液位控制新版系统改.docx

专业课程设计

题目： 液位控制器设计

姓 名： 李宏旭 仲隆健
学 号： P P
学 院： 电气工程学院
专 业： 自动化
班 级： 级自动化三班
指导老师： 刘明华

年 06 月 15日

摘 要
本文采取AT89C51单片机系统实现了对液位自动控制过程，设计出一个低成本、高实用价值水位控制器。该系统含有水位检测、水位高度LCD显示、低水位高水位报警和自动加水等功效。
本设计过程中关键采取了传感技术、单片机技术、光报警技术和弱电控制强电技术。本设计传感器使用了超声波模块，而且具体叙述了超声波测距测原理，给出了系统组成框图。此系统含有易控制、工作可靠、测量精度高优点，可实时监控液位。并采取C51单片机系统控制整个电路信号处理和采取光电耦合和继电器来实现弱电控制强电来实现加水系统自动控制。它能自动完成水位检测、光报警、上水停水全部工作循环，确保液面高度一直处于较理想范围内，它结构简单，制造成本低，灵敏度高，节省能源显著，是用于多种高层液体储存理想设备。

关键词 单片机/超声波模块/自动监测/LCD1602液晶/自动控制

目 录
摘 要 I
1绪论 1
1.1研究现状 1
1.2液位测量技术概况 1
1.2.1机械浮子类液位计 2
1.2.2电子类液位传感器 2
1.2.3热学式液位计 3
1.2.4．雷达液位传感器 3
1.2.5超声波液位传感器 3
1.2.6液压类液位计 4
1.3国内外液位传感器的现状 5
1.4设计任务与计划 5
2总体方案的设计 7
2.1设计思路 7
2.2结构设计 8
3硬件设计 10
3.1系统方框图 10
3.2系统工作原理 10
3.2.1单片机介绍 11
4各部分电路设计 15
4.1传感器的选用 15
4.2显示模块 16
4.3单片机控制处理电路 17
4.4光报警显示统电路 18
4.5继电器控制电路的原理图 18
4.5.1光电耦合器简介 19
4.5.2继电器简介 20
5软件设计 22
5.1水位控制系统程序流程图 22
5.2 水位控制系统主程序 23
6系统仿真 24
6.1程序编译和加载 24
6.2 Proteus系统仿真 24
6.3系统仿真结果分析 25
7实物的制作与调试 26
8总结 27
致 谢 28
参考文献 29
附 录1 30
附 录 2 31

