毕业设计（论文）-基于单片机的液位控制系统.doc

徐州工程学院毕业设计(论文)摘要二十一世纪是高科技时代，科技正在发展，一些传统的测控方式也会随着科技的发展而改革更新。现代的工业、农业的生产中不仅要求液位控制系统更精准，更稳定，还要求其更新自动化程度快和性价比高。基于单片机的液位控制系统具有测量精准度高、性能稳定可靠、能量消耗低而使用寿命较长的特点，将科学与液位测量相结合，而达到合理调配资源，降低能源消耗的目的。超声波能在不同媒质中传播，且方向性强，传播距离远，消耗能量缓慢，碰到障碍物会产生反射，形成反射回波。所以超声波常常被用于测量距离。本设计采用超声波模块测量液面的高度，并把数据传送给AT89C51单片机。单片机处理数据信息后判断是否开启水泵抽水来实现水位的基本控制功能。本系统由LCD1602显示器、键盘、传感器、电源和水泵组成。关键词：单片机；超声波；LCD1602；传感器 Abstract21st century is the era of high technology, technology is being developed, some of the traditional measures will be updated with the development and reform of science and technology. Modern industry and agriculture requires not only a more intuition and stable performance, but also fast update automation and high cost-effective with the cost in reducing production equipment requirements. Liquid level control system based on microcontroller with its high control accuracy, reliable performance, low energy consumption and long working life set to be applied to the liquid level system characteristics of the control. Combine science with liquid level measurement to achieve a reasonable allocation of resources and reduce the purpose of energy consumption.Ultrasonic propagation in different media, and strong direction, transmission distance, slow energy, obstacles will produce reflection to form echo. Ultrasound is often used to measure distance. This design uses ultrasonic to measure the height of liquid level, then sent the data to AT89C51 microcontroller. Microcontroller determines whether to open the pump after processing the data from ultrasonic wave distance measurement module to achieve the basic level control. The system consists of LCD1602 monitor, keyboard, sensors, power supply and water pump.Keywords: