基于单片机的太阳能热水器的温度与水位的控制
文献检索综合报告
班级：11级电子信息工程
姓名：陈杰
学号：1141301001
完成时间：2014年10月28日
目录
1课题分析 (3)
2 检索策略 (3)
2.1选择检索工具 (3)
2.2选择检索词 (3)
2.3拟定检索式 (4)
3检索步骤及检索结果 (4)
3.1 国家科技图书文献中心 (4)
3.1.1检索式 (4)
3.1.2检索步骤与结果 (4)
3.2中国国家数字图书馆 (4)
3.2.1检索式 (4)
3.2.2检索步骤与结果 (5)
3.3中国期刊全文数据库(CNKI) (5)
3.3.1检索式 (5)
3.3.2检索步骤与结果 (5)
3.4中文科技期刊数据库（VIP） (6)
3.4.1检索式 (6)
3.4.2检索步骤与结果 (6)
3.5万方数字化期刊全文数据库 (7)
3.5.1检索式 (7)
3.5.2检索步骤与结果 (7)
3.6国家知识产权局专利数据库（https://www.doczj.com/doc/3916780730.html,） (8)
3.6.1检索式 (8)
3.6.2检索步骤与结果 (8)
3.7.2 检索步骤与结果 (9)
4检索效果评价 (10)
4.1检索词的选择 (10)
4.1.1从课题字面选择 (10)
4.1.2从课题内涵选择 (10)
4.2检索技术 (10)
4.2.1布尔检索 (10)
4.2.2限制检索 (10)
5数据库的选择 (11)
6文献综述 (11)
（1）网络教学 (11)
1课题分析
由于近年来常规能源的紧缺，开发和利用太阳能这样的绿色能源有着重要的意义，它既是可再生能源，也不会污染环境。太阳能热水器也是其中的一大产业，太阳能热水器时存在的问题：不可缺水，空晒情况下上水会爆炸；春、秋天，水温升高蒸发，造成热能损失；冬天水温不够，须用电等等。现在人们对家用电器的要求越来趋向数字化、自动化、智能化。采用太阳能热水器水温水位测控系统，能解决上述问题。随着中国经济的快速发展，国内对能源的需求成几何倍数上升。从国际能源环境来看，形式并不乐观，世界能源危机日趋严重，所以中国经济要想继续高速、健康的发展，摆脱能源这一“瓶颈”已经变得刻不容缓。太阳能这一取之不尽、用之不完的新型环保可再生能源必然会成为承担这一重任的首选，所以我国太阳能热转换产业的发展前景是非常广阔的，绿色能源代替传统能源，将成为建设和谐社会的必经之路！
2 检索策略
2.1选择检索工具
检索工具名称访问方式检索年代文献类型
中国期刊全文数据库（CNKI）http://210.35.68.87/ 20042010 期刊论文
中文科技期刊数据库（VIP）https://www.doczj.com/doc/3916780730.html, 2004-2010 期刊论文
万方数字化期刊全文数据库http://210.35.68.87:8088/ 2004-2010 期刊论文
国家知识产权局专利数据库https://www.doczj.com/doc/3916780730.html, 1985-2010 专利文献
中国国家数字图书馆https://www.doczj.com/doc/3916780730.html,/ 近几年电子图书
国家科技图书文献中心https://www.doczj.com/doc/3916780730.html, 近几年期刊论文
百度搜索引擎https://www.doczj.com/doc/3916780730.html, 近几年网页
2.2选择检索词
从课题字面选从课题内涵选（同义词、近义词、上下位词）
太阳能热水器太阳能热水器(上位词)
单片机单片机(近义词)
水位与温度控制智能控制（近义词）
2.3拟定检索式
由于不同检索工具的字段不同，因此将检索式（亦称提问式）在“检索步骤及检索结果”的各个具体检索工具中给出。
3检索步骤及检索结果
3.1 国家科技图书文献中心
3.1.1检索式
A．篇名＝单片机and太阳能热水器
3.1.2检索步骤与结果
得到13条检索结果。经过筛选，选择其中2条：
[1]
【篇名】基于单片机的太阳能热水器智能控制系统的设计
【摘要】本文介绍了一种基于AT89C51单片机和DS12887实时时钟的太阳能热水器智能控制系统的设计方法，给出了系统硬件设计方案及软件实现方法。
【出处】黄冈师范学院计算机科学与技术学院
[2]
【篇名】太阳能热水器自动控制系统的设计
【摘要】详细介绍了基于单片机的太阳能热水器自动控制系统组成、硬件设计和软件设计.该系统以单片机为核心部件,采用强迫温差跟踪循环方式充分利用太阳能进行加热,并弥补太阳能自身不足而及时提供辅助能源补充加热,通过智能控制实现全天候不间断提供热水.多年运行结果表明该系统运行稳定、可靠、抗干扰性强.
【出处】北京龙创太阳能自动控制有限公司,北京,100037
3.2中国国家数字图书馆
3.2.1检索式
B．主题词=太阳能热水器*设计
3.2.2检索步骤与结果
用检索式B进行检索，命中49条结果，选择其中2条：
[3]
【书名】实用太阳能热水器
【作者】邵家骧
【摘要】介绍了太阳能热水系统的基本知识和设计应用以及实用性。
【出版】上海科学技术出版社, 1983
[4]
【书名】太阳能热水系统手册
【作者】袁家普著
【摘要】详细介绍了太阳能热水系统的基本知识和设计应用，内容包括传热的基本知识，太阳能热水系统的基本知识、设计计算和分析，太阳能热水系统的智能化控制，各类太阳能与建筑的结合方案，太阳能热水系统的招投标操作、组织计划和验收规范，以及太阳能热水系统中常用的设备、配件和设计资料等。书中列举了大量太阳能热水系统的实际工程案例。
【出版】化学工业出版社, 2009
3.3中国期刊全文数据库(CNKI)
3.3.1检索式
C．关键词＝（单片机*太阳能热水器）* 篇名=水位*温度控制
3.3.2检索步骤与结果
用检索式C进行检索，命中158条结果，经过筛选，选择其中4条：
[5]
【篇名】基于单片机的太阳能热水器模糊控制系统的设计
【作者】李云阳
【摘要】本文设计基于A T89S51单片机的太阳能热水器模糊控制系统,其模糊控制规则能够比较有效地模仿人的经验,合理解决输出的强关联性问题。给出了模糊控制查询的单片机实现方法及模糊控制系统的核心控制部分的硬件电路和软件流程。
【出处】沈阳农业大学；辽宁职业学院2012年05期
【原文】该数据库提供了全文。
[6]
【篇名】基于单片机的太阳能热水器智能控制系统
【作者】张景文；王震宏；高为浪；李桂花；
【摘要】针对目前家用太阳能热水器功能单一、操作复杂、控制不方便等特点,本文提出了一种新型的太阳能热水器控制系统设计方案。根据太阳能热水器对控制系统的要求,以MCS-51单片机为中心控制单元,采用DS12C887实时时钟,设计了一种太阳能热水器智能控制系统,给出了系统硬件设计及软件实现方法。该系统具有时间、温度、水位设定与控制功能,且具有良好的抗干扰性能。
【出处】西华大学学报(自然科学版)，2008年05期
【原文】该数据库提供了全文。
[7]
【篇名】基于单片机的太阳能热水器智能控制系统的设计
【作者】刘小俊；黄鸿谞；
【摘要】本文介绍了一种基于AT89C51单片机和DS12887实时时钟的太阳能热水器智能控制系统的设计方法,给出了系统硬件设计方案及软件实现方法。
【出处】可编程控制器与工厂自动化，2009年09期
【原文】该数据库提供了全文。
[8]
【篇名】单片机在太阳能中央热水系统中的应用
【作者】孟凤果
【摘要】在太阳能的热利用中,用于产生热水的太阳能集热器应用广泛,它充分利用了自然能源——太阳能,节省大量能源,这对于当今资源紧张的时代,具有重要意义。本文综述了太阳能热水器智能控制技术的发展现状和趋势,对太阳能中央热水智能控制系统的工作原理及控制方法进行了深入的研究和讨论。可用于热水工程和家用太阳能热水器,实现了建筑工程与散户安装的统一和兼容。本文主要研究太阳能中央热水系统的热辅功能,即太阳能集热器与储水水箱的热交换、电辅助加热的单片机控制系统。通过单片机控制实现集热系统智能化,通过数字滤波提高了系统各项指标和可靠性。实现了水位指示、自动给水、温度显示、定时给水、无给水自动停电报警等功能,利用LED显示器显示太阳能热水器的运行状况,使用方便。在控制方法的选择上,应用单片机技术和模糊控制理论对太阳能集热器与储水水箱的热交换、电辅助加热进行了分析。控制方案的设计中,因为必须要考虑如何充分利用太阳能,在天气好的情况下,电加热器尽量不用,而只有在太阳能强度不够的情况下,为了满足用户的要求,才启用电加热方式,补充太阳能的不足。
