guān)閉水泵；如果測量值低于下 限值則發(fā)出警報并啟動水泵供水；如果測量值等于設(shè)定值則關(guān)閉水泵停止供水，并由顯示水位值，否則啟動水泵繼續(xù)供水且顯示水位值。開始報警提示 啟動水泵圖3-1主程序設(shè)計3.3 led顯示子程序led顯示子程序主要完成液位值的顯示，本系統(tǒng)采用數(shù)碼管用于液位值的顯示, 只需要送數(shù)碼管的顯示數(shù)據(jù)就可以了。參考文獻(xiàn)1童詩白，華成英。模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)（第三版）。北京高等教育出版社，20012謝嘉

27、奎，宣月清，馮軍。電子線路線性部分（第四版）。北京高等教育出版社，20043郁有文.傳感器原理及工程應(yīng)用，西安電子科技大學(xué)出版社，2001.4嚴(yán)鐘豪.非電量電測技術(shù).北京，機(jī)械工業(yè)出版社，2001.5周樂挺.著傳感器與檢測技術(shù).北京，機(jī)械工業(yè)出版社，2005.6范晶彥.傳感器與檢測技術(shù)應(yīng)用.北京，機(jī)械工業(yè)出版社，2005.7張正偉.傳感器原理與應(yīng)用.北京，中央廣播電視大學(xué)出版社，1991.8李軍檢測技術(shù)及儀表.北京，輕工業(yè)出版社，1989.9宋文緒.自動檢測技術(shù).北京，高等教育出版社，2000.10賈伯年.傳感器技術(shù).南京，東南大學(xué)出版社，1990.11杜維.過程檢測技術(shù)及儀表.北京化學(xué)工業(yè)出

28、版社，1999.12高曉蓉.傳感器技術(shù).成都，西南交通大學(xué)出版社，2003.13吳桂秀.傳感器應(yīng)用制作入門.杭州，浙江科學(xué)技術(shù)出版社，2003.14徐潔.電子測量與儀器.北京，機(jī)械工業(yè)出版社，2004.15武昌俊.自動檢測技術(shù)及應(yīng)用.北京，機(jī)械工業(yè)出版社，2005.致謝本論文是在段學(xué)習(xí)老師的認(rèn)真指導(dǎo)下完成的。指導(dǎo)老師淵博的知識、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué) 態(tài)度、敏銳的思考力、善于發(fā)現(xiàn)并解決問題的能力以及平易近人的作風(fēng)令學(xué)生終生受 益。老師對我論文工作中遇到的困難提出了行之有效的解決辦法，使我對項目設(shè)計的重要環(huán)節(jié)有了較好的理解與把握，尤其是在方案設(shè)計方面有了較大提高。 值此成文之際，謹(jǐn)向老師表示衷心的感謝！歷時

29、一個多月畢業(yè)設(shè)計終于圓滿完成了。心里興奮難以用言語表達(dá)。首先要感 謝我的畢業(yè)設(shè)計導(dǎo)師段學(xué)習(xí)老師。這次畢業(yè)設(shè)計在選課題及設(shè)計過程中都是您的悉 心指導(dǎo)，每個設(shè)計細(xì)節(jié)和每個數(shù)據(jù)，都離不開您的細(xì)心指導(dǎo)。竇偉山老師多次詢問 研究進(jìn)程，竇偉山并為我指點迷津，幫助我開拓研究思路，精心點撥、熱忱鼓勵。 對竇偉山老師的感激之情是無法用言語表達(dá)的。感謝在此畢業(yè)設(shè)計過程中所有幫 助過我的同學(xué)，感謝和我一起研究、探討的同學(xué)、朋友。感謝他們的幫助，讓我堅 持并完成畢業(yè)論文設(shè)計。在老師和同學(xué)的幫助下我順利的完成了這次項目設(shè)計，對于我來說，收獲最大的是方法和能力；那些分析和解決問題的能力。在整個項目設(shè)計的過程中，我發(fā)現(xiàn)我們

