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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

金小龙:基于单片机的液位控制系统的设计
II
The Design of Liquid Level Control System Based on MCU
Abstract
The liquid level measurement is widely used in industry, economy, life and other fields.
This design take the water tank water supply as a model, uses in carries on the survey to the
water tank fluid position signal to monitor the record.
The liquid level measurement device base on MCU is widely used because of many
characteristics such as high measurement accuracy, good repeatability, low power
consumption and long useful time. When we study Scientific Outlook on Development
thoroughly, the design of electronic aid should include the thought of sustainable
development. So, beyond the liquid level measurement device based on MCU, expand the
functions of real-time monitoring, data acquisition, serial communication. Through the new
functions, the scientific method of the liquid level measurement could be combined with
Statistical Science, be used to manage the water resources reasonable, reduce energy
consumption.
This thesis introduces the design process of the liquid level control system by several
parts as system schema, the design of hardware circuit, the software of host computer and
system software, ultimately achieved the level of real-time measurement and monitoring.
Finally, the paper summarizes the problems and solutions of the design process, describes
briefly the method of data processing, and leads to ideas of the further design and
development.
Keywords : MCU ; Liquid Level Measurement ; Real-time monitoring ; Serial
Communication

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

金小龙:基于单片机的液位控制系统的设计
IV
4.2.2 上位机软件的界面设计...........................................31
4.2.3 上位机串口通信功能的实现.......................................32
4.2.4 上位机软件中的数据处理.........................................34
结论与展望 ...............................................................35
致谢 .....................................................................37
参考文献 .................................................................38
附录 A 系统电路原理图 ...................................................39
附录 B 外文文献及译文 ...................................................40
附录 C 主要参考文献的题录及摘要 .........................................49
附录 D 系统软件源代码 ...................................................52

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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