AT89C51 Ultrasonic wave LCD1602 sensorII徐州工程学院毕业设计(论文)目 录1 绪论11.1选题的背景和意义11.2国内外发展形势11.3本系统主要完成的任务22 系统硬件设计32.1 系统硬件结构32.2 AT89C51单片机模块32.3 超声波测距模块52.3.1超声波简介52.3.2 HC-SR04超声波传感器62.3.3 HC-SR04超声波传感器测距原理72.3.4 HC-SRO4超声波模块电路图82.4 LCD1602显示模块82.4.1 LCD1602显示器介绍82.4.2 1602LCD指令说明及其时序102.5 电源模块112.6 按键模块112.7 报警模块122.8 抽水系统模块132.9 整体电路图133 系统软件设计173.1 系统工作原理173.2 主程序流程图173.3 超声波测距模块设计183.3 按键模块设计203.4报警模块设计204 软件制作与调试224.1 软件制作224.2 软件调试225 硬件制作与调试245.1 硬件制作245.2 硬件调试24总结28致谢29参考文献30301 绪论1.1选题的背景和意义二十一世纪是高科技时代，科技正在发展，一些传统的测控方式也会随着科技的发展而改革更新。在我们的工业、农业、副食品业等许多行业里，常常会碰到液位或者是液体流量的控制问题。比如，化工厂化工液体的使用，饮料及食品加工、自来水厂蓄水等许多行业的生产或者加工的中，蓄液池是一必不可少的工具。蓄液池中储蓄液体的液面通常都需要保持到一定的高度，既不能超过上限高度，也不能低于下限高度，否则，原液过多而造成的浪费或者原液太少而无法达到要求。因此，控制液面的高度对工业控制来说很重要。特别是在液体动态工作的状态下又要保证液面高度保持在一定的范围内，此时采用科技成果来对液位进行检测和控制，能够达到事半功倍的效果。随着现代科技的发展与进步，液位控制系统成为现代生产生活中必不可少的科技辅助器件，对液位的实时测量和控制效果直接影响到产品的质量，而且也关系到生产的安全。以前，是由人工来对液位进行相关的监测与控制，在这样的人工操控方式下，精确度得不到保证，而且有一定的隐患。比如化工厂硫酸液位的控制，操作员操控的误差如果比较大，或者操作员所持的监控仪器有小部件掉落或损坏，可能会造成化学反应的失败，给工厂带来一定的损失，更给生产人员的人身安全带来了相当大的潜在威胁。因此，精确的液位自动控制真的很重要。1.2国内外发展形势使用单片机为控制核心的测控装置性能好而价格低廉，所以许多国家包括我国在测控装置的研究与生产中，采取单片机来作为控制核心，研制出了许多优秀的测控系统，发表了很多学术文章。随着技术的不断更新进步，在单片机测控装置方面不断出现了新型的测量方法，这些方法种类繁多，形成了一个大规模的复杂系统。从上世纪七十年代开始，很多国家把现代控制理论和优化与控制相结合，其目的就是优化这些复杂的系统，使其变得更容易控制，进而发展成了如今的大系统理论。液位测量的方法在测量方式上可分为接触式与非接触式两种类型。（1）接触式测量法用传感器与容器内被测液体直接相接触，从而获得测量数据的方法叫接触式测量法。接触式测量法通常使用电容作为传感器。电容器的介电常数会随着液位的改变而发生有规律的改变，所以其电容量也会发生规律性的改变。由此可以把实时电容量转化为相应的电压、频率等物理量来进行测量。（2）非接触式测量法利用声波、光线、电场、磁场等不直接与被测液体相接触，从而获得测量数据的方法叫做非接触式测量法。非接触式测量法通常使用超声波、光线、电场、磁场等作为测量的工具。其特点是不像浮子之类的与被测介质直接相接触。这些无形的物质既不受被测介质影响，也不影响被测介质。该方法适用范围非常广泛，特别是在强腐蚀性、强污染性或者粘度高等介质中，非接触式测量法的优势更为突出。1.3本系统主要完成的任务（1）进行液位监测与控制的整体研究与设计。（2）利用超声波传感器测量液面高度。（3）通过采集液面高度的数据，准确的判断当前值是否在设定范围之间，如果大于设定最大值，则水泵开始工作，直到液面高度值达到最大值时，水泵停止工作。