1绪论
1.1研究现实状况
在很多工业生产过程中，需要对系统液位进行监测，尤其是对含有腐蚀性液体液位测量，传统电极法是采取差位分布电极，经过给电脉冲来检测液面，电极长久浸泡在液体中，极易被腐蚀、电解、失去灵敏性，所以对测试设备抗腐蚀性要求较高。超声波液位检测系统，利用了超声波传感技术原理，采取一个非接触式测量方法，能够实现对工业系统中液位或物料位检测；而且超声波含有很好指向性和束射特征，人耳听不见，通常不会对人体造成伤害检测工程方便、快速、易做到实时控制，而且测量精度又能达成工业实用要求，所以有广泛工业应用前景。
而且现在，中国住宅小区楼房自来水供水系统关键采取高塔供水，既在楼顶或另外建设高塔上面建个蓄水池以确保用户水压恒定。现在大多数住宅小区全部是采取人工加水措施，即当水用完时候，就人工开启水泵进行加水，十分不便。所以这一切问题存在，全部在呼叫一个简单经济液位检测报警控制系统诞生。
传统控制方法存在控制精度低、能耗大缺点,而自动控制原理, 依据用水量改变自动调整系统运行参数,保持水压恒定以满足用水要求, 从而提升了供水系统质量。而且成本低，安装方便，经过数次试验证实，灵敏性好，是节省水源，方便家庭和单位控制水塔水位理想装置。
1.2液位测量技术概况
液位传感器是指检测液体高度信息仪器，液位测量技术在工程领域有着极为广泛应用。伴随生产自动化程度不停提升，必需首先对液位测量数据进行控制和调整，以确保自动化生产能够自动控制在最好状态。在现代化企业生产过程中，采取计算机控制系统对生产进行多种综合控制和管理普及，控制系统智能化、统一化，要求测量对象要广、测量精度要高、可靠性要好、实用性要强、且适适用于特殊测量环境等，这些对液位测量技术也提出了更高要求。尤其是当液面含有波动和存在气泡，或液面高度随时间改变动态测量，或被测介质含有粘滞性、导电性，或需要考虑容器密封性和介质是否含有腐蚀物、毒性和易爆性等情况下，选择适宜液位测量技术就显得尤为关键。
现在中国外工业生产中普遍采取液位测量方法有19种以上，关键有以下几大类:
1.2.1机械浮子类液位计
测量原理是利用传动装置把和液位同高度浮子高度信息转换成脉冲信号或连续信号，转换器是部分机械舌簧、磁铁、电子或光电设备。这类液位计能够进行连续测量，其问题是积聚在传动机械臂上污物(如水垢沉积)会限制浮子运动，从而产生故障。
1.2.2电子类液位传感器
测量原理是把液位改变转化为电气参数改变，利用一定测量电路将电参数检测出来，从而达成测量液位目标。其中最常见且最成熟是电容式液位传感器。
电容式液位计它是利用空气和液体作电容器两极极板间电介质，将液位改变转换成静电电容改变，用电子学方法测量电容值，从而探测液体高度信息。它结构简单，精度较高，而且量程广，适合于测量多种介质(导电介质、非导电介质)液位，不过要求液体含有相同、稳定介电常数，需要有温度赔偿。尤其用长电缆连接时，对电缆中干扰和寄生电容很敏感，精度较差，且对导电介质或粘性介质，误差较大、易受干扰，严重影响测量结果。
电阻式液位计探测器在空气中阻值要比它浸在液体中阻值大得多，经过电子学方法测量液体容器底部和顶部之间电阻，从中可探知液位信息。其测量精度受液体污染情况影响较大，探针污染和沉积物，会造成错误输出，在直流工作时会产生电解，响应速度慢。
1.2.3热学式液位计
由热敏电阻发出信号可用来指示这类元件是否浸在液体中。它结构小，适适用于圆筒容器、玻璃柱、管道等，但这种方法仅能进行点测量，而不能用于液位连续测量。
1.2.4．雷达液位传感器
雷达传感器就是利用发射一反射一接收原理来测量距离，所以可用于有毒、有害恶劣环境下。雷达液位传感器传输信号是一个特殊形式.电磁波，其物理特征和可见光相同。雷达信号是否能够被反射取决于被测介质导电性和被测介质介电常数两个原因。全部导电介质全部能很好地反射雷达信号，导电性不太好介质也能被很正确地测量。雷达波不易受干扰，巨能穿透塑料容器或玻璃容器进行测量，无需在容器上开孔，能实现非接触测量，即使在飞灰、粉尘强烈并有很强旋涡环境下也能进行正确测量。然而雷达传感器测量信号运行时间极短，这给信号分析处理提出了极高要求，造成它价格昂贵、技术实施困难。
1.2.5超声波液位传感器
超声波液位传感器发展很快、应用也很广泛，常见于测量明渠液位及开口容器内液位。由超声换能器发射超声脉冲经空气在被测介质上反射，再返回接收换能器，测量该超声脉冲往返时间，就能得到超声换能器辐射面到被测液面距离。依据换能器安装高度，就能得出液位高度。
1.2.6液压类液位计
这类液位计能够进行连续测量。
气泡式液位计将被测液位值转换为空气压力值，测定该压力值后，利用该被测压力和液位高度成正比原理测量液位。
压力式传感器它是利用液面高度改变时容器底部或侧面某点上压力也随之而改变原理来设计。在测量开放容器时，大多采取直接测量底部某点压力来测量。这类液位传感器精度关键受到压力表精度限制，同时还要求被测液体密度是已知，而且要求液体密度要恒定不变。
1.3中国外液位传感器现实状况
对于液位测量传感器研究，国外液位测量技术起步较早且投入资金雄厚，发展很快速。到现在为止国外很多企业全部研制出很多功效齐全、自动化智能程度高、精度高测量体系和产品系列。如美国DREXELBROOK企业研制Universall II TM连续液位变送器(其精度可达0.1，量程最大15米，4-20mA电流输出，上下限位报警，叠加智能通讯协议HART, Honeywell等)。美国Milltronics企业研制多量程超声波液位监测系统含有测量液位、液位差能力，其采取非接触式超声波传感器，可监视30cm到14m范围液位改变。经典产品还有美国Foxboro企业、Texas仪器企业、Varec企业、Rosemount企业和Moore企业生产HTG静压式计量系统，所用传感单元是高精度压力变送器，将其放在油罐底部，经过检测液体压力取得其它参数信息。还有其它国家和企业研制液位传感器等产品，广泛应用于工业、食品等行业，并大量地进入中国液位测量领域[4]。
在中国，液位传感器研制开发技术比较落后，在液位测量技术、测量方法上均远远落后于其它发达国家。对于新型光纤液位传感器，1990年中国公开了一项传感器专利，是一个浮子式光电型编码带液位计，它利用和浮子同时运动一条绝对式光电型编码带和透射式光纤信号检测头作为检测液位高度传感器。1991年南京航空学院研制一个光纤液位传感器，是利用光纤组成一个小型化开关式传感器。清华大学光纤传感中心和总后合作研制开发光纤油罐液位和温度测量系统，己经安装运行。从总体来看，中国研制测量系统自动化程度不高，精度、可靠性、功效等多方面全部不如国外同类产品，这全部不能满足现代生产需要。
1.4设计任务和计划
经过调查和研究我们决定设计一款简单、实用、经济液位检测报警控制系统。在高塔内部我们设计超声波模块用来探测水位，而且把水位分成三个等级，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；正常范围水位时，水泵加水，绿灯亮；高水位时，水泵不加水，黄灯亮。当检测到水位低于正常水平时，P2.0出来一个信号使光电耦合器GDOUHE导通，这么继电器闭合，使水泵加水；当达成正常水位时，给P1.0一个低电平绿灯亮，抵达高水位时黄灯亮在P2.0端出来一个低电平不能使光电耦合器导通，这么继电器不能闭合，水泵不能加水；当三灯闪烁表示系统出现故障。经过这么一个简单使用电路系统从而实现对水位自动监测和控制。
本文关键完成以几点工作：
1）检测电路硬件设计：完成检测所需光电信号转换电路设计及探测机理分析；
2）显示电路硬件设计：完成以单片机等为关键信号处理及显示硬件电路设计；
3）系统软件设计采取C语言完成相关信号处理运算等软件设计。2总体方案设计
2.1设计思绪