【出处】河北工业大学，2009年09期
【原文】该数据库提供了全文。
3.4中文科技期刊数据库（VIP）
3.4.1检索式
D．K=（单片机*太阳能热水器）*M=(水位*温度控制)
3.4.2检索步骤与结果
用检索式D进行检索，命中33条结果，经过筛选，选择其中2条：
[9]
【篇名】基于HT48R54A单片机的太阳能热水器温度测量系统设计
【作者】江莺;倪晓宇
【文摘】在此设计了一种基于HT48R54A单片机的太阳能热水器温度测量系统。该系统采用负温度系数热敏电阻作为温度传感元件，~LC_．RC充放电式温度测量电路实现温度的采集；根据热敏电阻温度与阻值的关系，建立温度表格，通过查表方式检测出当前的温度。该系统结构简单，价格低廉，且占用极少系统资源。
【出处】《现代电子技术》2013年第36卷第12期143-144页,共2页
【原文】该数据库提供了全文。
[10]
【篇名】一种基于单片机的太阳能热水器控制器
【作者】余斌
【文摘】太阳能热水器在实际生活中应用广泛，环保、安全且方便，采用STC12C5A32AD 单片机为主控芯片设计了一个太阳能热水器控制系统，包括水位传感器、温度传感器、电磁阀、泵及电加热管驱动、按键、LCD12864显示、声光报警等硬件电路，并通过软件编程实现了太阳能热水器控制器的主要功能。该系统实现简单，使用方便，并充分利用了丰富的太阳能资源，可以大大节约煤、电等能源消耗。
【出处】《湖州职业技术学院学报》2013年第1期85-87页,共3页
【原文】该数据库提供了全文。
[11]
【篇名】基于AT89S52单片机太阳能热水器控制系统的设计
【作者】谢承;王秋娜
【文摘】本文运用A T89S52单片机设计了一种自动控制电路，该控制器能实现在光照不足时，自动采取电加热进行补偿，从而在预定的时间将水加热至预定温度，在不需要时不进行电加热，有效地节省电能。
【出处】《信息系统工程》2012年第4期45-46页,共2页
【原文】该数据库提供了全文。
[12]
【篇名】基于HT46R23单片机控制的太阳能热水器节能供水系统设计
【作者】杨文强;刘树聃
【文摘】运用单片机HT46R23和温度传感器（LM335）控制技术,设计了太阳能热水器节能供水系统。该控制系统不但解决了太阳能热水器冷水浪费问题,而且可以显示储水温度,通过简易的操作面板,在太阳能热水器的用水端随时启动辅助加热器进而控制水温,提供适量热水,达到节能的目的。
【出处】《安徽农业科学》2012年第40卷第6期
【原文】该数据库提供了全文。
3.5万方数字化期刊全文数据库
3.5.1检索式
E．论文标题=（水位*温度控制）*摘要=单片机*太阳能热水器
3.5.2检索步骤与结果
用检索式E进行检索，命中51条结果，经过筛选，选择其中3条：
[13]
【篇名】基于单片机的太阳能热水器控制系统的研究
【作者】冯平；黄寿明；
【摘要】文章研究的内容是以STC89C52单片机为核心组成太阳能热水器的控制系统,它能对太阳能热水器进行控制,实现水位和水温的测量与控制.该系统可以改善对水位和水温的控制稳定性和可靠性,实现可视化界面的控制.
【出处】湖南农机，2011, 38(11)
【原文】该数据库提供了全文。
[14]
【篇名】基于AT89C52的太阳能热水器智能控制系统设计
【作者】崔宪普；崔治；
【文摘】本文设计了一种以AT89C52为核心的太阳能集热智能控制系统,采用振荡器测水位,改进了压力传感器测水位的缺点,采用DSl8B20替代负阻传感器.其水位显示、温度显示、温度控制、自动上水、手动上水、电加热、根据昼夜变化控制上水等功能都通过AT89C52直接控制.与传统的太阳能集热智能控制系统相比,本设计性价比稳定性更高,应有一定的实用前景.
【出处】科技风，2011, (7)
【原文】该数据库提供了全文。
[15]
【篇名】基于单片机的太阳能热水器控制系统研究
【作者】鲍文胜
【文摘】针对太阳能热水器存在着受季节和天气的影响、提供的热水量不够、不能实现全年正常使用的不足,建立了一个利用数字温度传感器和单片机设计的,对光热、电热实现智能互补的多功能太阳能热水器控制系统,实现了水温水量的测量与显示、光电加热智能互补、自动手动上水互补的功能,具有结构简单、可靠性高、成本低、功能易扩展等优点.
【出处】青岛理工大学学报，2007, 28(5)
【原文】该数据库提供了全文。
3.6国家知识产权局专利数据库（https://www.doczj.com/doc/3916780730.html,）
3.6.1检索式
F．（摘要=太阳能热水器水位+温度控制）
3.6.2检索步骤与结果
用检索式F进行检索，命中发明专利12条，实用新型专利3条，经过筛选，选择2条：
[16]
【发明名称】基于单片机的太阳能热水器智能控制系统
【发明人】汪祖民；张红梅；
【专利号】CN103673339A
【摘要】本发明公开了一种基于单片机的太阳能热水器智能控制系统，包括单片机、与单片机连接的各分立模块，所述的各分立模块包括：用于检测储水箱内水温的蓄水箱温度检测模块、用于检测储水箱内水位的水位检测模块、用于显示水温信息及水位信息的LCD液晶显示模块、用于水位超限报警的报警模块、用于计时的时钟模块、用于设定计时时间和水温的键盘输入模块及用于为系统供电的电源模块。本发明的有益效果是：本发明实现了温度的实时监测显示和水满报警的功能，并可以根据用户预设的时间和温度定时的保持水温。
【原文】该数据库提供了专利说明书全文。
[17]
【发明名称】基于单片机的太阳能热水器水温语音播报装置
【发明人】盛定高;刘俊;王程民
【专利号】CN201539992U
【摘要】本实用新型公开了基于单片机的太阳能热水器水温语音播报装置，该播报装置
的电回路由温度传感器(1)、单片机(2)、语音芯片(3)和数码显示管(4)连接组成，温度传感器(1)为DS18B20，单片机(2)为A TMEL89S51，语音芯片(3)为ISD4000，数码显示管(4)为LED 数码管。本实用新型的单片机实现单输入双输出控制，输入为温度传感器数据采集，输出一个是LED数码管以串口传送数据的温度显示，另一个是语音芯片录音播报，电路简单，数码显示、语音播报，直观明了，故障率低，使用寿命长。
【原文】该数据库提供了专利说明书全文。
3.7 百度搜索引擎
3.7.1 检索式
G．篇名＝单片机and太阳能热水器and温度控制
3.7.2 检索步骤与结果
[18]
【篇名】基于单片机的温度测控系统
【摘要】本次设计的温度测控系统采用MCS-51系列单片机中的STC89C58作为微处理器，使用集成温度传感器AD-590采集温度信息，光电耦合双向晶闸管为驱动电路，可精确地采集环境温度信息，稳定性高，抗干扰性强。接受信息后处理器可快速地作出反应，导通驱动电路，实现温度调节。本文从硬件和软件两方面介绍了MCS-51单片机温度控制系统的设计思路，对硬件原理图和程序框图作了简捷的描述。
【出处】中北大学信息与通信工程学院
[19]
【篇名】基于单片机的太阳能热水器出水恒温控制系统
【摘要】提出了一种基于单片机的太阳能热水器出水恒温控制系统。系统以AT89C2051单片机为核心,根据用户的设定温度和测得的出水口温度,以脉冲宽度调制方式调整冷热水的进水阀门,使得出水温度在冷、热水温度或压力发生变化时也能保持基本恒定。
【出处】上海电机学院
[20]
【篇名】基于单片机的太阳能热水器水温监控系统
【摘要】随着单片机应用技术的成熟和传感技术的进步，有关单片机的应用系统趋向：小型化和功能多样化。所以通常应用在工业生产领域的单片机系统开始走进人们的日常生活，并给人们的日常生活带来很大的便利。
【出处】工程科技，电子电路
4检索效果评价
4.1检索词的选择
4.1.1从课题字面选择
从课题字面选择的检索词，其相互间的关系多为限定关系，即利用布尔逻辑与进行组配，可提高查准率。例如，本课题从字面选出：单片机、太阳能、热水器、系统设计、水位与水温控制。在检索年代上，本报告选择2004-2009年（近五年）。
