基于单片机控制的自动抽放水系统设计.doc

1、摘 要水位控制系统在各个领域上都有广泛应用。随着单片机技术的发展，水位传感器的功能得到了很大提升，不仅使测量精度大为提高，也大大扩展了水位自动控制的应用范围。本设计主要要求实现抽放水自动控制的设计，经过比较，决定使用浮筒和滑轮带动电位器来实现测量。系统在分析可行性、可靠性的基础上，参照工程设计方法，确立了结构化设计的思路。设计了一套水位检测系统，该系统是一种基于AT89C52单片机的水位测距系统，它以水位传感器为接口部件，通过不同水位时电位器应用单片机技术测量水位。该系统主要由主控制器模块、水位探测模块、信号处理模块、显示模块和电磁阀控制模块等五个部分构成。设计利用51单片机系统的I/O口，接

2、受和处理水位传感器输入信号，经过放大和整形电路进入单片机，比较调试后确定其对应的水位。可实现10厘米内水位测量，使用LCD显示测量水位，当水位小于下限值时打开进水电磁阀，或水位大于上限值打开出水电磁阀。基于单片机控制的自动抽放水系统，提高了水位测量的精度，减少了人为计算给测距带来的误差，简化了外围接口电路，解决了生活中测距方面带来的不便。关键字：水位传感器；AT89C52单片机；LCD显示单元；抽放水电磁阀AbstractThe water level control system has a wide application in various fields.With the develo

3、pment of single-chip microcontroller technology,the function of water level sensors has been improved greatly,not only improved the measurement accuracy,but also greatly expended the scope of application of automatic water level conctrolation.The design of the main demands of the design of automatic

4、 water pump, after comparison, the decision to promote the use of float and pulley device to achieve the measurement of potential. System in the analysis of the feasibility and reliability, based on the reference to engineering design methods,the design establishs the thinking of the structure. Desi

5、gned a water level detection system, which is based on AT89C52 SCM (single-chip microcontroller )water level ranging system, which the water level sensor interface components, the water level through different potential applications when measuring water level in single-chip technology. The system is

6、 mainly composed by five parts ,namely the main controller module, the water level detection module, signal processing module, display module and solenoid valve control module. 51 SCM (single-chip microcomputer) system design using the I / O interference, to accept and deal with the water level sens

7、or input signal, after amplification and shaping circuitry into the microcontroller, after comparison testing to determine their corresponding level. Can be measured a range of 10 centimeters in water level, water level measurements using the LED display, when the water level is less than the lower

8、limit when the solenoid valve open to add water, or when water level than the upper limit of the water solenoid valve opens to let water out. Such kind of Based on single-chip microcomputer controlled automatic water pumping system to improve the accuracy of measurement of the water level to reduce

9、the man-made calculation errors caused by the location, simplifying the external interface circuit to address aspects of life ranging the inconvenience.Key words: The water level sensor; AT89C52 SCM; LED display unit; Pumping water solenoid valve 目 录引言21 绪论31.1 课题背景和意义31.2 论文研究内容42 系统设计的总体方案42.1 传感器

10、的理论基础4n传感器的定义4n传感器的分类5n传感器静态特性6n传感器动态特性6n传感器的线性度6n传感器的灵敏度7n传感器的分辨力7n全球传感器市场预测7电位器的其他特性参数92.2 电位器原理和工作方式92.3 水位探测系统设计102.4 模块方案比较102.5 设计的总体构想163 系统硬件电路的设计163.1 单片机控制系统设计（AT89C52）163.2 LCD显示电路设计203.3 传感器电路设计223.4 信号处理电路设计243.5 电磁阀控制电路设计283.6 本章小结294 系统程序的设计304.1 水位测量的算法设计304.2 主程序设计314.3 LCD显示子程序和信号接

