随着我们正常的生活水平和工业标准的提高，液位的检测慢慢的受到人们重视，检测的精度和实时性要求也慢慢变得高，另外还要求系统能提供对液位的自动控制功能。今后液位的监测和控制系统的研究将是一个重要的课题。
在日常生产和生活中经常遇到液位的检测和控制问题。尤其在许多工业生产系统中，需要对系统的液位或物料位进行检测和控制，特别是对具有腐蚀性的液体液位的测量，传统的电极法是采用差位分布电极，通过给电脉冲来检测液面，电极长期浸泡在液体中，极易被腐蚀、电解、失去灵敏性，因而对测试设备的抗腐蚀性要求较高。LM型液压传感器采用316L不锈钢膜片及PVC塑料螺纹头相结合，可测量水、其它液体及气体液位。LM型液压传感器采用拥有专利技术的低成本不锈钢传感器，其安装在PVC塑料过程接头内。监控工程实施方便、迅速、易做到实时控制，而且测量精度又能达到工业实用的要求，所以有广泛的应用前景。为了降低工人的劳动强度，改善工人的工作环境，节省财力、物力，避免资源的浪费，特别是对一些具有高温、高压、低温、低压、有辐射性、毒性、易挥发易爆等液体，就要对液位进行检测，而且液位的检测显得尤为重要。今后液位的监测和控制系统的研究将是一个重要的课题。
随着工业生产自动化高速发展, 对液位检测和控制技术的要求也慢慢的升高。为解决生产中的测量问题, 一方面是采用新的测量原理, 开发新的液位检测仪表, 扩大检测的手段, 另一方面需要朝着实现微机化和智能化的方向发展。近些年来, 微电子技术的发展使得液位检测技术发生了根本性的变化。新的检测原理与电子部件的应用使得液位计更趋向小型化和微型化, 特别是一些小型现场液位开关发展极快, 如光纤液位计, 由于没有可动部件, 所以可靠性高, 不仅可现场显示, 而且可以发出控制信号。与此同时, 液位检测和控制也正向着智能化方向发展, 在液位测量领域内广泛应用微处理技术, 以实现故障诊断和报警功能, 提高测量的精确度、可靠性、安全性和多功能化。在应用和设计液位计时尽量实现精确测量,提高液位检测系统对恶劣环境的抵抗能力, 以便在恶劣环境下准确、可靠地工作。
目前，市面上进行液位测量的仪表种类繁多，但是同时具有测量、监控、数据记录及处理的液位测量装置并不多。在某些工业控制管理系统中，数据的测量这一基本功能已不能满足现代工业的要求，往往需要对大批数据进行记录，对其进行后期处理分析，实现差错控制、工艺改善、资源优化等一系列工作。在液位测量这一领域中，如江河湖海、城市用水等方面，大量数据长时间，多网点的采集记录分析具有普遍的意义。液位的变化分析，有助于人们进一步对自然环境、天气变化甚至是灾害预警提供可靠的支持。单片微机在许多过程控制设备和产品中都得到广泛的应用。由于其体积小，价格低，具有逻辑判断、定时计数、程序控制等多种功能，在各个领域、各个行业都得到了广泛应用。不仅有常用的8位机，而且4位单片机和16位单片机也得到了普及，随着过程控制精度要求的增加和运算速度的增快，单片机得到了进一步的应用。
本文的主要任务是以单片机为主控制器，开发一个基于液位传感器的液位监控系统，可测量并显示液位高度。设定最高液位和最低液位，当液位高于最高液位或低于最低液位时发出报警信号，提醒工作人员液位信息。研究设计内容包括：
设计完成之后提供一个可以应用于一般工业的液位检测及显示系统的设计方案，测量范围和测量精度满足一般工业应用需要。通过毕业设计的整个过程，可以综合运用传感器、单片机、电子电路和程序设计等方面的知识，锻炼和提高科研的能力。
该系统以AT89C51作为核心控制部件，外加传感器，一片A/D转换芯片和数码管来完成系统的预期任务，即液位的检测、显示和超限报警。传感器实现液位信号到电压信号的转换，再由8位A/D转换芯片ADC0809将模拟信号转换为数字信号，实现液位信息的输入，AT89C51从ADC0809读取液位信息后进行数据处理和超限判断，随后将处理过的数据输出到数码管显示，设置最高液位和最低液位，若液位超限则由单片机报警。
