基于单片机的水箱液位控制与报警系统的方案设计书.doc资源-CSDN下载

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安徽工程大学毕业设计（论文）

I

摘要

液位测量广泛应用于工业、经济、生活等领域。本设计以水箱供水为模型，用于对

水箱液位信号进行测量监控记录。

基于单片机的液位测量装置具有测量准确、重复性好、功耗低、使用寿命长的特点，

是广泛采用的技术。在深入学习科学发展观的同时，电子设备的设计也需融入可持续发

展的设计理念。故此，在基于单片机的液位测量装置基础上，扩展实时监控、数据采集、

计算机串行通信等功能，从而能够通过科学的方法将液位测量与统计科学结合，合理调

度水资源，降低能源消耗。

本文从系统方案选择与论证，硬件电路设计，系统软件与上位机软件设计等几个方

面介绍了基于单片机的液位测量监控系统的设计过程，最终实现了液位的实时测量与监

控。最后，本文总结了设计过程中出现的问题及解决方法，简要叙述了所获数据的处理

方法，引出了进一步设计开发的思路。

关键词：单片机；液位测量；实时监控；串口通信

安徽工程大学毕业设计（论文）

III

目录

引言 ......................................................................1

第 1 章绪论 ..............................................................2

1.1 课题背景与研究意义..................................................2

1.2 国内外研究现状及发展................................................2

1.3 本课题主要研究内容..................................................3

第 2 章系统总体方案 ......................................................4

2.1 系统设计要求........................................................4

2.2 系统框图............................................................4

2.3 硬件设计方案........................................................4

2.3.1 主控模块设计方案................................................5

2.3.2 键盘模块设计方案................................................5

2.3.3 显示模块设计方案................................................6

2.3.4 数据存储模块设计方案............................................6

2.3.5 时间模块设计方案................................................7

2.3.6 A/D 转换模块设计方案 ............................................8

2.3.7 通信模块设计方案................................................9

2.3.8 电机控制模块设计方案...........................................10

第 3 章硬件电路设计 .....................................................11

3.1 AT89S52 硬件设计 ...................................................11

3.2 按键设计...........................................................13

3.3 显示单元硬件设计...................................................14

3.4 存储单元硬件设计...................................................15

3.5 时间单元硬件设计...................................................17

3.6 A/D 转换单元硬件设计 ...............................................18

3.7 通信单元硬件设计...................................................19

3.8 其他外围电路的设计.................................................20

第 4 章系统软件设计 .....................................................22

4.1 系统软件...........................................................22

4.1.1 系统软件编译开发环境...........................................22

4.1.2 系统主程序流程图...............................................22

4.1.3 系统初始化.....................................................22

4.1.4 显示与 A/D 转换的数据处理.......................................24

4.1.5 按键部分软件设计...............................................25

4.1.6 显示模块的软件设计.............................................26

4.1.7 A/D 转换模块软件设计 ...........................................26

4.1.8 电机控制模块软件设计...........................................26

4.1.9 通信协议及通信模块软件设计.....................................27

4.1.10 时间模块软件设计..............................................29

4.2 上位机软件设计.....................................................30

4.2.1 上位机软件开发编译环境.........................................30

安徽工程大学毕业设计（论文）

V

插图清单

图 2-1 系统总体框图……………………………………………………………………… 1

图 3-1 AT89S52 引脚及网络标号………………………………………………………… 11

图 3-2 复位电路及时钟电路………………………………………………………………13

图 3-3 系统按键电路………………………………………………………………………14

图 3-4 74LS273 及 74LS47 引脚图 ……………………………………………………… 14

图 3-5 显示部分电路图……………………………………………………………………15

图 3-6 62256 引脚图……………………………………………………………………… 16

图 3-7 存储的单元电路……………………………………………………………………16

图 3-8 DS1302 引脚图………………………………………………………………………17

图 3-9 时间单元电路………………………………………………………………………17

图 3-10 ADC0804 引脚图……………………………………………………………………18

图 3-11 A/D 转换单元电路图………………………………………………………………19

图 3-12 MAX485 引脚图…………………………………………………………………… 19

图 3-13 串行通信模块电路图…………………………………………………………… 20

图 3-14 继电器部分电路图……………………………………………………………… 20

图 3-15 电源指示灯电路图……………………………………………………………… 21

图 4-1 主程序流程图………………………………………………………………………23

图 4-2 键盘程序流程图……………………………………………………………………25

图 4-3 液位检测流程图……………………………………………………………………27

图 4-4 通信检测流程图……………………………………………………………………28

图 4-5 上位机软件界面效果图……………………………………………………………33

图 4-6 水箱液位控制结构图………………………………………………………………33

图 5-1 MATLAB 绘制图形……………………………………………………………………36

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