4.1.2从课题内涵选择
一个课题如果仅从字面选择检索词，则会影响查全率。还应当从课题的内在涵义中选择，多为同义词、近义词、上下位词，当然，也有限定词（用于进一步提高查准率）。例如，本报告选出下列同义词：系统实现、结构设计等，在检索式中用布尔逻辑或进行组配。
4.2检索技术
4.2.1布尔检索
所选择的检索工具都具有布尔逻辑与、逻辑或检索技术，只是具体算符的表示方法略有不同，例如google检索词之间的空格代表“布尔逻辑与”。使用“布尔逻辑与”组配技术，缩小了检索范围，增强了检索的专指性，可提高检索信息的查准率；使用“布尔逻辑或”检索技术，扩大了检索范围，能提高检索信息的查全率。
4.2.2限制检索
A．字段限制：在现代检索工具中，为了确定检索词在文献记录中出现的位置，采用字段（或叫检索项、检索入口）来限制查找的范围，从而提高查全率或查准率。下表给出在所选检索工具中拟定检索式时采用的字段。
字段名称
检索工具篇名关键词摘要主题词篇名/ 关键词
百度搜索引擎网页标题
中国国家数字图书馆书名主题词
中国期刊全文数据库篇名主题
中文科技期刊数据库T K M 万方期刊全文数据库论文标题摘要
国家知识产权局专利库名称摘要
B．年代限制：2004－2009年。
C．匹配限制：为提高查全率，均选用了模糊匹配检索。
5数据库的选择
本报告限定在中文检索工具，均选择了综合型的检索工具，因为所选的检索工具几乎能囊括国内的文献资料。
从上述检索工具的检索情况看出，“中国期刊全文数据库”的查全率是最好的。但从检索的查准率来看，“中文科技期刊数据库”是最好的。“谷歌搜索引擎”、“超星电子图书”、“国家知识产权局专利库”的检索途径较少，灵活性差，而且不能限定检索时间。“万方期刊全文数据库”的文献量较少。
6文献综述
（1）网络教学
随着网络技术的发展和国际互联网的开通，全球信息传播环境发生了本质的变化。在这种背景下，网络教学应运而生。网络教学为学生的学习创设了广阔而自由的环境、提供了丰富的资源、拓展了教学空间。网络教学在学校中的推广和应用改变了传统的教学模式和乎段，同时也从本质上改变了传统的教学思想和观念，促进了教育的终生化、现代化、社会化和国际化。虽然从日前来看，网络教学还存在许多与现实状况不相适应的地方，但从人类教育进化的历史进程和现代信息化社会的发展趋势来看，网络教学对于更快、更大限度地传播文明和知识、简化学习进程、推进全民学习、终身教育方面确实具有更大的优势和潜力。
（2）系统分析
网络教学系统是计算机技术、网络通信技术、多媒体技术、电视技术和数字压缩技术等多学科、多领域交叉融合的产物它为用户提供了时间分散、资源共享地域广阔、交互式的教学方式。强大的系统管理功能可通过设立多级管理机制获得如一级系统管理员主要完成服务器的配置和维护，为各单位指定一级管理员和二分配各单位所管理的课程;一级管理员为木中一位教师在系统中开设帐号，教师仅对自己负贡的课程具有管理权限;教师可添加素材、教材，Jl二利用所添加的素材教材进行虚拟教室的配置，利用虚拟教室进行教学。
（3）系统设计
随着互联网络的普及，网络教学这种全新的教学模式应运而生。这种系统的主要思想是:将课程以课件的形式放在网络上，学生通过互联网进行自学，并在网络上与教师进行交流。该系统突破传统授课的模式，充分利用了网络的优越性.随着网络教学系统的课程和用户量的增大，传统的开发模式已不能满足需要。问题主要突出在以下两个方面：执行效率低、安全性差。
鉴于以上原因，在开发网络教学系统B/S结构部分时，采用了组件化的设计思想。组件的可重用性和易维护性提高了系统的效率;利用组件的封装性，将敏感信息以及核心算法都封装起来，即使对B/S开发人员也不可见，提高了系统安全性。
（4）网络教学系统设计
教学活动的方法(或称教学方法)是指实现师生相红作用的方法，常见的教学方法如讲授法、演示法、问答法、讨论法、角色扮演法、辩论法、竞争法、协同法、实验法、练习法等.教学活动的形式是对教学活动的时间、空间和人员组合等方面的考虑一般而言，教学活动的形式包括集体授课、个别化学习和小组相互作用等形式。
上述六种教学策略是能够兼顾网络教学的特点，并适于通过网络教学系统实现的教学策
略。这六种教学策略只代表了教学策略的典型形式，它们分类的依据是教师与学生相匀_作用方式的差异。如若将以上教学策略与网络教学系统的功能进一步结合，那么可以演变出更为丰富多彩的变式.教学实践者(教师)可以在此基础上通过对教学程序和教学方法的综合，形成各种有利于“教”或有利于“学”的教学策略。
四川工业科技学院毕业作业（设计） 作业题目基于proteus的单片机水塔水位控制学生姓名冯森林 学号 201421070019 指导教师张艳 专业机电一体化 年级 2016级 学院交通学院
诚信承诺 一、本毕业作业（设计）是本人独立完成； 二、本毕业作业（设计）没有任何抄袭行为； 三、若有不实，一经查出，请取消本人毕业作业 （设计）成绩。 承诺人： 2016年8月30日
摘要 水塔水位测量现在越来越重要，水塔水位的高低直接影响到老百姓的用水安全，对水位的监测显得非常重要，而现在的水塔设备一般都比较简单，整个系统都比较单调，而且如果现场没有人员在，很可能会发生危险。因而在翻阅了大量的书籍的前提下，我设计了一种水塔水位测量系统。 本文以STC89C52单片机为核心，通过超声波测距模块，来实现对水位的测量，从而得到测量值，然后显示在1602液晶显示屏上面，最后通过按键来设定水位阀值，当超过阀值的时候就报警，使得工作人员能够及时的处理紧急情况。 本本所设计的系统对以往的水位监测系统进行了改进，能够直观的看到水位的信息，看水塔水位是否处于危险情况下。从而可以对水位进行监控。而且整个系统的设计比较安全，可靠性高。 关键词：STC89C52；1602液晶；水位测量；
引言 在社会经济快速发展的今天，水在整个社会的发展中越来越重要。如果缺少水资源，一方面会给人们的生活带来极大的困难，如果缺水严重的话，有可能会危害到人们的生命健康和社会的动荡。所以对水位监测系统的研究有着非常大的意义。对水位高低的监测关系到人们的用水安全。就现在社会的发展来看，很多系统都有自己的供水系统。像水塔等一些蓄水装置，如何对其中的水位进行监测和管控，一直是一个问题，也是我今天要研究的课题。在当代社会，各种智能装置都存在，而对于水塔水位的监测也向这个方向发展 我国整个在水位检测这个领域的发展情况来说可以分为三个阶段:初级阶段、发展阶段和网络化阶段。从1980年开始，我国开始对水位的检测开始信息化，开始有系统的进行记录和测量。八十年代以后就是发展期。九十年代后期随着现代高科技的发展，我国的水位检测系统开始网络化，开始将信息进行汇总和分析。在2001年，提出了我国水位监控系统的发展道路。我国的在这么多年的发展过程中取得了巨大的成就，但是从全局看我国的发展和西方国家比起来还是有很大的差距，很多地区的建设还不够合理和完善，水平还是比较低的，无论是信息采集还是传输手段都落后他人很多，而且也不满足现在对于水位检测系统的快速性和实时性。 本文采用的是单片机编程法。当今人们开始倾向于方便快捷的检测系统，通过单片机编程法更加容易实现，而且非常容易操作，而且精度也是比较高，一般能够满足要求。因此通过单片机编程可以使得测量变的简单，灵活性也比较好。 水情水位的测量一直是几千年来国家关注的一个事情，可靠的水位监测系统可以让人们实时的得到水位情况，避免不必要的财产损失，由于不同的地方，对水位测量的要求不同，从而他们的测量方法和技术也不太一样，利用现代电子技术，尤其是单片机的发展，我们可以设计出更合理的测量系统。本文就是基于单片机的测量技术。此时及可以有效的改变传统的测量方法，采用新型的测量技术，能够更加准确的得到测量数据。
目录 1 引言 (1) 2 设计方案及原理 (1) 设计原理 (1) 设计方案 (2) 3 硬件设计 (2) 时钟电路和手动复位电路 (3) 水位检测接口电路、故障报警电路 (3) 存储器扩展接口电路 (4) 4 软件设计 (4) 程序流程图 (4) 运行结果 (5) 5 总结 (7) 6 参考文献 (7) 7 附录 (7)