AT89C51含 E2PROM电可编闪速存储器。有两级或三级程序存储器保密系统，防止E2PROM中的程序被非法复制。不用紫外线擦除，提高了编程效率。程序存储器E2PROM容量可达20K字节。
AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器的低电压，高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，为很多嵌入式控制管理系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。
与MCS-51兼容，4K字节可编程闪烁存储器，寿命：1000写/擦循环，全静态工作：0HZ-24HZ，三级程序存储器锁定8位CPU；振荡频率1.2-12MHz;128个字节的片内数据存储器（片内RAM）;21个专用寄存器；4KB的片内程序存储器；8位并行I/O口P0,P1,P2,P3;一个全双工串行I/O口；2个16位定时器/计数器；5个中断源，分为2个优先级。
c:p2口，8位准双向I/O口，与地址总线位准双向I/O口，双功能复用。
A/D转换芯片ADC0809为8路模拟信号的分时采集，片内有8路模拟选通开关，以及相应的通道锁存用译码电路，其转换时间为100μs左右。
图中多路开关可选通8个模拟通道，允许8路模拟量分时输入，共用一个A/D转换器进行转换，这是一种经济的多路数据采集方法。地址锁存与译码电路完成对A、B、C 3个地址位进行锁存和译码，其译码输出用于通道选择，其转换结果通过三态输出锁存器存放、输出，因此可以直接与系统数据总线引脚图
分辨率为8位；最大不可调误差小于+_1LSB；单一+5V供电，模拟输入范围0~5V；具有锁存控制的8路模拟开关；可锁存三态输出，输出与TTL兼容；功耗为15mw；不必进行零点和满度调整；转换速度取决芯片的始终频率，它的时钟为10kHZ~1.2MHZ.当时钟为500KHZ，转换速度为100us。
ADC0809是一款8位AD转换器，数据获取的关键部分是它的8位模/数转换器。这个部分主要由N位逐次逼近寄存器SAR,D/A转换器，比较器，置数选择电路组成。转换过程如下：
A．选选置数电路置SAR的最高位为“1”，其余位为“0”，经D/A转换器转换成的模拟电压Uo与输入模拟电压Ui在电压比较器进行比较，若Ui大于等于Uo,则保留最高位“1”，若Ui小于Uo，则最高位为“0”。
LM系列液压传感器采用316L不锈钢膜片及PVC塑料螺纹头相结合，可测量水、其它液体及气体液位。LM系列液压传感器采用拥有专利技术的低成本不锈钢传感器安装在PVC塑料过程接头内。该设计可使传感器具有多种外形，方便客户应用于需要高性能、小尺寸的压力和真空系统。传感器标准输出为0.5～4.5V，供电为5V。
特 点： 螺纹接口式，-20～85℃工作温度范围，±0.1%非线%总误差，固态结构
应 用： 灌溉系统，RV和船舶水位保持，蓄水和水循环系统，小型罐体液位，冷却器&蒸气冷凝设备
特 点： 低成本，微量程（最佳量程1Psi～15Psi），适于OEM客户批量应用。
典型应用： 灌溉，RV和船用邮箱液位，水存储和水回收系统，小罐体液位，冷凝器，蒸发冷却塔
本系统供电为市电AC220v，经变压器TR1降为交流6v，经整流桥堆BR1整流后得到脉动直流电压6v，再经三端稳压器LM7805得到VCC(+5v) ,其中电解电容C4、C6、起滤波作用，C5、C7是旁路电容，起抑制干扰的作用。
RST：复位输入。在单片机工作期间，当此引脚上出现连接2个机器周期的高电平时可实现复位操作。复位电路除了具有上电复位功能外，还可通过复位键迫使RESET为高电平。当系统通电时，RESET引脚获得高电平，随着电容的充电，RESET引脚的高电平将逐渐下降。RESET的高电平只有保持足够的时间（2个机械周期），单片机才可以进行复位操作 。
