超声波液位检测电路设计论文Word格式.docx

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年级

2013级

提交日期

2017年4月18日

答辩日期

2017年5月05日

毕业论文（设计）学术承诺

本人郑重承诺：

所呈交的毕业论文（设计）是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。

除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文（设计）中不存在抄袭情况，论文（设计）中不包含其他人已经发表的研究成果，也不包含他人或其他教学机构取得的研究成果。

作者签名：

日期：

毕业论文（设计）使用授权的说明

本人了解并遵守衡水学院有关保留、使用毕业论文（设计）的规定。

即：

学校有权保留或向有关部门送交毕业论文（设计）的原件或复印件，允许论文（设计）被查阅和借阅；

学校可以公开论文（设计）的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文（设计）及相关资料。

指导教师签名：

日期：

论文题目：

摘要：

水位测量技术在现代社会应用的场合非常的广泛，不管是工厂还是其他一些设备，都需要对水位进行监测，而现在的设备一般都比较简单，整个系统都比较单调，而且如果现场没有人员在，很可能会发生危险。

因而在翻阅了大量的书籍的前提下，我设计了一种新的水位测量系统。

本文以STC89C52单片机为核心，通过超声波测距模块，来实现对水位的测量，从而得到测量值，然后显示在1602液晶显示屏上面，并且通过DS18B20模块将现场的温度信息发送给单片机，单片机处理后，在液晶显示屏上进行相应的显示。

本文所设计的系统对以往的水位监测系统进行了改进，能够远程得到水位的信息，看水位是否处于危险情况下，整个系统的设计比较安全，可靠性高。

关键词：

STC89C52；

1602液晶；

水位测量；

DS18B20模块

TITLE：

DESIGNOFULRASONICLIQUIDLEVELDETECTIONCIRCUIT

Abstract:

Waterlevelmeasurementtechnologyintheapplicationofmodernsocietyisverywideoccasions,whetheritisfactoriesorotherequipment,needtomonitorthewaterlevel,andnowtheequipmentisgenerallyrelativelysimple,thewholesystemismoremonotonous,andifthereisnostaffatthescene,Islikelytobedangerous.Sointhereadalotofbooksunderthepremise,Idesignedanewwaterlevelmeasurementsystem.

Inthispaper,theSTC89C52microcontrollerasthecore,throughtheultrasonicdistancemeasurementmodule,toachievethewaterlevelmeasurement,togetthemeasuredvalue,andthendisplayedonthe1602LCDscreen,andthroughtheDS18B20modulewillsendthetemperatureinformationtothemicrocontroller,single-chipprocessing,ThecorrespondingdisplayontheLCDscreen.

Thesystemdesignedbythebookshasimprovedthewaterlevelmonitoringsysteminthepast,andcangettheinformationofthewaterlevelremotely.Ifthewaterlevelisindanger,thedesignofthewholesystemisrelativelysafeandthereliabilityishigh.

Keywords:

STC89C52;

1602LiquidCrystal;

WaterLevelMeasurement;

DS18B20Module

1绪论

1.1课题研究背景

在经济如此发达的今天，消耗了我们大量的资源，使得我们的生活资源越来越紧缺，其中就包括我们赖以生存的水资源。

水资源的缺失，使得我们的生活陷入危机，因为水资源时我们生活的保障，没有了水资源，我们的生活难以继续。

所以对于水位的检测就非常的重要，我们只有通过对水位有了解，才能够知道我们现在所处的环境。

当然对水位的检测也可以避免我们你的水位过高带来的一些问题，避免水资源的浪费。

就我们现在所处的环境来看基本都有自己的供水装置。

对于像水塔、蓄水池一样的蓄水装置如何进行监测，这也是本次设计所要研究的问题。

在当代社会，存在着多种多样的智能设备，而对于水塔水位的监测也向这个方向发展。

水塔水位的监测也该向无人化的方向发展，而不需要人为的进行检测，对于这块的控制是必须的。

当然在现实中的，人们的农业生活和日常生活中也常常需要对我们的蓄水装置中的水位进行控制和监测，从而避免缺水或者用水过剩的情况发生造成不良后果。

比如自动检测水箱、水池、锅炉等蓄水装置中的水位的状况，虽然对于不同的东西，设计中的精度等要求是有区别的，但是总结起来就是通过传感器将水位数据检测出来在液晶上面显示，并且当水位超标的时候能够提醒工作人员及时解决问题。

1.2水位检测系统的现状

从我国开始出现水位监测装置算起到我们现在的测量装置来，整个发展过程可以分为三个阶段来描述:

初级阶段、发展阶段和网络化阶段。

从最开始的1980年开始，我国就开始重视对于水位这块的监测，也是从那个时间开始，我们开始研发自己的测量装置，当然在那个时间起，我们也进行了数据的测量和记录。

到了80年代，对于水位测量这块，就到了它的相关数据。

90年代以后，随着网络科技的发展，我国对于水位监测这快也开始进行网络化，将数据实现联网传输，通过互联网终端将数据集合起来进行分析。

在2001年，我国正式提出了关于如何发展水位监测的计划。

这些年，由于国家的大力发展，使得我国水位监测行业有了巨大的发展和进步，但是和发达国家来看，却仍然有着巨大差距，需要我们不断的前行，我们必须突破现在的困难，对水位监测系统进行改进和发展。