1引言 随着社会的发展，科技的进步以及人们生活水平的逐步提高，各种方便与生活的自动控制系统开始进入了我们的生活，单片机作为微型计算机发展的一个重要分支，具有高可靠性、高性能价格比、低电压、低功耗等优势，以其为核心的自动控制系统赢得了广泛的应用。 该课程设计的题目是基于单片机的水塔水位控制，在此水塔水位控制系统中，检测信号来自插入水中的3个金属棒，以感知水位变化情况。工作正常情况下，应保持水位在某一范围内，当水位变化发生故障的时候，及时关断电机电源，发出声、光报警信号。其目的在于对单片机技术的应用，由单片机实现自动运行，使水塔内水位始终保持在一定范围，以保证连续正常地供水。该课程设计给出以AT89C51单片机为核心器件的水塔水位检测控制系统仿真设计，实现水位的检测控制、处理和报警等功能，并在Proteus软件环境下模拟仿真。实验结果表明，该系统具有良好的检测控制功能，可移植性和扩展性好。 2设计方案及原理 设计原理 单片机水塔水位控制原理如图1所示，图中虚线表示容许水位变化的上下线，在正常情况下，应保持水位在虚线范围之内。其中A棒处于下限水位，C棒处于上限水位，B棒在上下水位之间。A棒接+5V电源，B棒、C棒各通过一个电阻与地相连。 图1 水塔水位控制原理图 水塔由电机带动水泵供水，单片机控制电机转动以达到对水位控制之目的。供水时，水位上升，当达到上限时，由于水的导电作用，B、C棒连通+5V。因此，b，c两端均为1状态，这时应停止电机和水泵的工作，不再给水塔供水。 当水位处于上下限之间时，B棒与A棒导通。因C棒不能与A棒导通，b端为1状态，c端为0状态。这时，无论是电机已在带动水泵给水塔加水，水位在不断上升；或者是电机没有工作，用水使水位在不断下降。都应继续维持原有的作
1 绪论 单片机应用发展迅速而广泛。在过程控制中，单片机既可作为主计算机，又可作为分布式计算机控制系统中的前端机，完成模拟量的采集和开关量的输入、处理和控制计算，然后输出控制信号。单片机广泛用于仪器仪表中，与不同类型的传感器相结合，实现诸如电压、功率、频率、湿度、流量、速度、厚度、压力、温度等物理量的测量；在家用电器设备中，单片机已广泛用于电视机、录音机、电冰箱、电饭锅、微波炉、洗衣、高级电子玩具、家用防盗报警等各种家电设备中。在计算机网络和通信、医用设备、工商、金融、科研、教育、国防、航空航天等领域都有着十分广泛的应用。 随着科技的发展，液位测量技术趋于智能化、微型化、可视化。本设计思想是用单片机做下位机，PC机做上位机，单片机和PC机相结合对水箱液位进行测量和监控。该设计要求具有一定的智能化，可操作性和稳定性好。 1．1 课题背景与研究意义 在工农业生产中，常常需要测量液体液位。随着国家工业的迅速发展，液位测量技术被广泛应用到石油、化工、医药、食品等各行各业中。低温液体（液氧、液氮、液氩、液化天然气及液体二氧化碳等）得到广泛的应用，作为贮存低温液体的容器要保证能承受其载荷；在发电厂、炼钢厂中，保持正常的锅炉汽包水位、除氧器水位、汽轮机凝气器水位、高、低压加热器水位等，是设备安全运行的保证；在教学与科学研究中，也经常碰到需要进行液位控制的实验装置。 1．2 国内外研究现状及发展 液位测量的方法比较多，依据测量方式的不同可分为接触式与非接触式两种类型。 ●接触式测量法 接触式测量法是指测量用传感器直接与容器内存储液体相接触，从而获得测量参数的方法。
本方法所使用的电容通常由两块圆柱形极板或一个探极与罐壁构成。当液位不同时，电容器的介电常数就不同，故电容量也不同。在此基础上可以把电容量转化为电压、相移、频率、脉宽等物理量，再进行测量。 电容式液位测量装置通常结构简单、灵敏度高、稳定性好、动态响应快，适合于恶劣的工作环境，生产成本也不高；但电容液位测量器需要考虑温度补偿，且介质的成分、水分、温度、密度等不确定变化因素直接影响测量结果的准确性，另外检测电路比较复杂，尤其是检测微小电容量的变化。 ●非接触式测量法 非接触式测量法包括超声波法、调制型光学法、微波法等。其特点是测量手段并不采用浮子之类的固态物，而是利用声、光、射线、磁场等的能量。液位传感器不和被测介质接触，不受被测介质影响，也不影响被测介质，故适用范围广泛。特别是接触式测量装置不能适用的特殊场合，如高粘度、强腐蚀性、污染性强，易结晶的介质。 ●光纤测量法 光纤液位检测是近年来出现的一种新技术。根据光导纤维中光在不同介质中传输特性的改变对液位进行测量。 光纤液位测量有以下优点：精度高、灵敏度好、抗电磁干扰、耐腐蚀、电绝缘性好、检测现场无电、光路有抗扰性以及便于与计算机连接，便于与光纤传输系统组成网络等。 目前，市面上进行液位测量的仪表种类繁多，但是同时具有测量、监控、数据记录及处理的液位测量装置并不多。在某些工业控制系统中，数据的测量这一基本功能已不能满足现代工业的要求，往往需要对大批数据进行记录，对其进行后期处理分析，实现差错控制、工艺改善、资源优化等一系列工作。为了获得大批量的数据，得到可靠的分析资料，往往需要长期、多网点的监控记录。在液位测量这一领域中，如江河湖海、城市用水等方面，大量数据长时间，多网点的采集记录分析具有普遍的意义。液位的变化分析，有助于人们进一步对自然环境、天气变化甚至是灾害预警提供可靠的支持。
.. . … 1 概述 液位控制系统是以液位为被控参数的控制系统，它在工业生产的各个领域都有广泛的应用。在工业生产过程中，有很多地方需要对容器的介质进行液位控制，使之高精度地保持在给定的数值，如在建材行业中，玻璃窑炉液位的稳定对窑炉的使用寿命和产品的质量起着至关重要的作用。液位控制一般指对某一液位进行控制调节，使其达到所要求的控制精度。液体的液位的自动控制,是近年来新开发的一项新技术,它是微型计算机软件、硬件、自动控制等几项技术紧密结合的产物,工程作业采用的是微机控制和原有的仪表控制,微机控制有以下明显优势: 1)直观而集中的显示各运行参数,能显示液位状态。 2)在运行中可以随时方便的修改各种各样的运行参数的控制值,并修改系统的控制参数,可以方便的改变液位的上限、下限。 3) 具有水体控制过程的自动化处理以及监控软件良好的人机界面，操作人员在监控计算机上能根据控制效果及时修运行参数，这样能有效地减少工人的疲劳和失误，提高生产过程的实时性、安全性 综合以上的种种优点可以预见采用计算机控制系统是行业的大势所趋。单片机是在一块芯片上集成了一片微型计算机所需的CPU、存储器、输入、输出等部件。单片机自问世以来,性能不断提高和完善,体积小、速度快、功耗低的特点使它的应用领域日益广泛。一般,工业控制系统的工作环境差,干扰强,利用单片机控制就能克服这些缺点,因此单片机在控制领域得到广泛的应用,使用单片机控制
液体液位是很好的选择。 目前我国在单片机测控装置研究、生产、应用中,取得了很大的成绩,总结了很多经验,但是各行业仍处于发展期,经调查,更多科研究所在这方面开展的工作更看重的是理论和算法,数年来这方面的研究的论文较多,着重生产实际的很少。在,新型的单片机测控装置与系统研究的生产基础较雄厚,在生产过程中需要新型的测控装置与系统,因此在不断的努力研究与开发。的工程技术研究人员更着重的是生产实际研究,对理论、算法和成果的论文较少;在研制新型的测控装置与系统领域也比较有成就,尽管与其他国家比较尚有差距,但是,的高校、研究院所的最大的特点就是实际,与生产实际应用项目无关的问题基本不去考虑,主要考虑选取什么材料,测控什么物理量,优点是什么,与机器设备的通讯接口等等。 2 设计的基本任务和要求 2.1 基本功能 本设计是采用AT89C51单片机为核心芯片,及其相关硬件来实现的水体液位控制系统,在用液位传感器测液位的同时, CPU循环检测传感器输出状态,并用3位七段LED显示示液位高度,检测液位数据,实施报警安全提示,当水体液位低于用户设定的值时,系统自动打开泵上水,当水位到达设定值时,系统自动关闭水泵或打开排水泵。 2.2塔水位控制原理 单片机水塔水位控制原理如图l所示，图中的虚线表示允许水位变化的上、下限位置。在正常情况下．水位应控制在虚线围之。为此，在水塔的不同高度处，安装固定不变的3根金属棒A、B、C。用以反映水位变化的情况。其中，A棒在
- 基于单片机的水位控制系统设计