时钟电路采用12MHz的晶振，因为ADC0809的工作时钟最高允许值为12MHz,单片机ALE管脚2分频后为500KHz,可以作为ADC0809转换器的时钟信号CLK。XTAL1:反向放大振荡器的输入及内部时钟工作电路的输入。XTAL2:来自反向振荡器的输出。XTAL1脚是内部反相放大器的输入端，而XTAL2脚是该放大器的输出端。在晶体振荡中，晶体工作于基本响应模式，它作为一个感抗与外部电容形成并联谐振，使正反馈放大器维持震荡。所选电容为瓷片电容22PF，因为22PF对于工作于1MHZ以上的晶振都能获得良好的效果。
本设计由P1口控制七段发光二极管亮或灭，使用共阴极8段数码管，由图2.9可知，要使七段显示器的某一段亮，则应该是与该段相连的段选寄存器即P1口的某位线。若使某段熄灭，则必须输出0。例如要显示数字4。则应使P1口的P1.7-P1.0输出为11100110B，若用一个字节表示该输出值，即字形代码为66H，依此类推，可以得到0—9一共10个十进制数的字形代码依次为3FH，06H，5BH，4FH，66H，6DH，7DH，07H，7FH，6FH。
本设计由P2.0，P2.1，P2.2，P2.3做位选，以控制哪一位七段数码管显示，例如，要求第一位数码管显示，则应设置P2.0为“1”，P2.1，P2.2,P2.3为“0”。
PNP型三极管9012起到增加驱动电流的目的。电阻R12~R19控制通过数码管的电流，R20~R23控制通过三极管9012的电流，R4~R11为单片机P1口的上拉电阻。
设计所选LM型液位传感器能够根据不同的液位产生不同的电压，电压值大小范围为0.5~4.5V，且能够便于远距离传输。由于芯片ADC0809的输入为0~5V的电压，仿真时需要将输入信号转换为电压信号，为此外接一电位器R=1kΩ，把电压转换成0~5V电压。在设计中，把电位器的1，3脚接+5V电压和地线V电压，因此可以用电位器模拟液位传感器。
ADC0809与AT89C51相连接，ADC0809中的START与ALE相连通，ALE——地址锁存允许信号，对应ALE上跳沿，A、B、C地址状态送入地址锁存器中。START——转换启动信号。START上升沿时，复位ADC0809；START下降沿时启动芯片，开始进行A/D转换；在A/D转换期间，START应保持 低电平。当ALE上升沿时，ALE锁存数据，A/D转换截止，当ALE下降沿时，START低电平，ALE低电平，不锁存，A/D转换开始。P2.4，P2.5，P2.6，P2.7分别控制CLK，START和ALE，EOC，OE信号，其控制A/D转换的开始和截止。CLK使用AT89C51内部时钟信号。ADDA，ADDB，ADDC相连通接地，信号输入为000，表示输入通道选择为IN0口。8位数据信号线与AT89C51的数据传输。
Vref——参考电源参考电压用来与输入的模拟信号进行比较，作为逐次逼近的基准。其典型值为+5V(Vref(+)=+5V, Vref(-)=0V)。
本电路的P3.0，P3.1作为高位和低位的报警控制线，通过设置高低液位报警线来实现报警功能。如果当前液位高于设置的高位报警线置低电平，高位报警灯亮。如果当前液位低于于设置的低位报警线置低电平，低位报警灯亮。如果当前液位低于设置的高位液位且高于低位液位时，高位报警灯和低位报警灯灭。
在本章中主要讲述了硬件电路的结构，电路原理和部分芯片的功能，根据电路组成情况分成六个电路模块，分别介绍了各个电路模块的工作原理和功能，通过本次设计掌握了更多的基本硬件电路设计原理及其工作特点。并自行绘制电路原理图，PCB封装图，为做PCB板做准备。下面是电路的一些照片。
AT89C51共有P0,P1,P2,P3，4个8位的并行双向I/O口。各个I/O口实现不同的功能，详细情况如下。3.1.1P0口的信号输入
