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单容水箱液位检测仪设计 摘要 随着微电子工业的迅速开展,单片机控制的智能型控制器广泛应用于 电子产品中。 本系统采用单片机STC89C51为控制核心来实现水位的基本控制功 能。系统由键盘、LCD12864. PCF8591.液位传感器LM1042.电源和 控制局部组成。系统从硬件电路设计，软件与上位机软件设计等几个方面 介绍了基于单片机的单容水箱液位检测仪设计过程，给出相应的软件设计 流程图和C语言程序以及原理图，并用keil软件编程仿真。最终实现了液 位的实时测量与监控。 系统可根据需要设定水位控制的高度，同时具备超限报警和故障报警 功能，具有良好的检测控制功能。 关键词：STC89C51 ; LCD12864显示；液位检测 3. 3液位传感器设计 在LM1042传感器电路中,7脚和10脚主要用于对探针2的调整， 由于本系统只用到探针1 ,故可将7脚和10脚直接接地；1脚是热阻探 针输入端；5脚为探针故障端；6脚是电源端;3、4脚分别接PNP管的 发射极和集电极用于给探针提供200MA的固定电流；16脚为模拟电压 输出端，输出与液位成正比的模拟电压；12、13脚用来调整探针的测量 周期；9、14脚外接两个电容作为探针的记忆电容，记忆探针的电压值。 如图3.3是LM1042的外围电路连接图1 41 1 1 4 1 1 1 41 1C9 ?moxnvBEASROMEA p MGNDSUP VREG MEMCPRBREF PNPBSR1C C7=pf 10K - GNB30S0 1H1SRU IKGND 1 4 1 1 C9 ? moxnv BEAS ROMEA p M GND SUP VREG MEMC PRBREF PNPBS R1C C7=pf 10K - GNB 30S0 1H1S RU IK GND GNB GNB 3. 4 AD转换单元硬件设计 AD转换模块是系统中较为重要的一局部，由于涉及到模拟局部,AD转换器的结构较为复杂，如图3.4是本设计中AD转换电路图。 vccvccvccGNB GND图3.4 AD转换电路图 vcc vcc vcc GNB GND 上图中网络标号SDA和SCL接到单片机的弓脚上，PCF8591的3个 地址引脚AO, A1和A2接到地上，4个模拟通道选其中一个通道作为采集 数据用。 5其他电路及系统PCB图 蜂鸣器的作用，蜂鸣器是一种一体化结构的电子讯响器，采用直流电 压供电，广泛应用于计算机、打印机、复印机、报警器、电子玩具、汽车 电子设备、 机、定时器等电子产品中作发声器件。蜂鸣器电路设计时 需加一个NPNMOS管来驱动蜂鸣器。设计电路如图3.5。根据原理图画 出如图3.6所示系统PCB图。 VCC Q1NPNR7VCC| Q1 NPN 4.7KB1 P1.0图3.5蜂鸣器电路图 图3.6系统PCB图 第4章软件设计4.1系统软件设计 8051系类单片机共拥有111条系统指令，可实现51种基本操作。 然而汇编语言指令却有程序的可读性低，程序开发人员的开发时间长与开 发难度大，程序移植性差等缺点。C语言是一种编译型程序设计语言。它 兼顾了多种高级语言的特点，并具备汇编语言的功能。用C语言来编写目 标系统软件程序，会大大缩短开发周期，增加软件的可读性，便于改进和 扩充。用c语言进行51系列单片机程序设计是单片机开发与应用的必然 趋势。keilC51开发工具套件可用于汇编C语言程序、汇编源程序,链接 和定位目标文件和库，创立HEX文件以及调试目标程序。本设计使用KeilC51|jVision5为开发编译环境，使用C语言编写程序,实现各模块功 能设计。系统主程序的功能主要是完成对单片机的初始化，设置警戒液位 的上下限，实时显示液位值以及键盘扫描等工作。如图4.1程序流程图。 图4.1系统程序流程图 2各模块程序分析 4. 2.1主程序设计 每个程序都是从main函数的起点开始执行，这意味着每个程序都必 须在某个位置包含一个main函数。下面给出本次设计的主程序： void main( void ) (Init_ST7920(); while( 1)( DisplayllpdataO;if(!KEY_ADD) (DelayMs(5); if(!KEY_ADD) ( while(!KEY_ADD);( num L2 + +;if(num_L230) num_L2=20;) ) ) if(!KEY_DEC) (DelayMs(5); if(!KEY_DEC) (while(!KEY_DEC); (num L2—; if(num_L210)num_L2=20; ) ) } LCD_POS(3,0); sprintf(DisplayBuf3, L2=%d, num_L2); LCD_WriteSt