图2-1 超声波
科学家们将每秒钟振动次数称为声音频率，它单位是赫兹。我们人类耳朵能听到声波频率为20～0Hz。当声波振动频率大于20KHz或小于20Hz时，我们便听不见了。所以，我们把频率高于0赫兹声波称为“超声波”。通常见于医学诊疗超声波频率为1～5兆赫兹。所谓超声波就是指频率高于20kHz机械波，通常由压电效应或磁致伸缩效应产生；它沿直线传输，当频率越高，绕射能力越弱，但反射能力越强；它还含有强度大、方向性好等特点，为此，利用超声波这些性质就可制成超声波传感器。超声波传感器是利用超声波在超声场中物理特征和多种效应研制而成传感器。超声波传感器按其工作原理可分为压电式、磁致伸缩式、电磁式等[5]，其中以压电式最为常见。压电式超声波传感器常见材料是压电晶体和压电陶瓷，它是利用压电材料压电效应来工作：逆压电效应将高频电振动转换成高频机械震动，从而产生超声波，可作为发射探头；而正压电效应是将超声波振动转换成电信号，可作为接收探头。
超声波测距原理关键是由超声波传感器发射探头发射超声波，当超声波碰到障碍物时，会被反鼽利用单片机统计超声波发射时间和接收到回波时间，依据目前环境下超声波传输速度，即可经过公式S=C*[T／2](S为被测距离，C为空气中声速，T为回波时间，1r=_Tl+T2)计算出超声波传输距离，也就得到了障碍物离测试系统距离。在高塔内部我们设计一个简易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；正常范围水位时，水泵加水，绿灯亮；高水位时，水泵不加水，黄灯亮。
本设计过程中关键采取了传感技术、单片机技术、光报警技术和弱电控制强电技术。
2.2结构设计
本方案采取单片机AT89C51作为我们控制芯片,关键工作过程是当水在低水位时,水位探测传感器送给单片机一个高电平,然后单片机驱动水泵加水和显示系统使红灯变亮;当水位在正常范围内时,水泵加水,绿灯亮,;当水位在高水位时,单片机不能驱动水泵加水,黄灯亮。
水泵
控制电路
LCD160显示