如果液面高度值小于最小值时，则蜂鸣器报警。（4）利用LCD1602显示器对当前液位值进行实时显示。2 系统硬件设计2.1 系统硬件结构 本设计用到的元件有：51单片机、电解电容、瓷片电容、发光二极管、电源接头、开关、蜂鸣器、LCD1602显示器、超声波模块、下载器、三极管、电阻、按键、晶振以及水泵。整个系统采用了模块化设计，总体系统由单片机最小系统模块、超声波模块、键盘设定模块、1602显示模块、报警模块组成。硬件结构由传感器和单片机、蜂鸣器，LED灯，显示器及抽水装置组成。该设计的整体系统框图如图2-1所示图2-1 整体系统框图2.2 AT89C51单片机模块美国爱特梅尔（ATMEL）公司生产的AT89C51是一种高性能CMOS 8位微处理器。它的启动工作电压低，且自带4K字节FLASH存储器，可擦除只读存储器（ROM）反复擦除次数能达到一千次以上。该微处理器也被称为51单片机。AT89C51单片机采用了ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，具有很强的兼容性，不管是工业标准的MCS-51指令集，还是输出管脚，都能兼容。AT89C51单片机将多功能CMOS 8位处理器与4K字节的FLASH存储器组合在了单个芯片中，而成为一种高效的微控制器，其灵活性高，价格便宜的特点被很多嵌入式控制系统选择使用。AT89C51单片机的主要特性如下：（1） 兼容性较好，能与MCS-51兼容（2） 可编程闪速存储器自带4K字节（3） 全静态工作的频率：0Hz-24MHz（4） 可擦除ROM反复擦除次数可达到一千次以上（5） 数据保留时间可达十年（6） 三级程序存储器锁定（7） 内部带有6个中断源（8） 1288位内部随机存取存储器（9） 32位可编程输入/输出端口线（10） 内部含有两个16位定时器/计数器（11） 带有可编程串行通道（12） 低功耗闲置与掉电模式（13） 内部自带振荡器和时钟电路AT89C51芯片的引脚图如图2-2所示：图2-2 AT89C51的引脚图引脚功能说明：l VCC：电源电压（+5V）l GND：电源地l P0口：P0端口是一个8位双向输入/输出端口。P0口的引脚写入1时，代表高阻输入。P0端能够用于外部程序数据存储器，数据或地址的低八位可以用P0端来定义。P0口在flash编程时，被作为原码输入口，当flash进行校验时，P0端必须接上拉电阻才可以作为原码输出。l P1口：P1端口是一个8位双向输入/输出端口，端口内部带有上拉电阻。P1口引脚写入1时，管脚被内部上拉电阻上拉呈高电平，作为输入使用，同时P1口被外部下拉呈低电平，输出电流。 当flash进行编程和校验时，P1端口可作为低八位地址的接收。l P2口：P2端口是一个8位双向输入/输出端口，端口内部带有上拉电阻。P2口引脚写入1时，管脚被内部上拉电阻上拉呈高电平，作为输入使用，同时P2口被外部下拉呈低电平，输出电流。P2端口被用于外部程序存储器或地址外部数据存储器进行读写时，P2口输出地址的高八位。当flash编程和校验时，P2端口作为高八位地址信号和控制信号的接收。l P3口：P3端口是八个双向输入/输出端口，端口内部带有上拉电阻。P3口引脚写入1时，管脚被内部上拉电阻上拉电阻上垃呈高电平，作为输入使用，同时，P3口被外部下拉呈低电平，输出电流。P3端口也可作为AT89C51单片机的一些特殊功能口，如：串行输入/输出口、外部中断、计时器外部输入、外部数据存储器读/写选通、接收一些控制信号等。l RST：复位输入。振荡器工作时，该引脚会发出两个机器周期的高电平信号使单片机复位。l ALE/PROG：访问外部程序存储器时，接低电平，该端口用于锁存地址的低8位字节，目的是隔离地位地址和数据。不访问外部存储器时，此引脚可作为内部时钟，输出频率为晶振振荡频率的1/6的正脉冲信号。接高电平时，该端口作为烧录时钟（编程脉冲）的输入端。l PSEN：当CPU从外部存储器读取指令时，该端口产生负脉冲，作为外部程序存储器的选通信号，PSEN引脚低电平有效。l EA/VPP：片内/片外程序存储器命令执行切换。