**单片机设计介绍，基于单片机智能液位水位监测控制系统设计
一 概要
基于单片机智能液位水位监测控制系统设计概要主要涵盖系统目标、硬件设计、软件设计以及系统特点等方面。以下是对该设计概要的详细描述：
一、系统概述与目标
本系统旨在实现对液位水位的智能化监测与控制，通过单片机作为核心控制器，结合液位传感器、执行机构等硬件，实现对液位水位的实时监测、数据处理以及自动控制。系统设计的目标是提高液位水位控制的精度、稳定性和响应速度，以满足不同应用场景的需求。
二、硬件设计
单片机选型：选用具有足够计算能力和接口资源的单片机，如常用的STM32或AT89C51等，作为系统的核心控制器。
液位传感器：根据实际应用场景选择合适的液位传感器，如浮子式、电容式或超声波式等，用于实时监测液位水位的变化。
执行机构：包括水泵、阀门等部件，用于根据单片机的控制指令调节液位水位。
电源模块：为系统提供稳定的工作电压，确保各部件的正常运行。
显示与交互模块：设计显示模块用于实时显示液位水位数据、系统状态等信息，同时提供交互接口供用户设置参数、查看历史数据等。
三、软件设计
数据采集与处理：编写程序实现液位传感器的数据采集和处理，将模拟信号转换为数字信号，并进行必要的滤波和校准，以提高测量精度。
控制算法实现：根据预设的控制策略，编写程序实现对执行机构的控制，以实现对液位水位的精确调节。控制算法可以采用PID算法、模糊控制算法等，以提高系统的控制精度和稳定性。
用户界面设计：设计友好的用户界面，方便用户设置参数、查看液位水位数据以及进行系统故障诊断等操作。
四、系统特点
智能化监测与控制：系统能够实时采集液位水位数据，并根据预设阈值进行自动控制，无需人工干预，提高了控制的智能化水平。
高精度测量：选用高精度的液位传感器和合适的控制算法，能够提高液位水位测量的精度和稳定性。
多种交互方式：系统提供多种交互方式，如按键、触摸屏等，方便用户进行操作和设置。
扩展性强：系统设计灵活，可根据实际需求进行扩展和定制，如增加多级液位监测、自动化数据处理等功能。
五、总结与展望
基于单片机智能液位水位监测控制系统设计是一个集硬件、软件于一体的综合性项目。通过选用合适的单片机、液位传感器和执行机构等硬件，结合高效的控制算法和用户界面设计，能够实现液位水位的智能化监测与控制。未来，随着传感器技术和控制理论的不断发展，该系统可以进一步优化和完善，提高监测精度和控制性能，更好地满足实际应用需求。
二、功能设计
基于单片机智能液位水位监测控制系统设计，通过传感器检测水位液位大小，设定范围，当超过范围则报警，并有出水阀和进水阀。以保持水位在某个范围自动调节。包括的电路有传感器电路、液晶显示电路、单片机控制电路、按键电路、进出水电磁阀电路、电源电路。
设计思路
设计思路
文献研究法：搜集整理相关单片机系统相关研究资料，认真阅读文献，为研究做准备；
调查研究法：通过调查、分析、具体试用等方法，发现单片机系统的现状、存在问题和解决办法；
比较分析法：比较不同系统的具体原理，以及同一类传感器性能的区别，分析系统的研究现状与发展前景；
软硬件设计法：通过软硬件设计实现具体硬件实物，最后测试各项功能是否满足要求。
三、 软件设计
本系统原理图设计采用Altium Designer19，具体如图。在本科单片机设计中，设计电路使用的软件一般是Altium Designer或proteus，由于Altium Designer功能强大，可以设计硬件电路的原理图、PCB图，且界面简单，易操作，上手快。Altium Designer19是一款专业的整的端到端电子印刷电路板设计环境，用于电子印刷电路板设计。它结合了原理图设计、PCB设计、多种管理及仿真技术，能够很好的满足本次设计需求。
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仿真实现
本设计利用protues8.7软件实现仿真设计，具体如图。
Protues也是在单片机仿真设计中常用的设计软件之一，通过设计出硬件电路图，及写入驱动程序，就能在不实现硬件的情况进行电路调试。另外，protues还能实现PCB的设计，在仿真中也可以与KEIL实现联调，便于程序的调试，且支持多种平台，使用简单便捷。
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原理图
五、 程序
本设计利用KEIL5软件实现程序设计，具体如图。作为本科期间学习的第一门编程语言，C语言是我们最熟悉的编程语言之一。当然，由于其功能强大，C语言是当前世界上使用最广泛、最受欢迎的编程语言。在单片机设计中，C语言已经逐步完全取代汇编语言，因为相比于汇编语言，C语言编译与运行、调试十分方便，且可移植性高，可读性好，便于烧录与写入硬件系统，因此C语言被广泛应用在单片机设计中。keil软件由于其兼容单片机的设计，能够实现快速调试，并生成烧录文件，被广泛应用于C语言的编写和单片机的设计。
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六、 文章目录
目 录
摘 要 I
Abstract II
引 言 1
1 控制系统设计 2
1.1 主控系统方案设计 2
1.2 传感器方案设计 3
1.3 系统工作原理 5
2 硬件设计 6
2.1 主电路 6
2.1.1 单片机的选择 6
2.2 驱动电路 8
2.2.1 比较器的介绍 8
2.3放大电路 8
2.4最小系统 11
3 软件设计 13
3.1编程语言的选择 13
4 系统调试 16
4.1 系统硬件调试 16
4.2 系统软件调试 16
结 论 17
参考文献 18
附录1 总体原理图设计 20
附录2 源程序清单 21
致 谢 25