AT89C51

单片机
电源电路
供水系统

超声波
传感器

复位电路

图2-3 方案二方框图

利用单片机芯片和超声波传感器实现总步骤，单片机控制和超声波测距技术是信息时代用于精密测量技术。此系统使用过程中采取稳压电路能够正确地把输入电平送给单片机不会产生误判情况,因为AT89C52单片机引脚多能够很方便地设计显示系统。
3硬件设计
3.1系统方框图
本系统由电源电路、水位探测传感电路、稳压电路、单片机系统、光报警显示电路、继电器控制水泵加水电路、和供水模型组成。主电气原理框图以下。
LCD
1 6 0 2
电源电路

STC80C52

单片机

超声波
测量模块
图3.1.1系统框图
水泵
控制电路

复位电路

供水系统

图 3-1系统方框图
3.2系统工作原理
当水位处于低水位时候，超声波传感器测出距离小于低水位，此时给P1.1口一个低电平，驱动红灯亮，P2.0出来一个信号使光电耦合器GDOUHE导通，这么继电器闭合，使水泵加水；伴随水量增加，当抵达正常水位时，送入单片机P1.7口低电平，驱动绿灯亮；当水位在高水位区时，单片机经过分析，在P1.4引脚出来一个低电平，使黄灯亮，在P2.0端出来一个低电平不能使光电耦合器导通，这么继电器不能闭合，水泵不能加水；当三灯闪烁表示系统出现故障。
3.2.1单片机介绍
我们选择AT89C51作为我们控制芯片其引脚图如3-2。
AT89C51是一个带4K字节闪烁可编程可擦除只读存放器（FPEROM—Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory）低电压，高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。该器件采取ATMEL高密度非易失存放器制造技术制造，和工业标准MCS-51指令集和输出管脚相兼容。因为将多功效8位CPU和闪烁存放器组合在单个芯片中，ATMELAT89S51是一个高效微控制器，为很多嵌入式控制系统提供了一个灵活性高且价廉方案。

