毕业设计（论文）-基于C51系列的单片机的水位监控仪设计

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1、华北水利水电学院水利职业学院计算机应用技术专业（三年制专科）毕业论文（设计）题目：水位监控仪姓名：学号：103110107（01）专业方向：软件开发指导老师：完成时间:2012年12月47摘要本设计是基于C51系列的单片机进行水位监控设计，可以在液晶显示屏上显示当前时间、水位高度及IP地址，并可以查询水位上下限、调整时间及上下限的功能，并对超上下限进行报警。“水位监控仪”利用 AD模块进行检测水位高度，利用TCP/IP 模块走MODBUS工业总线协议与主机进行通信传输水位情况和接收上下限设置命令。

2、在设计的同时对单片机的理论基础和外围扩展知识进行了比较全面的准备。水位监控仪的设计过程在硬件与软件方面进行同步设计。硬件部分主要是STC89C52单片机、D/A芯片、时钟芯片DS1302、A/D芯片、信号调理模块等组成，系统通过LED显示数据，应将数据通过WIFI转串口模块与上位机进行通信，实现人机交互。软件方面主要包括时钟程序、键盘程序、显示程序、串口程序及更改协议程序等。关键字：STC89C52；DS1302；LCD12232；串口通信；水位检测仪47水位监控仪软件班胡庆玉目录第一章绪论51.

3、1引言51.2开发背景及意义51.3当前研究现状6第二章系统整体方案设计62.1系统设计要求72.2电路总体方案设计7第三章单元电路设计83.1MCU主控芯片简介83.1.1主控制器芯片STC89C52概述83.1.2程序下载93.2时钟模块103.2.1.DS1302简介103.2.2.硬件实现123.2.3软件驱动123.3A/D测量模块123.3.1工作原理：133.3.2软件驱动133.4D/A模块133.4.1软件驱动143.5液晶显示模块143.6最小工作系统模块153.7直流电机驱动

4、电路1747水位监控仪软件班胡庆玉3.8信号调理板电路183.9WIFI无线网络转串口模块使用模块说明193.10按键电路203.10.1各按键功能:21第四章系统的软件设计214.1系统源程序的结构特点214.2系统程序的设计214.2.1程序设计步骤224.2.2程序流程图224.2.3程序源代码234.2.4协议格式24第五章调试与安装255.1调试过程255.2电路检测255.2.1调试步骤255.3安装26结论26致谢27参考文献27附件一：主系统板电路原理图29附件二：DS1302时钟

5、模块软件驱动30附件三：A/D测量模块TLC1549软件驱动30附件四：D/A模块DAC8512软件驱动31附件五：主程序代码32附件六：串口协议39附件七:电机驱动模块软件驱动4247水位监控仪软件班胡庆玉第一章绪论1.1引言单片机自20世纪70年代问世以来，以极其高的性能价格比受到人们的重视和关注，所以应用很广，发展很快。单片机的特点是体积小、集成度高、重量轻、抗干扰能力强，对环境要求不高，价格低廉，可靠性高，灵活性好，开发较为容易。单片机已被广泛地应用在工业自动化控制、自动检测、智能仪表、智

6、能化家用电器、航空航天系统和和国防军事、尖端武器等各个方面。单片机的潜力越来越被人们所重视。我们可以开发利用单片机系统以获得很高的经济效益。虽然单片机的引入使控制系统大大“软化”，但与其它计算机应用问题相比，单片机控制应用中的硬件内容仍然较多，所以说单片机控制应用有软硬件相结合的特点。为此，在单片机的应用设计中需要软、硬件统筹考虑，设计者不但要熟练掌握汇编语言等编程技术，而且还要具备较扎实的单片机硬件方面的理论和实践知识。更重要的意义是单片机的应用改变了控制系统传统的设计思想和方法。以前采用硬件电

7、路实现的大部分控制功能，正在用单片机通过软件方法来实现。这种以软件结合硬件或取代硬件并能提高系统性能的控制技术称为微控制技术。1.2开发背景及意义由于自动化技术在工矿企业的广泛运用，水位自动控制技术越来越频繁地进入到自动控制系统设计者的视线。47水位监控仪软件班胡庆玉传统的水位控制系统虽结构简单，但功能单一，无法实现人均交互，且通用性差，如今随着电子技术的飞速发展，电子产品制造工艺成熟，批量生产降低了产品价格，人们开始意识到采用单片机来实现水位控制。其人机交互性强，功能强大，控制精度高，能够方便地

8、与上位机进行通讯，实现数据共享，且价格低廉，通用性，实用性强，能够在稍作改造后或直接用于诸如水电站的水位控制、自来水厂的储蓄池等需要水位自动控制的场合。1.3当前研究现状目前，控制水位高度的方法较多，其中较为常用的是由单片机控制实现自动运行，使水位保持恒定，以保证连续正常地供水。实际供水过程中要确保水位在允许的范围内浮动，应采用水位传感器测量水位变化，从而控制电动机，保证水位正常。因此，这里给出以STC89C52单片机为核心器件的水位监控仪系统，该系统能实现水位监测、LCD显示当前