在智能化、电气化的时代，人们对美好生活的向往，往往能够催生出许多产品，如今，电力电子技术，人工智能技术的发展，也是促进了此类产品的不断迭代。水箱水塔，作为一个存在了很久的生活设施，其智能化、电气化水平一直不高，在水箱水位超过警戒线时，应该能够及时调用水泵电机抽排水。所以，一款智能的水箱水塔中的液位检测系统就变得十分重要了。本文设计从智能的水箱水塔中的液位检测系统的功能需求出发，对其硬件电路和软件程序分别进行了设计，首先对控制芯片、AD转换芯片以及显示屏等设备进行了设备选型，对比不同元件，对其优缺点进行分析；其次对系统的硬件电路进行了细致介绍与分析，垫定了系统的基本结构；再次对系统的控制主程序以及中断服务子程序进行了流程图说明，最后，在Proteus软件中搭建了仿真模型，并且对系统的各个功能进行仿真，验证了软硬件设计的正确性以及功能的完整性。
目录
第一章 引言 1
1.1任务分析 1
1.2主要研究内容 1
第二章 总体方案设计 3
2.1硬件系统设计方案 3
2.2单片机选型 3
（1）STC89C52单片机 3
（2）MSP430F249单片机 4
（3）综合分析 4
2.3 显示屏选型 5
（1）LCD液晶显示屏 5
（2）OLED液晶显示屏 5
2.4 AD转换芯片 5
第三章 主要硬件模块原理图及相关说明 6
3.1单片机最小系统 6
3.2液晶显示屏电路 6
3.3压力采样电路 7
3.4蜂鸣报警电路 7
3.5键盘输入电路 8
3.6继电器电路 8
3.7系统总电路 9
3.8本章小结 9
第四章 软件设计 10
4.1主程序流程及相关说明 10
4.2液晶显示流程图 10
4.3蜂鸣报警子程序 11
4.4键盘输入子程序 12
4.3本章小结 13
第五章 测试结果与分析 14
总结 16
致 谢 17 *51今日免费论文网|www.51jrft.com +Q: ￥351916072$ 

参考文献 18
附 录A 19
附 录B 20
附 录C 21
附 录D 22
附 录E 23
 第一章 引言
1.1任务分析
科技不断发展，人类对于科技的使用也愈发频繁，对水箱水塔中的液位进行监测，其是进一步排水补水等多种工作的基础，因此，水箱水塔中的液位检测的准确性已经成为人民群众十分关心的一个话题，在智能化、电气化的时代，人们对美好生活的向往，往往能够催生出许多产品，如今，电力电子技术，人工智能技术的发展，也是促进了此类产品的不断迭代。水箱水塔，作为一个存在了很久的生活设施，其智能化、电气化水平一直不高，在水箱水位超过警戒线时，应该能够及时调用水泵电机抽排水。所以，一款智能的水箱水塔中的液位检测系统就变得十分重要了。
本文主要利用单片机作为控制核心，对水箱水塔中的液位进行实时监测，利用压力采样回路中的电压值，然后，利用AC/DC转换技术得到实时的液位高度值，之后在液晶显示器中实时显示水箱水塔中的液位，并决定是否进行补水或排水工作。
针对本设计，从软硬件两方面展开论述，其中硬件部分主要由单片机最小系统、信号处理电路、液晶显示电路等模块组成。软件部分通过C语言，采用模块化的设计方式，实现了水箱水塔中的液位压力信号采集、处理、显示，最后进行各个模块的调试，使得整个系统，能够进行正常运行。
1.2主要研究内容
本文主要做了以下工作：
第一章简述了本课题的研究背景与意义，之后综述了本文的工作；
第二章对介绍了系统的硬件总体设计方案，并对水箱水塔中的液位检测控制系统的总体方案进行了设计，对硬件电路进行了设备选型，主要比较了单片机、与显示屏设备；
第三章是硬件设计部分，对系统的硬件基本结构进行了描述，主要对硬件电路中的重要电路，如单片机最小系统、按键电路、液面检测电路、液晶显示电路以及蜂鸣报警电路等，从设计思路以及硬件组成上进行了介绍；
第四章是软件程序编制部分，对系统的软件流程图进行了描述，主要对整个主控程序中的重要的软件流程图，如主程序流程图、LCD液晶显示流程图、蜂鸣报警流程图以及按键控制流程图，从设计思路以及逻辑控制流程上进行了介绍；
最后进行了全文的梳理与总结，并且进行了展望。第二章 总体方案设计
2.1硬件系统设计方案
在方案2下，设计了总体结构如下图2.1所示，其中的3.3V的电源电路主要支持以下6个模块的基本功能，包括单片机最小系统、蜂鸣报警电路等，其中压力采样电路以AD8032多路模数转换器作为处理装置，以lcd1602液晶显示屏为核心的显示电路。
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图2.1 系统硬件结构框图
2.2单片机选型
（1）STC89C52单片机
51单片机虽然不是第一款单片机，但是其作为第一款大规模开发应用的单片机，在许多领域有了许多成功的应用，其配置的硬件参数虽然与现在许多高性能单片机相比，已经远远落后，但是，超高的性价比，使其在被研制40年后，依然有发光发热的空间，其内部配置了8位Flash，6K的SRAM，并且配置有2个16位定时器以及32为I/O引脚，在很多功能单一的应用中，依然得到了广泛的使用，内置的12M晶振，依然能够满足大部分工业应用需求。其经典版本STC89C52的基本参数如下表21所示。
表21 STC89C52单片机的基本参数表
额定电压
5V
额定频率
12MHz
SRAM
6K
IO引脚
32个
定时器
2个16位定时器
ADC
10通道12位ADC
（2）MSP430F249单片机
51单片机性能不足，PIC单片机控制复杂，功耗较高，为了解决这个问题，美国的德州仪器公司（TI）提出了一款专为简单应用服务的低功耗单片机 MSP430F249，该单片机以低功耗为卖点，内设16位CPU，内置4个16位定时器，其中3个定时器为常规的，具有捕获和比较功能的定时器，其称之为Timer_A，另外一个定时器是包含了7个具有捕获和比较功能的定时器，其称之为Timer_B，其功能大致与Timer_A一致，只是其定时器位数可以在8、10、12、16中自由选择。另外，单片机内置12位的AD转换器，其引脚数量介于5081的32位和DSP的64位之间，为48位，同时，为了方便控制，其未采用推完互补输出电路，其内置晶振为32MHz，可以实现16MHz的额定工作频率。最为难得的是，芯片最低功耗为0.3uA，其基本参数如下表22所示：

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