图3-2 AT89C51引脚图

AT89C51各引脚功效及管脚电压
概述：VCC：供电电压。
GND：接地。   
P0口：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。当P1口管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据存放器，它能够被定义为数据/地址第八位。在FIASH编程时，P0 口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必需被拉高。
P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是因为内部上拉缘故。在FLASH编程和校验时，P1口作为第八位地址接收。
P2口：P2口为一个内部上拉电阻8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。并所以作为输入时，P2口管脚被外部拉低，将输出电流。这是因为内部上拉缘故。P2口当用于外部程序存放器或16位地址外部数据存放器进行存取时，P2口输出地址高八位。在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存放器进行读写时，P2口输出其特殊功效寄存器内容。P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。    
P3口：P3口管脚是8个带内部上拉电阻双向I/O口，可接收输出4个TTL门电流。当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。作为输入，因为外部下拉为低电平，P3口将输出电流（ILL）这是因为上拉缘故。
RST：复位输入。当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期高电平时当8051通电，时钟电路开始工作，在RESET引脚上出现24个时钟周期以上高电平，系统即初始复位。初始化后，程序计数器PC指向0000H，P0-P3输出口全部为高电平，堆栈指钟写入07H，其它专用寄存器被清“0”。RESET由高电平下降为低电平后，系统即从0000H地址开始实施程序。然而，初始复位不改变RAM（包含工作寄存器R0-R7）状态，
特殊功效寄存器
初始态
特殊功效寄存器
初始态
ACC
00H
B
00H
PSW
00H
SP
07H
DPH
00H
TH0
00H
DPL
00H
TL0
00H
IP
xxx00000B
TH1
00H
IE
0xx00000B
TL1
00H
TMOD
00H
TCON
00H
SCON
xxxxxxxxB
SBUF
00H
P0-P3
1111111B
PCON
0xxxxxxxB
8051初始态（4-2-2）
ALE/PROG：当访问外部存放器时，地址锁存许可输出电平用于锁存地址地位字节。在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。在平时，ALE端以不变频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率1/6。所以它可用作对外部输出脉冲或用于定时目标。然而要注意是：每当用作外部数据存放器时，将跳过一个ALE脉冲。如想严禁ALE输出可在SFR8EH地址上置0。此时， ALE只有在实施MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，该引脚被略微拉高。假如微处理器在外部实施状态ALE严禁，置位无效。
PSEN：外部程序存放器选通信号。在由外部程序存放器取指期间，每个机器周期两次/PSEN有效。但在访问外部数据存放器时，这两次有效/PSEN信号将不出现。
    EA/VPP：当/EA保持低电平时，则在此期间外部程序存放器（0000H-FFFFH），不管是否有内部程序存放器。注意加密方法1时，/EA将内部锁定为RESET；当/EA端保持高电平时，此间内部程序存放器。在FLASH编程期间，此引脚也用于施加12V编程电源（VPP）。    
XTAL1：反向振荡放大器输入及内部时钟工作电路输入。    
XTAL2：来自反向振荡器输出。
振荡器特征：XTAL1和XTAL2分别为反向放大器输入和输出。该反向放大器能够配置为片内振荡器。石晶振荡和陶瓷振荡均可采取。如采取外部时钟源驱动器件，XTAL2应不接。有余输入至内部时钟信号要经过一个二分频触发器，所以对外部时钟信号脉宽无任何要求，但必需确保脉冲高低电平要求宽度。
芯片擦除：整个PEROM阵列和三个锁定位电擦除可经过正确控制信号组合，并保持ALE管脚处于低电平10ms 来完成。在芯片擦操作中，代码阵列全被写“1”且在任何非空存放字节被反复编程以前，该操作必需被实施。
另外，AT89S51设有稳态逻辑，能够在低到零频率条件下静态逻辑，支持两种软件可选掉电模式。在闲置模式下，CPU停止工作。但RAM，定时器，计数器，串口和中止系统仍在工作。在掉电模式下，保留RAM内容而且冻结振荡器，严禁所用其它芯片功效，直到下一个硬件复位为止。
4各部分电路设计
4.1传感器选择
传感器是一个能感受被测物体物理量并将其转化为便于传输或处理电信号装置，在现代科技领域中，传感器得到了广泛应用，多种信息采集离不了多种传感器，传感器基础功效在于能感受外界多种“刺激”并作出快速反应。DYP-ME007超声波测距模块可提供3cm--3.5m非接触式距离感测功效，图4-1为DYP-ME007外观，包含超声波发射器、接收器和控制电路。其基础工作原理为给此超声波测距模块一触发信号后发射超声波，当超声波投射到物体而反射回来时，模块输出一回响信号，以触发信号和回响信号间时间差，来判定物体距离。
我们只需要提供一个周期大于10uS 脉冲触发信号。该模块内部将发出8 个40kHz周期电平并检测回波。一旦检测到有回波信号则输出回响信号。回响信号是一个脉冲宽度成正比距离对象。可经过发射信号到收到回响信号时间间隔能够计算得到距离。公式: uS/58=厘米或uS/148=英寸。我们测量周期为60ms以上，以预防发射信号对回响信号影响。时序图图4-2。.

图4-1 超声波水位探测模块外观图

4.2显示模块
在日常生活中，我们对液晶显示器并不陌生。液晶显示模块已作为很多电子产品经过器件，如在计算器、万用表、电子表及很多家用电子产品中全部能够看到，显示关键是数字、专用符号和图形。在单片机人机交流界面中，通常输出方法有以下多个：发光管、LED数码管、液晶显示器，以下图4-3：

图4-3 LCD1602字符型液晶显示器实物图

4.3单片机电源供电模块
本设计当中，我们采取了USB供电方法提供电源

4.4光报警显示统电路
本电路采取不一样颜色发光二极管来表示不一样水位情况。即红灯亮，其它两灯不亮表示是低水位状态，此时需要开启水泵加水；绿灯亮，其它两灯不亮表示在正常水位线内；黄灯发亮，其它两灯不亮为高水位状态，水泵停止加水，三灯一起闪烁表示系统出现故障。原理图以下图4-4：

图4-4光报警电路原理图

此电路采取是共阳极，所以只有当单片机给发光二极管为低电平时才能推进发光二极管点亮。其中R14、R15、R16为上拉电阻起限压控流作用[7]。
4.5继电器控制电路原理图
该电路由继电器RL1和闭合开关、光电耦合器、水泵R7、R8、R9、R10Y和D2、Q3等组成。当水位在低水位时单片机给P2.0送一个高电平导通光电耦合器然后光电耦合器驱动Q3造成继电器闭合从而让220V交流电接通使水泵加水。

4.6按键模块

5软件设计
5.1水位控制系统程序步骤图
开始
依据设计方案和电路特点我采取C51语言编写单片机程序画出程序步骤图图5-1:

初始化

检测水位

返回
Y
绿灯亮

判定
>50&&<=100
N
黄灯亮
关闭水泵
N
Y
红灯亮
开启水泵
调用显示程序
判定
<=50CM
N
N

图 5-1程序步骤图

5.2 水位控制系统主程序
本水位测试系统采取了AT89C51单片机，用单片机C语言实现软件编程，也可用汇编语言来实现。整个系统软件功效实现能够分为主程序、子程序、中止子程序多个部分组成。整个系统步骤图5-1所表示，在初始化和调用激发超声波模块程序后T1开始计时，等候接收信号完成后，激发外部中止0，响应中止子程序，T1计数停止，用公式S=t*340/2*1000mm计算出距离，再用L=163-S计算出水位，C语言主程序见附录2。

6系统仿真
6.1程序编译和加载
点菜单Source→Add/Remove source Files”在出现对话框中，选择ASEM51编辑器，将上面汇编源程序添加，点菜单Source→Build ALL编译汇编源程序，生成目标代码文件。在编辑环境左击单片机然后右击，将编译生成HEX文件加载到芯片中，设单片机时钟工作频率为12MHZ。
6.2 Proteus系统仿真
点全速运行按键，得到图6-1所表示仿真结果,图中是处于低水位状态,水泵处于运行状态。

图 6-1低水位状态仿真结果

6.3系统仿真结果分析
在PROTEUS环境,运行高塔水位控制系统,我们发觉,当水位处于低水位区时,红灯亮,水泵处于运行状态,伴随水位上升,水泵仍处于运行状态,当水位抵达高位时,黄灯亮,水泵停止运行。伴随用户使用,水位不停下降,此时,水泵处于停止状态,当水位抵达低位时,水泵起动,反复以上过程。
上述仿真表明，本设计达成了预期设计目标，实现了水位自动控制。

7.实物制作
8结论
水箱供水关键问题是箱内水位应一直保持在一定范围，避免“空箱”、“溢水”现象发生。本文采取单片机系统控制，使水箱内水位保持恒定，以确保连续正常地供水。实际供水过程中确保水位在许可范围内浮动，且设计了“溢水”，“缺水”报警功效，很好处理了上述问题，达成智能控制目标。本系统实现后对测量范围在0．10—7．00 m内液体能进行有效测量，其最大误差小于2cm，且反复性好；可见基于单片机设计数显超声波液位检测系统含有硬件结构简单、工作可靠、测量误差小等特点。所以，此系统不仅可用于液位检测，还可广泛应用于诸如移动机器人正确定位等多种检测系统中。本系统关键由水位探测传感器，单片机控制系统，水位显示系统，继电器驱动电路，水泵加水系统组成，系统简单，安装方便，提议广大用户尝试使用，我相信大家在用了以后一定会感到满意。
超声波测距算法设计原理为超声波发生器T在某一时刻发出一个超声波信号，当这个超声波碰到被测物体后反射回来，就被超声波接收器R所接收到。这么只要计算出从发出超声波信号到接收到返回信号所用时间，就可算出超声波发生器和反射物体距离。在开启发射电路同时开启单片机内部定时器T0，利用定时器计数功效统计超声波发射时间和收到反射波时间。当收到超声波反射波时，接收电路输出端产生一个负跳变，在INT0或INT1端产生一个中止请求信号，单片机响应外部中止请求，实施外部中止服务子程序，读取时间差，计算距离[9]。
本系统设计确保液面高度一直处于较理想范围内，结构简单，制造成本低，灵敏度高，节省能源显著，是用于多种高层液体储存理想设备。即使我们设计基础实现了我们计划功效，不过还是有很多不足，比如说超声波抗干扰问题还有缺点，若能将超声波接收电路用金属壳屏蔽起来，则可提升抗干扰能力。另外，本系统还相关键缺点就是没考虑到温度对光速影响，如能再做一个温度赔偿电路，就可很好降低系统误差， 可这些不足正是我们去愈加好研究愈加好发明最大动力，只有发觉问题面对问题才有可能处理问题，不足和遗憾不会给我打击只会愈加好鞭策我前行。