接高电平时，CPU执行片内程序存储器指令。接低电平时，CPU执行片外程序存储器指令。2.3 超声波测距模块2.3.1超声波简介振动频率高于20000Hz的声波称之为超声波，而我们人类耳朵能听到的声波频率范围是2020000赫兹，所以我们是听不到超声波的。超声波有以下特性：（1） 超声波可在气态、液态、固态、熔融状态等介质中有效传播。（2） 超声波会产生反射、干涉、叠加和共振现象。（3） 超声波可传递很强的能量。（4） 超声波在液体中传播时可在液体临界面上产生冲击和空化的现象。超声波能在不同媒质中传播，且方向性强，传播距离远，能量集中。超声波对液体、固体的穿透力强，特别是在不透明的固体中，穿透的深度可达几十米。超声波碰到障碍物会产生反射，形成反射回波，即使是微小的障碍物，也能发生反射，碰到运动中的物体能产生多普勒效应。超声波是一种波长短，频率高、衍射现象小，能够成为射线而定向传播的机械波，具有机械波的通性。超声波能够用电压激励换能晶片，晶片发生振动而产生。超声波传感器根据超声波的物理特性研制而成。超声波时序图如图2-3所示图2-3 超声波时序图由超声波时序图不难看出，提供大于10us的TTL脉冲触发信号，超声波模块内部将会连续发出8个频率为40kHz周期的高电平信号并检测回波。超声波接收探头检测到有回波信号后，模块根据回响信号时间间隔可以计算得到距离。2.3.2 HC-SR04超声波传感器本设计采用了HC-SR04超声波测距模块，该模块由超声波发射器（发射探头）、接收器（接收探头）与控制电路构成，测距范围是2cm-400cm，测量精度为3mm。HC-SR04超声波传感器有四个引脚，依次是VCC、TRIG、ECHO、GND。在TRIG端口施加一个持续10us以上的高电平信号，芯片就会自动发出八个频率为40kHz的方波，然后检测有没有信号返回，如果有，则通过ECHO端口输出一个高电平，高电平持续的时间为超声波发射到接收到回波的时间。HC-SR04芯片引脚图如图2-4所示。图2-4 HC-SR04引脚图引脚功能说明：（1）VCC：电源电压（+5V）（2）Trig：触发信号输入（3）Echo：回响信号输出（4）Gnd：接地HC-SR04超声波芯片的电气参数见表2-1 表2-1 HC-SR04超声波芯片电气参数工作电压直流+5V工作电流15A工作频率40kHz测量最低射程2cm测量最远射程400cm测量角度15输入触发性号10us的TTL脉冲输出回响信号输出TTL电平信号2.3.3 HC-SR04超声波传感器测距原理超声波发射探头发射超声波，方向朝探头指向方向。在发射后开始计时，延时可以设定为1us左右，目的是避免刚开始发射的超声波干扰接收探头。超声波在空气中按固定方向传播，途中碰到障碍物就会立即返弹回来，超声波接收器接收到反弹的回波后，就停止计时。超声波属于机械波在空气中的传播速度和一般机械波相同，为340m/s.该模块会记录从发射到接收超声波的过程所需的时间t，根据公式（2-1），计算出发射点到障碍物之间的距离s，即： s=0.5vt 公式（2-1）式中s 一发射点到障碍物之间的距离； v 一 声音在空气中传播的速度； t 一计时器记录超声波发出到接收的时间。超声波液位测量示意图如图2-5所示。图2-5超声波测量液位示意图2.3.4 HC-SRO4超声波模块电路图该模块的发射电路图如图2-6所示。图2-6 HC-SR04模块发射电路图其接收电路图如图2-7所示。图2-7 HC-SR04接收电路图2.4 LCD1602显示模块2.4.1 LCD1602显示器介绍LCD1602显示器属于字符型LCD显示器，格式为162行，能显示2行每行为16字符的数字、字母或者符号。它是一种专门用于显示字符的点阵式LCD，目前常用的LCD有161行、162行、202行、402行的模块。其引脚图如图2-8所示。