30、 學(xué)生在經(jīng)驗方面十分缺乏，空有理論知識，沒有理性的知識；有些東西可能與實際脫 節(jié)?？傮w來說，我覺得像課程設(shè)計這種類型的作業(yè)對我們的幫助還是很大的，它需要 我們將學(xué)過的相關(guān)知識系統(tǒng)地聯(lián)系起來，從中暴露出自身的不足，以待改進(jìn)！本次的項目設(shè)計，培養(yǎng)了我們綜合應(yīng)用設(shè)計項目及其他項目的理論知識和理論聯(lián) 系實際，應(yīng)用生產(chǎn)實際知識解決工程實際問題的能力；在設(shè)計的過程中還培養(yǎng)出了我 們的團(tuán)隊精神，同學(xué)們共同協(xié)作，解決了許多個人無法解決的問題；在今后的學(xué)習(xí)過 程中我們會更加努力和團(tuán)結(jié)。我決定認(rèn)真總結(jié)這次項目設(shè)計的經(jīng)驗， 以及學(xué)習(xí)到的知識，來更加的充實自己的 頭腦和完善自己的知識結(jié)構(gòu)。另外，我也在這次設(shè)計中看到了

31、自己的許多不足之處， 通過項目設(shè)計，發(fā)現(xiàn)自己在理論研究和實際工作能力等方面都得到了提高，同時在老師的指導(dǎo)和課題組同學(xué)的共同幫助下， 及時總結(jié)研究成果，這些無疑會對我今后的工 作和學(xué)習(xí)帶來很大的幫助。總之，這次的課程設(shè)計的順利完成使我受益匪淺。要做好一個項目的設(shè)計，就必須做到：在設(shè)計程序之前，對所用單片機(jī)的內(nèi)部結(jié) 構(gòu)有一個系統(tǒng)的了解，知道該單片機(jī)有哪些資源；要有一個清晰的思路和一個完整的 軟件流程圖；在設(shè)計程序時，不能妄想一次將整個程序設(shè)計好，反復(fù)修改、不斷改進(jìn) 是程序設(shè)計的必經(jīng)之路；要養(yǎng)成注釋程序的好習(xí)慣，這樣為資料的保留和交流提供了 方便；在設(shè)計中遇到的問題要記錄，以免下次遇到同樣的問題。在

32、這次的項目設(shè)計中，我真正的意識到，在以后的學(xué)習(xí)中，要理論聯(lián)系實際，把 我們所學(xué)的理論知識用到實際當(dāng)中，學(xué)習(xí)單片機(jī)更是如此，程序只有在經(jīng)常寫與讀的 過程中才能提高，這就是這次項目設(shè)計的最大收獲在論文即將完成之際，我的心情無法平靜，從開始進(jìn)入課題到論文的 順利完成，有多少可敬的同學(xué)、朋友給了我無言的幫助，在這里請接受我 誠摯的謝意！謝謝你們！附錄一：總體設(shè)計原理圖電池盒/匚沿接口水位傳感器按】1:,二 ft j- *-1 i o k芮 k爵fcknmek 加k一 黃燈綠燈紅燈調(diào)用單片機(jī)頭文件無符號字符型宏定義變量范圍0255 無符號整型宏定義變量范圍065535附錄二：總體設(shè)計源代碼程序#include /#define uchar unsigned char /#define uint unsigned int /數(shù)碼管段選定義0 1 2 3 456789uchar code smg_du=0xde,0x91,0xcd,0xd5,0x93,0x2b,0x5f,0xd4,0xdf,0xd1,/a bcde f 不顯示/斷碼0xd7,0x1f,0x4e,0x9d,0x4f,0x47 ;uchar dis_smg1 = 0xde;sbit led_y = p2a2;sbit led_g = p2a1；sbit led_r = p2a