目录 1概述 (3) 2设计的基本任务和要求 (4) 2.1 基本功能 (4) 2.2塔水位控制原理 (4) 2.3 系统硬件总体方案 (5) 3控制系统方案设计 (5) 3.1系统硬件方案 (5) 3.2 核心芯片AT89C51单片机 (6) 3.3系统软件总体方案 (7) 4.Proteus设计与仿真 (9) 4.1元器件清单 (9) 4.2基于单片机水位控制原理图5 (9) 4.3基于单片机的水位控制PCB图6 (10) 4.4水位检测的主程序 (10) 4.5 实验仿真结果 (13) 4.6 结语 (14) 5 设计体会 (14) 参考文献 (15)
1概述 液位控制系统是以液位为被控参数的控制系统，它在工业生产的各个领域都有广泛的应用。在工业生产过程中，有很多地方需要对容器的介质进行液位控制，使之高精度地保持在给定的数值，如在建材行业中，玻璃窑炉液位的稳定对窑炉的使用寿命和产品的质量起着至关重要的作用。液位控制一般指对某一液位进行控制调节，使其达到所要求的控制精度。液体的液位的自动控制,是近年来新开发的一项新技术,它是微型计算机软件、硬件、自动控制等几项技术紧密结合的产物,工程作业采用的是微机控制和原有的仪表控制,微机控制有以下明显优势: 1)直观而集中的显示各运行参数,能显示液位状态。 2)在运行中可以随时方便的修改各种各样的运行参数的控制值,并修改系统的控制参数,可以方便的改变液位的上限、下限。 3) 具有水体控制过程的自动化处理以及监控软件良好的人机界面，操作人员在监控计算机上能根据控制效果及时修运行参数，这样能有效地减少工人的疲劳和失误，提高生产过程的实时性、安全性 综合以上的种种优点可以预见采用计算机控制系统是行业的大势所趋。单片机是在一块芯片上集成了一片微型计算机所需的CPU、存储器、输入、输出等部件。单片机自问世以来,性能不断提高和完善,体积小、速度快、功耗低的特点使它的应用领域日益广泛。一般,工业控制系统的工作环境差,干扰强,利用单片机控制就能克服这些缺点,因此单片机在控制领域得到广泛的应用,使用单片机控制液体液位是很好的选择。 目前我国在单片机测控装置研究、生产、应用中,取得了很大的成绩,总结了很多经验,但是各行业仍处于发展期,经调查,更多科研究所在这方面开展的工作
单片机原理及系统课程设计 专业：自动化 班级：自动化1201 姓名: 王文玉 学号：201209005 指导教师：苟军年 兰州交通大学自动化与电气工程学院 2014年12月12日
基于单片机的水位控制系统设计 1 引言 单片机课程的学习，不仅要在课本上学到知识，更要在实际中得到锻炼。我认为要学好单片机这门课程，更重要的是要学会通过实践巩固学到的知识，只有把学到的知识通过实践不断体会理解，才能更好的掌握这门课程。本次课程设计我选择制作的题目是基于单片机的水位控制系统的设计，在此次课程设计中主要以水塔供水为例,进行设计介绍。该系统能实现水位检测、电机故障检测、处理和报警等功能，实现超高、低警戒水位报警，超高警戒水位处理。介绍电路接口原理图，给出相应的软件设计流程图和C语言程序，并用Proteus软件仿真。 1.1 设计背景 水位控制系统是现今生活和工业一种比较实用的系统,其应用范围广泛,主要涉及水塔、水库和锅炉水位的控制等领域。以水塔供水为例,供水的主要问题是塔内水位应始终保持在一定范围，避免“空塔”、“溢塔”现象发生。目前，控制水塔水位方法较多，其中较为常用的是由单片机控制实现自动运行，使水塔内水位保持恒定，以保证连续正常地供水。实际供水过程中要确保水位在允许的范围内浮动，应采用电压控制水位,通过实时检测电压，测量水位变化，从而控制电动机工作状态，保证水位在正常范围内。 2 设计方案及原理 2.1通过水位变化上下限的控制方式 这种控制方式通过在水塔的不同高度固定不动的3根金属棒ABC，以感知水位的变化情况。A棒接+5V电源，B棒﹑C棒各通过一个电阻与地相连。利用51单片机为控制核心，设计成一个对供水箱水位能自动进行检测控制的系统。如果水塔水位处于警界低水位状态时，启动水泵,水泵开始正转，开始向水塔供水；如果水塔水位处于正常水位状态时,水泵停止工作，水泵停转；如果水塔水位处于警界高水位状态时，启动水泵,水泵开始反转，开始从水塔排水；供水系统出现故障时，自动报警；故障解除时，水泵恢复正常工作。 2.2水塔水位控制原理 在水塔内的不同高度处，安装固定不变的3根金属棒A、B、C，用以反映水
单片机原理与应用 课程设计报告 题目：基于单片机的液位控制器设计 学院： xxxxxxxxxxxxxxxxxx 班级： xxxxxxxxxxxx 学号： xxxxxx 姓名： xxx 联系方式： xxxxxxxx 指导教师： xxxxxxxxxx 报告成绩： xx年xx月xx日
目录 1 绪论 (5) 2 系统总体设计 (6) 2.1设计思路 (6) 2.2 系统框图 (6) 2.3 设计原理分析 (7) 2.4 电路工作原理................................................................................................ 错误！未定义书签。 3 系统硬件设计 (9) 3.1 驱动电路设计 (9) 3.2 报警电路设计 (9) 3.3液位指示电路设计............................ 错误！未定义书签。 3.4压力自动控制模拟和手动操作控制电路设计 .... 错误！未定义书签。 3.5晶振电路.................................... 错误！未定义书签。 3.6 复位电路 (14) 4 系统软件设计 (15) 4.1 软件设计说明 (15) 4.2主程序流程图 (15) 4.3液位控制程序流程图 (15) 5 设计的结果 (18) 6 总结............................................ 错误！未定义书签。 附录............................................... 错误！未定义书签。
摘要 液位监测系统在很多的地方都会用到，例如在工厂的生产当中，液位控制是否得当就会影响生产产品的质量和美观，在生活当中，我们离不开水的利用，常常需要对水箱或水塔水位的监测，液位监测系统也与我们的生活息息相关，它关系着我们生活的品质和效率，所以我们要对液位进行连续的监测和控制。 本文的设计的是利用AT89C51单片机实现对水箱液位监测，通过分析领域条件下，在其系统中通过液位变送器获取信息（4-20mA），其采集电流太小而不容易测量，所以需要用放大电路对其放大，通过处理后，由模数转换变换为二进制数传入单片机，它可以对数据进行实时的处理。并在本文的软件设计当中介绍了本次系统的电路原理图和软件编写时所需的流程图，然后通过显示电路把采集到的液位高度值显示给我们。 最后通过Keil C51软件编写出本次系统所需要的程序，同时在Proteus软件里进行仿真，实现了对液位监测。通过该设计的运用，满足了间接测量，自动的控制及其管理的目的。 关键词：单片机；液位控制；Proteus仿真
Abstract Liquid level monitoring system are used in many places, such as in the production of the factory, liquid level control properly will affect the production of products, the quality and appearance, in the life, we can use of water, often need to the water tank or water tower water level monitoring, liquid level monitoring system is closely related with our life, it relates to the quality and efficiency of our lives, so we have to continuously monitor and control the liquid level. The design is implemented by AT89C51 