图2-8 LCD1602引脚图引脚功能说明如表2-2表2-2 LCD1602引脚功能表引脚引脚功能引脚引脚功能VSS电源地D2数据传输IO口VCC电源正D3数据传输IO口VEE屏幕显示偏压D4数据传输IO口RS数据、命令选择口D5数据传输IO口R/W读、写选择口D6数据传输IO口E使能信号端D7数据传输IO口D0数据传输IO口LED+背光源正端（+5V）D1数据传输IO口LED-背光源负端LCD1602主要参数见表2-3表2-3 LCD1602参数表名称参数显示规格162 正常工作电压4.55.5V正常工作电流2.0mA最佳工作电压5.0V单位字符尺寸宽:2.95mm 高:4.35mm2.4.2 1602LCD指令说明及其时序1602液晶模块内部的控制器共有11条控制指令，详见表2-4表2-4 LCD1602指令说明表读写操作时序图分别见图2-9与2-10图2-9 读取操作时序图图2-10 写入操作时序图2.5 电源模块由于AT89C51单片机以及其他芯片均需要用直流电供电，所以本系统将直接采用直流电源供电，而避免了市电整流的麻烦，且直流电源供电具有能随身携带的优势。电源模块的电路图如图2-11所示。图2-11 电源模块电路图PWR2.5为电源插座，可以插入2.5mm圆头电源线。C1、C2为滤波电容，使电源能够平稳供电。D1为发光二极管，其作用是做指示灯，当电源模块工作时，能直观地让人们知道系统电源工作正常。2.6 按键模块按键的作用是设置液位的安全范围，采用了3个按键开关连接到AT89C51单片机的P1口。其电路图如图2-12所示。图2-12 按键模块电路图按键开关S1连接到单片机的P1.3，其作用是在选择上限高度或者下限高度中切换。按键开关S2连接到单片机的P1.4，其作用是增加高度数值，每次数值为1mm。按键开关S3连接到单片机的P1.5，其作用是减少高度数值，每次数值为1mm。2.7 报警模块报警模块在控制系统乃至大多数智能系统中都是至关重要的。系统有了报警模块，在非正常工作状态或某些紧急情况下，发出报警，引起工作人员注意而及时处理。本系统的报警模块使用了闪光和鸣音二位一体的报警系统。报警装置主体是由一个8550三极管、一个发光二极管和一个蜂鸣器组成。其电路图如2-13所示。图2-13 报警模块电路图D2是LED发光二极管，连接到单片机的P2.0。LS1是蜂鸣器，连接到单片机的P2.1。当被测液体的液面高度高于设定的最大值或者低于设定的最小值时，单片机会发出一个信号经三极管Q1放大后传给蜂鸣器LS1，蜂鸣器会产生3kHz左右的蜂鸣声音，并且LED报警灯闪烁。2.8 抽水系统模块整个液位控制系统中，抽水系统起到一个直接操控液面高度的作用，如果说单片机是大脑，那么抽水系统就是双手，“大脑”判断什么时候开始抽水，什么时候停止抽水，而“双手”就是完成此命令的载体。它由一个水泵和一个8550三极管组成。其电路图如图2-14所示。图2-14 抽水模块电路图B1为水泵，超声波测距模块收集到的数据传送给单片机分析处理，如果液面高度低于设置的下限高度时，单片机则会发送一个信号经三极管Q2放大后传给水泵后，水泵开启抽水。直到液面高度达到设定范围值时，水泵关闭。2.9 整体电路图方案一：采用PCB覆铜板连接电路。用Altium Designer软件将电路图设计好后，只需将电路图纸给厂家，由厂家来制作电路板。这种电路板的优势是电路连线都刷在板子上，我们只需要将需要的元件焊接到电路板对应的位置，就可以启动电路测试了。缺点是成本比较高，得不到动手能力的锻炼。方案一的电路图如2-15所示。图2-15 方案一电路图方案二：把以上七大模块进行合理布局之后，在万用电路板上进行元件和电路的焊接。这种电路板上全是附有圆形铜片的洞洞，需要将元件焊接在电路板上，还要进行电路焊接。这种电路板的优点是电路可以随时改动，能锻炼我的动手能力。缺点是布局麻烦，焊接电路麻烦，虚焊、短路的可能性更大。整体电路图如图2-16所示。图2-16 方案二电路图考虑到成本问题，我选择了方案二的电路连接，而且方案二能更好的锻炼我的布局思路以及焊接技术。我会尽可能的让元件在万用板上排列的紧凑，这样会使设计更加小巧便携。焊接好的实物电路图如图2-17所示。 图2-17 实物电路图3 系统软件设计3.1 系统工作原理本系统的核心是AT89C51单片机，数据的采集、传输、显示、报警等等都要通过单片机来实现。