在程序中将P0口做为段选口使用，显示十位数字的段选信号，下例为显示十位数字的指令：
在程序中将P0口作为输入口，用来读A/D转换值。设计中，要求选通通道0，并把转化后得到数字量存入内部RAM的35H单元中，下例为把转化后的数字量存入内部RAM中的指令：
P2.0,P2.1,P2.2,P2.3做数码管的位选信号用，要哪个数码管亮，则置相应位高电平，就可将其选中。例如要求显示第一个数码管，端口设置指令为：
P3.0、P3.1、P3.7作为通用I/O口使用,与LED灯和蜂鸣器相连，输出报警信号，如果当前液位高于设置的高位报警线置低电平，高位报警灯亮。如果当前液位低于于设置的低位报警线置低电平，低位报警灯亮。如果当前液位低于设置的高位液位且高于低位液位时，高位报警灯和低位报警灯灭。
系统分为初始化，A/D转换，十进制转换，LED显示，电机控制和报警电路。因此整个程序需要包含上述六个子程序。
ADC0809芯片实现A/D转换的时间为0.1ms左右，A/D转换后得到的数字量应及时传送到单片机进行处理。OE——输出允许信号。用于控制三态输出锁存器向单片机输出转换得到的数据。OE=0，输出数据线，输出转换得到的数据。
ALE——地址锁存允许信号。对应ALE上跳沿，A、B、C地址状态送入地址锁存器中。
START——转换启动信号。START上升沿时，复位ADC0809；START下降沿时启动芯片，开始进行A/D转换；在A/D转换期间，START应保持 低电平。本信号有时简写为ST。
CLK——时钟信号。ADC0809的内部没有时钟电路，所需时钟信号由外界提供，因此有时钟信号引脚。通常使用频率为500KHz的时钟信号。
EOC——转换结束信号。EOC=0,正在进行转换；EOC=1,转换结束。使用中该状态信号即可作为查询的状态标志，又可作为中断请求信号使用。
无字库12864单片机驱动程序 UC1701X或兼容的IC,比如ST7565R
IC设计义隆电举行法说会，展望第4季，发言人刘代铭指出，第4季是传统澹季，因此营收仍会向下修正，估掉到18.2至19.2亿元左右，较第3季减少4%至9%，其中笔电用触控板(TouchPad)出货预期会较第3季微幅成长，季增3%内，触控笔电IC出货量则明显向下修正，估减7至30%，手机触控则预期与第3季持平，平板表现较好，估成长1至2成，毛利率在触控IC出货稳定的带动下，预期可与第3季持平，约在46-47%左右，营益率约18至20%，也与第3季持平。 刘代铭指出，第4季是传统澹季，因此预期触控IC出货会向下修正，其中触控笔电出货估达300至400万颗，较第3季428万颗减少7至30%，下滑幅度最大，平板触控IC估可较第3季成长，估出货
篮球比赛中除了有总时间倒计时外,为了加快比赛的节奏,新的规则还要求进攻方在２４秒内有一次投篮动作,否则视为违例。本人设计了一个篮球比赛计时器,可对比赛总时间和各方每次控球时间计时。该计时器采用按键操作、ＬＥＤ显示,非常实用。此计时器也可作为其他球类比赛的计时器。 电路如图１所示。主控芯片为８９Ｃ２０５１,采用６ＭＨｚ晶振,Ｐ１０～Ｐ１７作键盘输入。Ａ１为＋１键（软件设计时让此键连续按住４秒以上为连续＋１）,用于设定比赛时间;Ａ２为暂停键,可以控制总计时和２４秒计时暂停;Ａ３为总计时工作开启键;Ａ４为启动２４秒计时键,投篮或交换控球时按下此键,２４秒计时开始;Ａ５为２４秒计时停止键（没有违例）;Ａ６为总计时和２４秒计时同时启动
制作的篮球比赛计时器 /
MCS-51基本构成 Ø CPU :8位 Ø 存储器:128字节RAM；4K字节ROM存储器 Ø 并行口:4个8位并行口 Ø 串行口:1个全双工的串行口 Ø 21个专用特殊功能寄存器 Ø 定时器/计数器:2个16位的定时器/计数器 Ø 中断系统:5个中断源,两个中断优先级 Ø 寻址范围: 64K字节（程序存储区和外部数据存储区各64K） 即MCS-51是8位单片机，有40个管脚，8根数据线根地址线。通常称为八大基本组成部分：CPU 、ROM、RAM、I/O 、定时/计数器、串口、SFR、中断服务系统。备注：其中特殊功能寄存器（SFR）共有21个，是一个具有特殊功能的RAM区。 一、中央处理器（CPU）：单片机的核心部分
