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编号：
CP-51-2021-036
设计简介：
本设计是基于单片机的水塔水位检测系统，主要实现以下功能：
- 可通过LCD1602显示水位阈值、水塔高度和水位；
- 可通过按键调整水位阈值和水塔高度；
- 可通过超声波测距模块测水位；
标签：51单片机、LCD1602、超声波测距模块
题目扩展：水坝检测系统。
1. 中控部分
- 核心控制器：采用STC89C52单片机，负责获取输入数据、进行数据处理，并控制输出部分的操作。
- 功能：实现水塔水位检测的核心逻辑，包括水位测量、温度补偿、阈值判断、抽水和加水控制、声光报警等。
2. 输入部分
- DS18B20测温模块：测量当前环境温度，为超声波模块提供温度补偿数据。
- HC-SR04超声波测距模块：测量当前水位高度。
- 独立按键：通过三个独立按键切换界面、调整水位阈值、调整水塔高度。
- 供电电路：为整个系统提供稳定电源。
3. 输出部分
- LCD1602显示模块：显示水位最大值、水位最小值、水塔总高度、喷淋塔剩余水位等信息。
- 抽水继电器：当剩余水位大于水位最大值时，抽水继电器闭合，开始抽水。
- 加水继电器：当剩余水位小于水位最小值时，加水继电器闭合，开始加水。
- LED指示灯：当剩余水位不在设置的阈值内时，LED灯亮起，提供视觉报警。
- 蜂鸣器：当剩余水位不在设置的阈值内时，蜂鸣器发出声音报警。
5 喷淋塔水位控制系统设计与实现仿真与实验
喷淋塔水位控制系统设计与实现的基本功能包括：LCD屏显示高度信息、按键设置水位阈值、超声波测距、自动调整水位功能、声光报警功能。
5.1 水位阈值LCD屏显示功能测试
LCD屏具有背光功能，进行显示数字和英文，正常显示水位阈值和水箱高度，水位高度。LCD显示如下图 ：
图5-1屏幕显示图片
5.2 按键控制水位阈值测试
按键进行设置水位阈值，可以按照需求通过按键自行调整水位的阈值，和水箱的高度。通过第一个按键进行选择调整需求。三个调整是根据第一个按键次数决定，第一下调最高水位限制，第二下调最低水位限制，第三下调水箱高度。第二个按键进行加1操作，第三个按键进行减1操作。效果如下：
图5-2按键调整高度图片
5.3 水位高度超声波测距测试
对于超声波测距模块，超声波传感设备发出对应的超声波，当超声波的传输遇到障碍物时，立即会被反射回接收电路，对系统控制器进行相应的反馈，并请求控制器下发指令。通过总高度减去到达水位的高度获取水位高度，效果如下：
图5-3超声波测距显示图片
5.4 水位高度自动调整测试
当水位超出阈值自动启动，进行加水和抽水功能。效果如下：
图5-4正在加水图片
图5-4正在抽水图片
5.5 水位异常声光报警功能测试
当水位超出阈值后，声光报警器进行自动报警，效果如下：
图5-4声光报警图片
设计摘要：
本文研究属于喷淋塔技术领域的研究范畴，主要讲的是基于单片机的喷淋塔水位控制系统，使喷淋塔水箱中的水位自动保持在一定位置。文中对具有高度安全性的水位控制系统的结构组成，发展现状以及应用作了较为细致的分析研究。主要阐述了喷淋塔系统的组成、水位控制系统的组成、水位数值的获取、水位上下限的设定、水位高低控制，水位数据显示等功能。
本课题研究的是通过键盘电路实现对水位上下限值的设定，通过超声波水位传感器对水位进行检测，通过LCD1602屏显示水位状态，并在水位出现异常时，通过蜂鸣器和LED灯进行声光报警。报警的同时单片机对继电器控制实现电机的运转，进行水位的自动控制，保持水位处于恒定状态。实验结果表明，本水位控制系统可以准确的对水位自动控制，可以有效的避免喷淋塔因水位不恰当出现的问题，具有设计成本低，实用价值高等优点。
关键词：单片机；水位自动控制；超声波水位检测；LCD1602屏显示水位状态；声光报警
字数：12000+
内容预览：
目 录
摘 要
Abstract
1 绪论
1.1 论文研究的目的与意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 国内研究现状
1.2.1 国外研究现状
1.3 论文研究的技术路线
2 喷淋塔水位控制系统的组成
2.1 喷淋塔水位控制系统的概述
2.2 STC89C52单片机控制模块
2.3 水位高度超声波测距模块
2.4 水位自动控制继电器控制电机模块
2.5 水位高度值LCD1062显示模块
2.6 水位异常声光报警模块
3 喷淋塔水位控制系统的总体设计
3.1 喷淋塔水位控制系统工作原理图
3.2 单片机控制系统
3.2.1 STC89C52单片机的最小系统
3.2.2 STC89C52单片机的引脚
3.3 水位高度测量超声波测距电路
3.4 水位自动控制继电器电路
3.5 水位阈值调节按键控制电路
3.6 水位高度1602液晶显示电路图
3.7 水位异常声光报警电路
4 喷淋塔水位控制系统的程序设计
4.1 编程软件介绍
4.2 喷淋塔水位控制系统的主程序流程图设计
4.3 按键调整水位函数流程图
4.4 水位显示函数流程图
4.5 水位处理函数流程图
5 喷淋塔水位控制系统设计与实现仿真与实验
5.1 水位阈值LCD屏显示功能测试
5.2 按键控制水位阈值测试
5.3 水位高度超声波测距测试
5.4 水位高度自动调整测试
5.5 水位异常声光报警功能测试
致谢
参考文献
附录
附录1.PCB图
附录2.原理图
附录3.程序