液面高度的数据采集通过HC-SR04超声波测距传感器来完成，再通过单片机把采集的数据传输给LCD1602显示器并显示在液晶屏上。当采集的数据大设置的上限时，蜂鸣器会实时报警，并伴随着LED指示灯闪烁；小于设置的下限时，蜂鸣器报警，LED指示灯闪烁，并且水泵开始工作抽水，直到液面高度值达到设定范围内。3.2 主程序流程图本系统的主程序流程图如图3-1所示。开始 系统初始化液面高度检测送入单片机处理LCD显示数据判断 小于设定高度 大于设定高度 水泵抽水系统报警Y液面高度正常？ N Y 结束图3-1 主程序流程图3.3 超声波测距模块设计首先把系统初始化，配置定时器T0和定时器T1的工作方式，对定时器T0的高八位和低八位进行清零，设置为方式1。定时器T1的高八位和第八位分别设为2ms定时。对定时器中断进行设置，然后开启总中断，当定时器中断任务结束之后关闭总中断并读取存储的最大值与最小值。然后发出一个超声波脉冲，延迟0.1ms后，打开外部中断接收返回的超声波信号，原因是避免超声波从发射器发出直接传送到接收器，造成采样数据错误。由于采用晶振的振荡频率为12MHz的，其发出一个脉冲的时间为1/12微秒，所以1个机器周期为1us。当主程序检测到接收成功的标志位后，将计数器T0中的数据按第二章里面的公式（2-1）计算就可测得被测物体与测距仪之间的距离，T0中的数就是超声波从发射到接收所用的时间。1、 超声波测距程序流程图如图3-2所示。图3-2 超声波测距子程序流程图2、 定时中断子程序流程图如图3-3所示。 图3-3 定时中断子程序流程图3、 外部中断子程序流程图如图3-4所示。 图3-4 外部中断子程序流程图3.3 按键模块设计由于有了按键模块，整个系统的参数就可以重新设置。第一个按键的作用是切换上限或者下限。后两个按键的作用是增加或者减少设置液面高度的数值，每按一次改变的值为1mm。按键模块的程序流程图如图3-5所示。 开始按键程序入口按键按下？ N Y实现按键功能返回图3-5 按键程序流程图3.4报警模块设计当被测液体的液面高度高于设定的最大值或者低于设定的最小值时，单片机从P2.1口发出一个信号经三极管放大后传给蜂鸣器，蜂鸣器会产生3kHz左右的蜂鸣声音。同时从P2.0口发出一个信号给LED发光二极管，LED灯闪烁报警。报警程序的实现流程如图3-6所示。开始采样当前液面高度大于上限？ Y鸣音警报闪烁警报 N小于下限？ Y N闪烁警报鸣音警报液面高度正常返回图3-6 报警程序流程图4 软件制作与调试4.1 软件制作根据该设计需要实现的功能，分模块编写C语言代码。经过KEIL软件调试成功后，用51单片机开发板烧录进AT89C51单片机里。4.2 软件调试把C语言代码写好后，用KEIL软件编译调试，如图4-1所示。图4-1 编译调试1点击项目栏中的“d”图标，可以进行翻译成汇编语言，能更好的查看程序是如何运行的。C语言翻译成汇编语言的界面如图4-2所示。图4-2 编译调试2编译调试成功后，就可以用单片机开发板烧录进AT89C51单片机，然后就可以进行硬件的调试了。5 硬件制作与调试5.1 硬件制作硬件的制作可以分为以下几个过程：（1）构思系统需要哪些硬件的组成，这些硬件在系统中起什么作用，应该如何连接，然后绘制电路图，再根据电路图进行连接各个硬件，完成基本的电路板，电路板上的硬件排列越紧凑越好，占用的空间小而发挥的功能一样。（2）完成基本的电路板的焊接后，需要检查电路板有没有虚焊、短路和断路等不良现象。（3）将编译好的程序后，下载到电路板的单片机中，进行硬件调试，并观察调试的结果，对出现问题的地方进行修改。（4）当整体系统调试成功后，让其工作一段时间，查看工作状态是否正常，能否保持稳定工作，保证设计的可靠性。5.2 硬件调试用万用表检查电路板，确认没有虚焊、短路、断路等问题后，将本设计用usb电源线通电，按下电源开关，整个系统开始工作，如图5-1。图5-1 系统工作调试上图中，我们给系统通电后，整个系统开始工作。电源指示灯点亮，说明电源正常工作。由于没有盛水的容器，所以我们用一张A4纸作为被测物来代替水位。