SCM of water level monitoring, through the analysis of field conditions and in the system through the liquid level transmitter (20mA) to obtain information, the current collection is too small and not easily measured, so it is necessary to amplifier circuit for amplifying the, through processing, by the modulus transform as a binary number of incoming MCU, it can real time of data processing. And in the design of software in this article introduced flow chart of the system circuit schematic diagram and software compiling, and through the display circuit the collected liquid height values are shown to us. At last, the program of the system is written by C51 Keil, and the simulation is carried out in the Proteus software, and the liquid level monitoring is realized. Through the application of this design, it can meet the indirect measurement, and the purpose of the control and management. Keywords：SCM; liquid level control; Proteus simulation
单位代码0 2 学号 分类号TH6 密级 课程设计说明书 水箱水位控制系统设计 院（系）名称机械工程学院 专业名称机械设计制造及其自动化学生姓名 指导教师 2015年10 月27 日
黄河科技学院课程设计任务书 机械工程学院机械系机械设计制造及其自动化专业12 级1 班学号1200000000 姓名指导教师 题目: 水箱水位控制系统设计 课程:单片机应用技术 课程设计时间2015 年10 月13 日至10 月27 日共 2 周课程设计工作内容与基本要求(设计要求、设计任务、工作计划、所需相关资料)（纸张不够可加页） 1. 设计要求 在高塔的内部我们设计一个简易的水位探测传感器用来探测三个水位，即低水位，正常水位，高水位。低水位时送给单片机一个高电平，驱动水泵加水，红灯亮；正常范围的水位时，水泵加水，绿灯亮；高水位时，水泵不加水，黄灯亮。 2. 设计任务与要求（完成后需提交的文件和图表等） 1〉系统硬件电路设计 根据该系统设计的功能要求选择所用元器件，设计硬件电路。要求用Proteus 绘制整个系统电路原理图。 2〉软件设计 根据该系统设计的功能要求进行软件设计，要求用VISIO软件绘制整个系统及各部分的软件流程图。并根据流程图编写程序并汇编调试通过。列出软件清单，软件清单要加以注释。 3〉Proteus仿真 用Proteus对系统软硬件进行仿真调试通过。 4〉软硬件实际调试 5〉编写设计说明书一份，内容包括任务书、设计方案分析、硬件设计部分要绘制整个系统电路原理图，对各部分电路设计原理做出说明。软件设计部分要绘制整个系统及各部分的软件流程图，并列出软件清单，软件清单要求加注释，并在各功能块前加程序功能注释。调试结果整理分析及设计调试的心得体会。3．工作计划（进程安排） 第1周基本完成软、硬件的设计（分散在教学过程中完成）。第二周2天绘
1 概述 液位控制系统是以液位为被控参数的控制系统，它在工业生产的各个领域都有广泛的应用。在工业生产过程中，有很多地方需要对容器内的介质进行液位控制，使之高精度地保持在给定的数值，如在建材行业中，玻璃窑炉液位的稳定对窑炉的使用寿命和产品的质量起着至关重要的作用。液位控制一般指对某一液位进行控制调节，使其达到所要求的控制精度。液体的液位的自动控制,是近年来新开发的一项新技术,它是微型计算机软件、硬件、自动控制等几项技术紧密结合的产物,工程作业采用的是微机控制和原有的仪表控制,微机控制有以下明显优势: 1)直观而集中的显示各运行参数,能显示液位状态。 2)在运行中可以随时方便的修改各种各样的运行参数的控制值,并修改系统的控制参数,可以方便的改变液位的上限、下限。 3) 具有水体控制过程的自动化处理以及监控软件良好的人机界面，操作人员在监控计算机上能根据控制效果及时修运行参数，这样能有效地减少工人的疲劳和失误，提高生产过程的实时性、安全性 综合以上的种种优点可以预见采用计算机控制系统是行业的大势所趋。单片机是在一块芯片上集成了一片微型计算机所需的CPU、存储器、输入、输出等部件。单片机自问世以来,性能不断提高和完善,体积小、速度快、功耗低的特点使它的应用领域日益广泛。一般,工业控制系统的工作环境差,干扰强,利用单片机控制就能克服这些缺点,因此单片机在控制领域得到广泛的应用,使用单片机控制液体液位是很好的选择。 目前我国在单片机测控装置研究、生产、应用中,取得了很大的成绩,总结了很多经验,但是各行业仍处于发展期,经调查,更多科研究所在这方面开展的工作更看重的是理论和算法,数年来这方面的研究的论文较多,着重生产实际的很少。在上海,新型的单片机测控装置与系统研究的生产基础较雄厚,在生产过程中需要新型的测控装置与系统,因此在不断的努力研究与开发。上海的工程技术研究人员更着重的是生产实际研究,对理论、算法和成果的论文较少;深圳在研制新型
分数： 评语： 专业综合实验报告 (Part Ⅰ) 题目：基于单片机的水位控制器设计 学生姓名： 学号： 指导教师： 二○一六年一月
目录 1 绪论 (1) 1.1 实验课题来源与背景 (1) 1.1.1 课题来源 (1) 1.1.2 课题背景 (1) 1.2 实验内容 (1) 1.3 实验目的和要求 (2) 1.3.1 实验目的 (2) 1.3.2 基本要求 (2) 1.4 实验所需相关知识 (2) 1.4.1 水箱水位自动控制系统 (2) 1.4.2 AT89C51单片机（控制器） (3) 2 系统设计流程 (4) 2.1 设计内容及要求 (4) 2.2 系统设计方案流程图 (4) 2.3 Proteus生成PCB具体操作流程 (5) 3 原理图设计 (5) 3.1 Proteus概述 (5) 3.2 电路原理图所用元器件介绍 (7) 3.2.1 水位检测传感器 (7) 3.2.2 复位电路的设计 (7) 3.2.3 光报警电路的设计 (8) 3.2.4 泵的简介及泵的相关参数 (8) 4 设计原理和电路图 (9) 4.1 设计原理 (9) 4.1.1水位控制原理 (9) 4.1.2 系统结构图 (10) 4.1.3 控制方案说明 (10) 4.1.4 元件清单 (11) 4.1.5 电路原理图 (11) 4.2 PCB 板图 (11) 5 实验总结 (11) 附录Ⅰ：实验电路原理图 (13) 附录Ⅱ：PCB图 (14) 附录三：三维视图 (15)
