代码收藏家 基于单片机液位自动控制与检测设计
**单片机设计介绍，基于单片机液位自动控制与检测设计
文章目录
一 概要 二、功能设计 设计思路 三、 软件设计 原理图 五、 程序 六、 文章目录
一 概要
基于单片机液位自动控制与检测设计概要如下：
一、系统设计目标
通过单片机实现对液位的精确检测与自动控制。
系统能够实时监测液位高度，并在液位超过或低于预设阈值时，自动触发控制机制，以维持液位在正常范围内。
系统应具有高稳定性、可靠性和实时性，以适应各种实际应用场景。
二、硬件设计
液位传感器
负责实时采集液位高度数据，并将模拟信号传输给单片机。
常用的液位传感器有超声波传感器、浮球传感器等。
单片机
作为系统的核心控制单元，负责接收传感器数据、进行数据处理和判断，并输出控制信号。
常用的单片机型号有AT89C51等。
A/D转换电路
将传感器输出的模拟信号转换为数字信号，供单片机处理。
显示电路
用于实时显示液位值，方便用户了解液位状况。
常见的显示电路有数码管显示电路、液晶显示屏等。
控制执行机构
根据单片机的控制信号，执行相应的动作，如开启或关闭水泵等。
三、软件设计
A/D转换程序设计
负责将A/D转换电路输出的数字信号读入单片机，并进行必要的数据处理。
显示程序设计
负责将处理后的液位数据实时显示在显示电路上，方便操作人员对液位进行监控。
控制程序设计
根据液位的高低，设计相应的控制策略。
例如，当液位过高时，控制程序可以触发排液操作，将多余的液体排出。
当液位过低时，可以触发加液操作，向容器中加入液体。
四、系统调试与测试
通过软件和硬件的联合调试，对系统进行测试，以确保其能够准确地检测液位高度，并根据预设的阈值进行自动控制。
在测试过程中，还需要注意系统的稳定性、可靠性和实时性等方面的问题。
五、扩展功能（可选）
除了基本的液位检测与控制功能外，还可以根据实际需求添加其他功能，如自动排水、多级液位监测、自动化数据处理与控制等。
这些扩展功能可以进一步提高系统的智能化水平，满足更广泛的应用需求。
总结：基于单片机液位自动控制与检测设计是一个涉及硬件、软件以及控制策略等多个方面的综合性项目。通过合理的设计和实现，可以实现对液位的精确检测与自动控制，为各种实际应用场景提供有效的解决方案。
二、功能设计
本文介绍了以LM型液位传感器，A/D转换芯片ADC0809，以及AT89C51单片机作为主控元件的液位检测系统的设计方法。本文分别从液位检测，A/D转换，数码管显示，超限报警等几个方面对硬件电路进行了比较详细的介绍，然后对A/D转换程序，数码管显示程序，超限报警程序等做了比较详细的阐述，并用流程图做进一步的解释。
通过软件和硬件的联合调试，实现了在一定范围内对液位的调节，动态显示出液位结果，实现报警，完全实现了任务书上的要求。
关键词：液位检测、A/D转换、LM型液位传感器、超限报警
设计思路
设计思路
文献研究法：搜集整理相关单片机系统相关研究资料，认真阅读文献，为研究做准备；
调查研究法：通过调查、分析、具体试用等方法，发现单片机系统的现状、存在问题和解决办法；
比较分析法：比较不同系统的具体原理，以及同一类传感器性能的区别，分析系统的研究现状与发展前景；
软硬件设计法：通过软硬件设计实现具体硬件实物，最后测试各项功能是否满足要求。
三、 软件设计
本系统原理图设计采用Altium Designer19，具体如图。在本科单片机设计中，设计电路使用的软件一般是Altium Designer或proteus，由于Altium Designer功能强大，可以设计硬件电路的原理图、PCB图，且界面简单，易操作，上手快。Altium Designer19是一款专业的整的端到端电子印刷电路板设计环境，用于电子印刷电路板设计。它结合了原理图设计、PCB设计、多种管理及仿真技术，能够很好的满足本次设计需求。
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仿真实现
本设计利用protues8.7软件实现仿真设计，具体如图。
Protues也是在单片机仿真设计中常用的设计软件之一，通过设计出硬件电路图，及写入驱动程序，就能在不实现硬件的情况进行电路调试。另外，protues还能实现PCB的设计，在仿真中也可以与KEIL实现联调，便于程序的调试，且支持多种平台，使用简单便捷。
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原理图
五、 程序
本设计利用KEIL5软件实现程序设计，具体如图。作为本科期间学习的第一门编程语言，C语言是我们最熟悉的编程语言之一。当然，由于其功能强大，C语言是当前世界上使用最广泛、最受欢迎的编程语言。在单片机设计中，C语言已经逐步完全取代汇编语言，因为相比于汇编语言，C语言编译与运行、调试十分方便，且可移植性高，可读性好，便于烧录与写入硬件系统，因此C语言被广泛应用在单片机设计中。keil软件由于其兼容单片机的设计，能够实现快速调试，并生成烧录文件，被广泛应用于C语言的编写和单片机的设计。
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六、 文章目录
目 录
摘 要 I
Abstract II
引 言 1
1 控制系统设计 2
1.1 主控系统方案设计 2
1.2 传感器方案设计 3
1.3 系统工作原理 5
2 硬件设计 6
2.1 主电路 6
2.1.1 单片机的选择 6
2.2 驱动电路 8
2.2.1 比较器的介绍 8
2.3放大电路 8
2.4最小系统 11
3 软件设计 13
3.1编程语言的选择 13
4 系统调试 16
4.1 系统硬件调试 16
4.2 系统软件调试 16
结 论 17
参考文献 18
附录1 总体原理图设计 20
附录2 源程序清单 21
致 谢 25
作者：创新电子设计