11、收中断程序314.4 电磁阀电路程序设计324.5 本章小结325 电路板的制作335.1 原理图的绘制335.2 元件的选用和电路板的焊制335.3 本章小结346 调适与性能分析346.1 调适346.2 性能指标34 结论34谢辞36参考文献37附 录38引言 近年来随着微电子技术发展而产生的小型价廉的微处理器（单片机）的出现，使水位测量传感器的功能得到了提升。有了微处理器不仅使测量的精度大为提高，而且为水位自动控制的应用开辟更大的空间。 随着科学技术的快速发展，水位探测将在传感器中的应用越来越广。在人类文明的历次产业革命中，传感技术一直扮演着先行官的重要角色，它是贯穿各个技术和应用领域

12、的关键技术，在人们可以想象的所有领域中，它几乎无所不在。传感器是世界各国发展最快的产业之一，在各国有关研究、生产、应用部门的共同努力下，传感器技术得到了飞速的发展和进步。但就目前技术水平来说，人们可以具体利用的传感技术还十分有限，因此，这是一个正在蓬勃发展而又有无限前景的技术及产业领域。展望未来，水位传感器作为一种新型的非常重要有用的工具在各方面都将有很大的发展空间，它将朝着更加高定位高精度的方向发展，以满足日益发展的社会需求。无庸置疑，未来的水位探测将与自动化智能化接轨，与其他的传感器集成和融合，形成多传感器。随着传感器的技术进步，传感器将从具有单纯判断功能发展到具有学习功能，最终发展到具有

13、创造力。在新的世纪里，面貌一新的传感器将发挥更大的作用。 在工业方面，水位探测的典型应用是锅炉水位检测，水箱水位检测。由于环境的恶劣，此时的液位信息难以依靠人为操作去获取，必须通过水位传感器来获得，并且通过PLC或单片机多信号进行处理，实现信息的显示以及自动控制。当然更多的传感器是固定地安装在不同的装置上，探测人们所需要的信号。在未来的应用中，水位传感器将与信息技术、新材料技术结合起来，将出现更多的智能化、高灵敏度的传感器。 利用水位传感器可以帮助人们及时了解水位情况，防止出现水位过高或水位过低所造成的各种问题，并将水位控制在一定范围内。下面我们就使用自动抽放水系统为例，具体的说明它的应用。1

14、 绪论进入21世纪后，随着传感技术的发展，传感器已经成为各个应用领域，特别是自动检测，自动控制系统中不可缺少的重要技术工具。伴随着微机（单片机）的发展，传感技术的应用已经逐步得到更广泛的认同，应用于现在各个高科技的行业，而水位探测技术应用于冶金、船舶、机械、水利水电等各个工业部门的水位探测方面，取得了很好的社会效益和经济效益。1.1 课题背景和意义 随着科技的高速发展，一种新的测量方法已经产生，那就是利用微机控制水位传感器自动测距，把这样的一种装置安装在水箱上，就可以给人们以提醒，预防意外的发生，尽可能的减少事故。因此，我们就可以在水箱上安装水位检测系统，以使其及时获取水位信息。 本课题设计是

15、基于AT89C52单片机进行的。单片机技术的应用，是许多领域的技术水平和自动化程度得以大大提高。当今世界也正面临着一场以单片机技术为标志的新革命，人们渴望迅速进入单片机应用与开发的大门。随着人们物质文化的丰富，各种电子产品开发也越来越先进，越来越迅速。在超声波测距领域，为缩短开发周期、提高测距精度，单片机因为具有集成度高、运算速度快、运行速度快、体积小、运行可靠、工耗低等无与伦比的优势，以得到了广泛的应用。当前，微型控制器正向两个方向发展，一个是高功能，多功能方向。从这个方向取得的成就使得微型控制器逐步代替了价格昂，功能优越的中小型机；另一个是价格低廉，功能单一的方向，这个方向的发展是微型控制器在生产领域、服务部门和日常生活得到越来越广泛的应用。本课题的研究内容也适用于各种水位测量的场合，比如说油箱液位的测量、水库水位等