此时显示屏中的“Now S：005.8CM”表示现在的距离：5.8cm；“Set H 009.0 L004.0”表示设置的上限距离：9cm，下限距离：4cm。因为被测A4纸的距离为5.8cm，正好处于设置距离范围内，所以报警系统不报警。下面我们来测试报警系统是否正常工作，测试结果如图5-2和5-3。图5-2 低水位报警调试我们将A4纸的位置放得更远一些，此时显示的距离为12.9cm，超出了4cm9cm的范围，所以LED报警灯高亮，蜂鸣器发出刺耳的声音，水泵开始工作，是由于此时相当于水位低于设定值，所以单片机发出指令给水泵开始抽水，直到水位到达指定高度。测试完低水位报警后，我们来测试高水位报警。如图4-3。图5-3 高水位报警调试我们将A4纸放置的位置离超声波发射点更接近，模拟水位上升的过程。从显示屏中我们读出此时超声波发射点与A4纸的实时距离为2.5cm，已经低于了设置的最低距离，此时LED报警灯高亮，蜂鸣器鸣音。接着我们来测试按键模块是否能正常工作，测试结果如图5-4。图5-4 按键功能调试我们先按了第二个按键，增加键，每次增加1mm，按了39次后最大距离设置为12.9cm，正好与当前A4纸的距离相同，LED报警灯和蜂鸣器组成的报警系统立即关闭。接着我们按下第一个按键，切换键，切换到了设置最低距离模式，然后按第三个按键，减少键，每次减少1mm，按了10次后，最低距离设置为3.0cm。经过测试，这些功能都能实现，但是最重要的就是精度的问题。虽然以上功能都能够实现，但如果该系统的测量精度不好，也就是说从显示屏中得到的数据是否就是真实的数据。接下来我们用直尺来测量A4纸的距离来作为一个对比。结果如图5-5。图5-5 精度调试我们用直尺的零刻度线对准超声波发射点，然后再把A4纸放于直尺中大概7cm处，然后我们看显示屏中的数据是否和直尺中的一致。从显示屏中我们读出超声波发射点与A4纸的实时距离为7.1cm。由于我们使用直尺作为测量工具，不知零刻度线是否恰好对准了超声波发射点，可能会有操作误差。但是对比两个测量工具的结果，很接近，说明我的设计的精确度还是挺精确的。对于人工用直尺测量，我更愿意相信超声波测距的测量数据。最后一项测试是水泵能否根据单片机的指令而工作，水泵通电就能工作，但是我们更想要其智能化，不用人为操作，能通过微控制器的数据采集与分析从而使水泵工作。该模块的测试结果如图5-6。图5-6 抽水模块调试我们把水泵放入盛有水的容器中，打开系统电源后，此时从显示屏中读出当前的距离为36.7cm，而最大距离为12.9cm，此时处于低水位状态，报警模块发出警报，水泵开始工作抽水。总结本文是围绕设计并制作完成的液位控制系统如何用单片机和传感器去控制液位的一篇毕业论文。主要由硬件介绍和软件介绍两个部分组成。硬件介绍部分主要介绍了该系统能实现哪些功能，以及需要哪些必备的硬件设备去实现这些功能，从而得到一份设计方案，并通过方案将硬件焊接到万用板，连接好电路后，用已经学习过的C语言，根据每个硬件模块要具备的功能，编写程序，并烧录进51单片机中。从而硬件模块在单片机的控制下就能得以实现其功能了。用单片机来作为系统的核心，将传感器采集到的数据信号通过LCD1602显示屏进行实时显示，而且屏幕的上下限的数值，还能通过按键的来重新设定，再加上有了高低水位报警的鸣音、强光二位一体的报警系统，使得液位变得更容易控制的同时大大提高了生产安全，特别是工作人员的人身安全。比如化工厂用的强酸强碱等腐蚀性强的液体，或者是具有爆炸危险的硝酸甘油等等危险的液体，用量过多或者用量过少，对工作人员都是一个很大的威胁。用单片机其造价低，程序易于调试，控制功能显著、运行稳定等特点，在控制系统中广为采用。以单片机为控制核心的液位控制系统，控制效果明显，系统的抗干扰能力强，运行比较稳定，保证了液位的动态运行。致谢这次的毕业设计完成的比较成功。此时此刻，我无法表达我内心的激动。有很多很多我需要感激的人，他们给过我很多支持与帮助。首先，我要感谢我的毕业设计导师王义老师。毕业设计是大学四年生活落幕的标志，而王义老师能在这尾声中对我悉心指导，严格要求，让毕业设计成为我人生中一大美好的回忆