致 谢
这次毕业设计得到了很多老师、同学和同事帮助，其中我导师忽晓伟老师对我关心和支持尤为关键，每次碰到难题，我最先做就是向忽老师寻求帮助，而忽老师每次不管忙或闲，总会抽闲来给我上课面谈，然后一起商议处理措施。在这里再次谢谢忽老师，忽老师您辛劳了！
感谢在整个毕业设计期间和我亲密合作陈海涛、孙鹏等同学，尤其是陈海涛同学，她在此次设计中给我无私帮助和厚爱，不只一次地帮助我，倾尽了她全部心血给我提供技术上指导，在这里再次谢谢陈海涛同学，陈海涛同学你辛劳了！和曾经在各个方面给过我帮助弟兄们，在大学生活立即结束最终日子里，我们再一次演绎了团结合作童话，把一个比较复杂，历来没有上手课题，圆满地完成了。正是因为有了你们帮助，才让我不仅学到了此次课题所包含新知识，更让我感觉到了知识以外东西，那就是团结力量。
“不积跬步无以至千里”，这次毕业论文能够最终顺利完成，归功于各位任课老师三年间认真负责，使我能够很好掌握专业知识，并在毕业论文中得以表现。也正是你们长久不懈支持和帮助才使得我毕业论文最终顺利完成。最终，向郑州大学西亚斯国际学院电子信息工程学院全体老师们再次表示衷心感谢：谢谢你们，谢谢你们三年辛勤栽培！
参考文件
[1]苏长赞 《红外线和超声波遥控》人民邮电出版社 1993.7
[2]何希才 《传感器及其应用实例》工业出版社 .9
[3] 李广弟 《单片机基础》 北京航空航天大学出版社 .6
[4]王晓明 《电动机单片机控制》北京航空航天大学出版社.5月.
[5]高吉祥 《全国大学生电子设计竞赛培训系列教程》电子工业出版社.5月.
[6]周澜景 《基于PROTEUS电路及单片机系统设计和仿真》北京航空航天大学出版社 .5
[7]何立民《单片机高级教程》北京航空航天大学出版社.7
[8]高明 《技术和传感器》仪表技术和传感器编辑部 .7.
[9]李铁峰 《仪表技术和传感器》仪表技术和传感器编辑部 .2

附 录1
系统总电路图

图参考PROTEUS文档，愈加直观

附 录 2
系统C语言部分程序
//***************************************************************
#include <reg52.h>
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int
//***************************************************************
//***************************************************************
void init()
{
power=0; //power is ok
lcden=0; //low enble
write_com(0x38);
write_com(0x0c); //display open ,cursor off,blink off
write_com(0x06); //pointer auto add 1
write_com(0x01); //clear screen and pointer
write_com(0x80);
TMOD=0x10; //time1,16 bit timmer
EA=0; //open entire interrupt
Trig=0;
Echo=0;
delay(1);
}
//***************************************************************
void init1()
{
write_com(0x80);
write_dat('W');
write_dat('L');
write_dat(':');
write_com(0x86);
write_dat('M');
write_dat('M');

}
//***************************************************************
void display(uint temp)
{
write_com(0x83);
write_dat((temp/100)+0x30);
delay(20);
write_dat(temp%100/10+0x30);
delay(20);
write_dat(temp%10+0x30);

}
//***************************************************************
void display1()
{
uchar code table[]="SIAS UNIVERSITY ";
uchar code table1[]="ZZS 1521258 ";
uchar num;
write_com(0x80);
for(num=0;num<16;num++)
{
write_dat(table[num]);
delay(300);
}
write_com(0x80+0x40);
for(num=0;num<16;num++)
{
write_dat(table1[num]);
delay(300);
}
write_com(0x01);
delay(1000);
}

//***************************************************************
//***************************************************************
void main()
{
init(); //timer1，16 bit
display1();
init1();
while(1)
{
alertl=1; //low alert
alertm=1; //middle alert
alerth=1; //high alert
EA=0; //off entire interrupt
Trig=1; //ultrasonic Trigger
delay_20us(); //delay 20us
Trig=0; //20us's Pulse
while(Echo==0); //wait Echo change High Vol
succeed_flag=0; //clear succeed flag
EA=1; //open entire interruot
EX0=1; //open exinterrupt0
TH1=0; //clear timer1's high 8 bit
TL1=0; //clear timer1's low 8 bit
TF1=0; //clear timer1's overflow bit
TR1=1; //start timer1
delay(20); //waitting
TR1=0; //stop timer1
EX0=0; //off exinterrupt0
if(succeed_flag==1