1 绪论 1.1 实验课题来源与背景 1.1.1 课题来源 在武汉大学动力与机械学院自动化系本科生的教学课程中，安排学生学习了《自动控制理论》、《智能化仪器仪表原理与应用》等课程，学生已初步掌握了单片机的基本原理以及水位控制的系统。在此基础上，为增强学生的自主动手操作与实际解决问题的能力，将学到的知识与实践相结合，故将学生专业综合实验课题定为“基于单片机的水位控制器设计”。 1.1.2 课题背景 在生产领域中，实现水位自动检测和控制是工业过程控制的一项关键技术，对于提高工业过程控制的自动化水平有着重要的意义。在生活领域中，供水方式过去一般是通过人工来实现控制，容易造成对水资源的浪费，所以现在人们越来越关注水资源的问题。 目前，水位控制系统是受到广泛应用的供水系统，水位控制可以有多种实现方法，如机械控制、逻辑电路控制、机电控制、传感器控制等，但传统的控制方式存在控制精度低、能耗大、不能实现连续控制和跟踪水位的特点，采用单片机对水位进行控制，不仅具有控制方便、简单和灵活性大等优点，而且可以大幅提高被控水位的技术指标，从而大大提高控制的效果，更加符合人们的预期。 1.2 实验内容 针对水箱水位自动控制系统，要求设计一个基于单片机的控制器，其完成过程需要以下步骤： 1、学习水箱水位自动控制系统的工作过程，了解控制器所需的功能及要求。 2、学习单片机的各部件的工作原理和工作过程。 3、学习Proteus 的使用方法。 4、参考AT89C51单片机开发板设计水位控制器，并利用 Proteus绘制电路
o 课 程 设 计 任 务 书 题目 水位控制器设计 专业、班级 学号 姓名 主要内容、基本要求、主要参考资料等： 一、主要内容： ① 熟悉单片机应用系统的设计方法和规范，达到综合的目的。② 学习文件检索和查找数据手册的能力。③ 学习protel 软件的使用。 ④ 学会整理和总结设计文档报告。二、基本要求： ① 以MCS-51系列单片机为核心，组成一个水位自动控制系统。② 六区间式水位显示。③ 全自动位式进水。④ 满水、低水水位报警。 ⑤ 水位传感器故障自检及报警提示。⑥ 能延时恢复的报警消音。三、主要参考资料： ① 张毅坤等 单片微型计算机原理及应用 西安 西安电子科技大学出版社 ② 李建忠编著 单片机原理及应用 西安 西安电子科技大学出版社 完 成 期 限： 指导教师签名： 课程负责人签名： 2013年 12月 16 日 目录
摘要...................................................I 1、概述. (1) 1.1、系统原理 (1) 1.2、系统结构图 (1) 1.3、控制方案说明 (2) 1.4、系统组成及原理 (2) 2、硬件设计 (4) 2.1、单片机最小系统电路设计 (4) 2.2、水位检测传感器的选用 (5) 2.3、稳压电路的设计 (6) 2.4、光报警电路的设计 (7) 2.5、水泵的介绍 (9) 2.6、继电器控制水泵加水电路 (12) 2.7、电源电路 (13) 2.8、看门狗技术 (14) 3、软件设计 (17) 3.1、系统总原理图 (17) 3.2、系统程序清单 (18) 总结 (20) 参考文献 (21) 附录 (22)
1概述 液位控制系统是以液位为被控参数的控制系统，它在工业生产的各个领域都有广泛的应用。在工业生产过程中，有很多地方需要对容器内的介质进行液位控制，使之高精度地保持在给定的数值，如在建材行业中，玻璃窑炉液位的稳定对窑炉的使用寿命和产品的质量起着至关重要的作用。液位控制一般指对某一液位进行控制调节，使其达到所要求的控制精度。液体的液位的自动控制,是近年来新开发的一项新技术,它是微型计算机软件、硬件、自动控制等几项技术紧密结合的产物,工程作业采用的是微机控制和原有的仪表控制,微机控制有以下明显优势: 1)直观而集中的显示各运行参数,能显示液位状态。 2)在运行中可以随时方便的修改各种各样的运行参数的控制值,并修改系统的控制参数,可以方便的改变液位的上限、下限。 3) 具有水体控制过程的自动化处理以及监控软件良好的人机界面，操作人员在监控计算机上能根据控制效果及时修运行参数，这样能有效地减少工人的疲劳和失误，提高生产过程的实时性、安全性 综合以上的种种优点可以预见采用计算机控制系统是行业的大势所趋。单片机是在一块芯片上集成了一片微型计算机所需的CPU、存储器、输入、输出等部件。单片机自问世以来,性能不断提高和完善,体积小、速度快、功耗低的特点使它的应用领域日益广泛。一般,工业控制系统的工作环境差,干扰强,利用单片机控制就能克服这些缺点,因此单片机在控制领域得到广泛的应用,使用单片机控制液体液位是很好的选择。 目前我国在单片机测控装置研究、生产、应用中,取得了很大的成绩,总结了很多经验,但是各行业仍处于发展期,经调查,更多科研究所在这方面开展的工作更看重的是理论和算法,数年来这方面的研究的论文较多,着重生产实际的很少。在上海,新型的单片机测控装置与系统研究的生产基础较雄厚,在生产过程中需要新型的测控装置与系统,因此在不断的努力研究与开发。上海的工程技术研究人员更着重的是生产实际研究,对理论、算法和成果的论文较少;深圳在研制新型的
课程设计(论文) 题目名称： 课程名称： 学生姓名： 学号： 学院： 指导教师：
课程设计任务书
目录 摘要 (4) 引言 (5) 1几种方案的比较 (6) 1.1 简单的机械式控制方式 (6) 1.2 复杂控制器控制方案 (6) 1.3通过水位变化上下限的控制方式 (6) 2水塔水位控制原理 (8) 3电路设计 (9) 3.1原件的介绍 (9) 3.2引脚功能 (10) 3.3 水位检测接口电路 (13) 3.4报警接口电路 (14) 3.5 存储器扩展接口电路.................. .. (14) 4系统软件设计 (15) 4.1 流程图 (15) 4.2程序 (16) 5实验仿真 (18) 6结语 (19)
7参考文献 (19) 摘要 随着微电子工业的迅速发展，单片机控制的智能型控制器广泛应用于电子产品中，为了使学生对单片机控制的智能型控制器有较深的了解。经过综合分析选择了由单片机控制的智能型液位控制器作为研究项目，通过训练充分激发学生分析问题、解决问题和综合应用所学知识的潜能。另外，水位控制在高层小区水塔水位控制，污水处理设备和有毒，腐蚀性液体液位控制中也被广泛应用。通过对模型的设计可很好的延伸到具体应用案例中。设计一种基于单片机水塔水位检测控制系统。该系统能实现水位检测、电机故障检测、处理和报警等功能，实现超高、低警戒水位报警，超高警戒水位处理。介绍电路接口原理图，给出相应的软件设计流程图和汇编程序，并用Proteus软件仿真。实验结果表明，该系统具有良好的检测控制功能，可移植性和扩展性强。 关键词：单片机；水位检测；控制系统；仿真
1引言 大型水箱是很多公司生产过程中必不可少的部件，它的性能和工作质量的优良不仅仅对生产有着巨大的影响，而且也关系着生产的安全。在过去，大量的对水箱操作是由相应的人员进行操作的，这样的人工方式带来了很大的弊端，比如水位的控制，时刻监控水箱的环境，夜间的监控等等，操作员稍有疏忽，或者简易的监则器件损坏，将带来无法弥补的损失，更严重的会危机到生产人员的人身安全等。所以，对水箱控制，如果能够使用精密的而且完全会严格按照生产规定运行的自动化系统，可以最大限度的避免事故的几率，同时也能节省资源并能有效提高生产的效率。 2历史背景 在过去的几十年中，水箱主要是手动控制，即便采用浮标，电极等机械式控制，也极易造成资源的浪费。大部分原因是水箱内部水位没有及时反馈，从而使控制上有一定的延迟，从而造成了水量过多或者没能及时补水而导致资源的浪费或生产出现异常。因而实现对水箱水位的实时精确控制以改善补水过多和及时补水的情况，成为过去几十年水箱控制技术发展的重点。[1] 我国仍然处于生产型发展中国家，所有几乎在能源相关的所有领域中，水箱是比不可少的部件，即使是发达国家也不例外。它性能的优良与否关系直接关系到企业的生产安全和效益。随着我国嵌入式技术的发展，我国控制系统技术已经达到国际水平，但是在中小型企业以及民用产品，大量的水箱控制任然通过专职的人员进行控制。随着我国单片机开发技术的逐渐成熟，以及单片机生产成本的下降，基于单片机的水箱控制系统应用到中小型以及民用产品有着交大的发展空间。而且越来越多的水箱生产厂商开始聘用单片机开发人员和电路设计人员，将控制系统成为水箱设计的一部分，以提高自身产品的安全性能和科技含量来提高产品在市场中的竞争力。[2] 3发展现状
摘要 本温度设计采用现常见的89C51单片机，配以DS18B20数字温度传感器，该温度传感器可自行设置温度上下限。单片机将检测到的温度信号与输入的温度上、下限进行比较，由此作出判断是否启动继电器以开启设备。系统包括单片机模块、温度检测模块、水位检测模块和驱动电路设计四个部分。文中对每个部分功能、实现过程作了详细介绍。 关键词： DS18B20数字温度传感器 89C51 水温水位