1.3课题内容要求

利用超声波测距原理，通过单片机编程对整个设计进行规划和设计，针对不同用途和要求，从范围的要求、精度的要求、条件要求等众多方面来说的话，水位测量的方法还是比较广泛的，本文使用单片机编程将超声波测量模块测的数据显示在1602上面。

水位测量历史非常悠久，在电子设备产生的时候它就产生了，在60年代以后，这种设备有了非常迅速的发展，此时的水位测量都是用模拟电子技术做成的，这种设备结构复杂，搭建起来非常困难。

到70年代后，由于微电子的快速发展，单片机的发展，从而使这个领域的发展将进入了前所未有的状态。

本设计所采用的是通过编程的方式，通过单片机进行控制的。

人们现在所追求的就是通过使用高智能的设备，方便人们的日常生活和生产需要，而采用单片机来进行数据的实时监测，并将数据进行网络连接通过显示器显示出来，这样更加方便人们对各个设备的水位监测，使得控制系统更加的准确、灵活，使得控制更加人性化。

1.4目的和意义

水位状况的检测是几千年来人们非常重视的问题，如果能够对水位进行有效的监测，那么就能有效避免人们财产损失，而对于水厂的水位监测，可以让我们大致的了解用水量，对水位进行把控，从而让人们对存水量有个大致的了解，我们通过现代电子技术，特别是微控制器的发展，我们可以根据单片机设计出更加精确的水位测量系统。

本设计就是通过相关单片机的技术，结合控制系统，实时监测水位数据，从而完成相关数据的监测、传输，有效的了解水位情况并做相应处理。

2总体设计方案

本文的最重要的工作一共可以分为硬件搭建部分和软件编写调试部分这两个部分，其中硬件部分主要是对各个元器件以及模块之间的连接，其中包括超声波水位测量模块，1602显示模块，蜂鸣器模块，DS18B20模块、程序下载烧录模块和控制之心能够的模块。

首先对各个模块进行解释说明，然后按照原理图连接的形式将它们连接起来组成需要的相关的整体功能系统。

电路结构主要分为下面几种电路结构，他们各自形成了自己的工作，然后结合在一起形成一个整体的功能，分别是核心控制电路、报警电路、显示电路、下载电路和测量电路等。

在软件编写的部分是利用C语言通过Keil软件编写然后生成可执行文件，然后将所编写的程序写进单片机中去，在一切完成以后，最后就可以启动硬件电路进行运行，然后完成水位检测和发送数据到手机上的这个功能。

在此设计中，STC89C52单片机作为核心部件，也就是整个系统的控制核心芯片，通过单片机将超声波模块的数据转化，通过1602来显示，从而直观的得到水位数据。

本设计如果完成后，可以用在水位测量装置上面，也可以大量生产，本设计成本低，可以节省社会资源，有利于社会资源的合理利用。

对于系统的整体方框图如图2-1所示。

在此系统整体方框图的基础上设计出了整个系统的硬件电路图，并完成了软件代码的编写。

图2-1系统整体方框图

3硬件设计

3.1STC89C52概述

STC89C52是基于51核心芯片的一种功耗较低的单片机，在性能上算比较高的单片机，它最初是由ATMEL公司生产出来进行销售的。

芯片中含有可编程的储存芯片，而且它在生产过程中采用了不容易丢失储存信息的技术，保证了系统的运行完整性，而且52和51单片机的引脚定义是一致的，是没有任何差异的，除了内部的定时器以外。

而且近年来随着技术的提高，使得它的成本也是变得越来越低，由于这些原因，它得到许多编程者和企业家的钟爱，使得它的推广非常迅速。

STC89C52的处理数据位为8位，它是属于微处理器的范畴，其实现功能的定义与分布和C51单片机的是非常相近的。

STC89C52器件有较高的灵活性和集成性高，在水位测量过程中也是非常安全可靠的。

如图3-1所示为STC89C52引脚图。

图3-1STC89C51引脚图

管脚说明：

1.VCC：

是用来供电电压，给定的电压一般是在5V左右。

2.GND：

用来接地。

3.P0口：

信号输出口，传输数据给LCD1602来显示。

选择P0口必须在外围加上上拉电阻，因为P0口没有自带的上拉电阻，当然也可以选择其他端口作为数据的传送端。

4.P2口：

控制LCD602。

单片机通过P2口连接LCD的控制口，对1602进行控制。

从而让1602显示当前温度，处于手动模式还是自动模式。

按键通过P1口低四位和单片机相连，通过按键可以改变设置温度的预警值，也可以通过按键设定自动模式，还是处于手动模式。

RST：

复位输入，让单片机回复到刚开机状态，使得单片机重新工作。

本文通过用51单片机作为控制芯片，完成水位监测的设计，并对环境温度和光照强度进行实时的监控。

与单片机息息相关的就是单片机最小系统，所谓最小系统，就是通过它，我们可以实现相关