的硬件结构 /
全部的特殊功能寄存器： 特殊寄存器1、ACC（A）：累加器 ALU（算数运算逻辑单元，是运算器的重要部件）在进行运算时，数据绝大部分来源于累加器A，运算的结果通常也送回累加器A 特殊寄存器2、B：辅助寄存器 此寄存器是为乘法和除法指令而设置的 以乘法为例：一个8bit的数和另一个8bit的数进行乘法运算，得到的结果为一个16bit的数，此时就需要俩个8bit寄存器来存放结果，辅助寄存器B就派上了用场，一般的，我们用B来存放高8bit，用A来存放低8bit。 以除法为例：在计算1除以3时，所得的结果以商和余数的形式保存，一般的，A用于保存商，B用于保存余数 特殊寄存器3、标志寄存器PSW： 一般用于保存指令执行
之特殊功能寄存器SFR /
尽管目前经济形势动荡使美国、欧洲和日本企业和消费者信心受到较大冲击，但32/64位微控制器(MCU)、嵌入式微处理器(eMPU)和通用信号处理器(DSP)市场将继续稳步增长。 上述结论来自Semicast的报告。据其预测，这些产品的总体销售额2008年将达到86亿美元，高于2007年的81亿美元。而且这些市场将逐年增长，到2013年达到142亿美元，复合年增长率接近10%。 “这些产品具有广泛的应用，而且依赖工业、医疗、汽车和通讯基础设施等稳定的市场，这将使其成为未来困难时期 半导体 产业中为数不多的亮点之一，”Semicast的首席分析师及上述报告作者ColinBarnden表示。 报告指出，
51单片机的辉煌过去 51单片机指MCS-51系列单片机，CICS指令集。由Intel公司开发，其结构增加了如乘（MUL）、除（DIV）、减（SUBB）、比较（CMP）、16位数据指针、布尔代数运算等指令，以及串行通信能力和5个中断源，内有128个RAM单元及4K的ROM。其代表型号是ATMEL公司的AT89系列，它大范围的应用于工业测控系统之中。目前国内的51单片机市场主要为国产宏晶的产品STC系列其号称低功耗，稳定与廉价的特点。 学习51单片机的误区 误区1：51单片机是学习的基础 “51单片机是学习的基础”这句话本身并没有错。在我读本科的时候，当时它无疑是学习的基础——毕竟那时没有更高级的单片机可以供使用，国内更
普通8位单片机，如AT、STC等芯片厂商，单片机须使用高电平复位，复位后保持低电平 STM32单片机，使用低电平进行复位，NRST复位引脚在一般情况需保持高电平电路才能正常工作。 另外单片机上电时间是有要求的，所以因根据数据手册匹配指定的RC复位电路。
STC15F104W单片机是STC生产的单时钟/机器周期（1T）的单片机，是高速/高可靠/低功耗/超强抗干扰的新一代8051单片机，采用STC第八代加密技术，超级加密，指令代码完全兼容传统8051，但速度快8-12倍。内部集成高精度R/C时钟（+/-0.3%），+/-1%温飘（-40C~+85C），常温下温飘+/-0.6%（-20C~+65C），5MHz~35MHz宽范围可设置，可彻底省掉外部昂贵的晶振和外部复位电路（内部已集成高可靠复位电路，ISP编程时8级复位门槛电压可选）。 STC15F104W单片机体积小，全8个引脚完全够一般的控制使用，最小系统也就是个电路滤波----加上一个47uf电容和一个103电容即可，但因为其
的特点及管脚图 /
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实现小体积300W BLDC马达控制
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