目录 一．概述 (3) 1.1课题研究的目的及意义 (3) 1.2技术指标 (3) 二．总体设计方案 (3) 三．详细设计方案 (3) 1.1温度检测系统 (3) 1.2水位检测系统 (5) 四．元件说明 (6) 1.1 工作原理 (6) 1.2单片机的选择 (6) 1.3温度传感器 (8) 1.4水位传感器 (11) 1.5 显示元件 (11) 五．硬件模块设计 (12) 1.1单片机模块设计 (12) 1.2温度检测模块 (13) 1.3水位检测模块 (14) 1.4 控制模块 (15) 1.5 驱动电路设计 (15) 六．软件设计 (16) 1.2 温度检测系统 (17) 1.3 水位检测系统 (18) 1.4 DS18B20主程序............................................ 错误！未定义书签。七．结论 (18) 八．参考文献 (18) 附录 (18) 单片机与显示器件连接图 (18) 系统软件源代码 (18)
一．概述 1.1课题研究的目的及意义 目前市场上太阳能热水器的控制系统大多存在功能单一、操作复杂、控制不方便登问题，很多控制器只具有温度和水位显示功能，不具有温度控制功能。即使热水器具有辅助加热功能，也可能由于加热时间不能控制而产生过烧，从而浪费电能。鉴于此，我以89C51单片机为检测控制核心，采用数码管显示温度，设计了一种太阳能热水器微控制器，实现了温度和水位参数的实时显示，具有温度设定、水位控制功能。 1.2技术指标 设计并制作一个基于单片机的温度控制系统，能够对炉温进行控制。炉温可以在一定范围内由人工设定，并能在炉温变化时实现自动控制。若测量值高于温度设定范围，由单片机发出控制信号，经过驱动电路使加热器停止工作。当温度低于设定值时，单片机发出一个控制信号，启动加热器。通过继电器的反复开启和关闭，使炉温保持在设定的温度范围内。 ⑴温度设定范围为0～99℃，最小区分度为1℃，温度控制的误差≤1℃ ⑵能够用数码管精确显示当前实际温度值 ⑶按键控制：设置键、加一键、减一键 二．总体设计方案 以89C51为主控制芯片，温度采集采用DS18B20温度传感器，通过外围电路来采集水位，用四位数码管显示当前的水温，用LED灯指示水位，并且通过键盘来输入所需控制的水温。并且当水温水位超于限制时启动报警系统。如图2.1总体设计方案图所示。 图2.1 总体设计方案图 三．详细设计方案 3.1 总体结构设计 方案一：测温电路的设计，可以使用DS18B20温度传感器利用其感温效应，在将随被测温度变化的电压或电流采集后，把采样得到的模拟信号送入ADC0809进行A/D转换读入单片机进行A/D转换后，通过串行口输入，就可以用单片机进
基于单片机的水位检测控制系统设计 学院：专业：姓名：指导老师： 信息学院 自动化 刘翔学号： 职称： 0901******** 盛珣华 曹宇 教授 助理工程师 中国·珠海 二○一三年五月
诚信承诺书 本人郑重承诺：本人承诺呈交的毕业设计《基于单片机的水位检测控制系统设计》是在指导教师的指导下，独立开展研究取得的成果，文中引用他人的观点和材料，均在文后按顺序列出其参考文献，设计使用的数据真实可靠。 本人签名： 日期：年月日
基于单片机的水位检测控制系统设计 摘要 随着社会和科技的进步，以及人们的生活标准水平逐步的提高与发展，方便的全自动控制系统生活的开始逐步进入到我们的生活，单芯片微型计算机发展是其中的一个重要分支，具有高可靠性，高性能价格比，低电压，低功耗等优点，以单片机为核心的自动化控制系统已经赢得了广泛的应用范围。 本设计是基于单片机的水位检测控制系统设计。设计系统的目的在于应用单片机的自动运行技术，使得水塔中的水位始终保持在一定范围内，以保证连续正常的供水。本设计是以AT89C51单片机为核心部件的水塔水位检测控制仿真系统设计的，用以检测水位并进行控制、处理以及报警功能，并在Proteus仿真软件环境中仿真测试。结果表明，设计的系统具有良好的检测和控制功能，方便移植性和可扩展性。关键词：水位控制单片机报警
Based SCM the water level detection control system design Abstrac With the social and technological progress, as well as the level of people's standard of living gradually improve with the exhibition, and the convenience of automatic control system for the beginning of life gradually into our lives, single-chip microcomputer development is an important branch,the advantages of high reliability, high performance and low cost, low-voltage, low-power microcontroller as the core of the automation control system has won a wide range of applications. The title of the graduate design microcontroller-based water level detection and control system design, three metal rods into the water used to detect the signal, the conductivity of the water, can see that the water level changes. Under normal circumstances, the water level should be kept within a certain range changes, the water level does not exceed the stipulated upper and lower limits, in the event of a system failure, should be promptly cut off electrical power, and there should be sound and audible alarm signals of the light-emitting diode. Design System aimed the application microcontroller run automatically, so that the water level in the water tower always maintained within a certain range in order to ensure the continuous normal water. The design is based on AT89C51 microcontroller as the core components of the water tower water level detection and control simulation system designed to detect water level control, processing, and alarm functions, and Proteus simulation software environment simulation testing. Experimental results show that the design of the system has a good detection and control functions, portability and scalability. Keywords:Level controlmicrocontroller alarm