【Proteus仿真】【STM32单片机】水箱液位监控系统

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一、功能简介

本项目使用Proteus8仿真STM32单片机控制器，使用LCD1602液晶、按键、蜂鸣器、液位传感器、PCF8591 ADC转换器、水泵等。

主要功能：
系统运行后，LCD1602显示当前水位、上下限阈值和工作模式，系统默认处于自动模式。
若检测水位高于上限，声光报警，开启抽水。若检测水位低于下限，声光报警，开启加水。
可操作K4键切换为手动模式，然后通过K1/K2键开启加水和开启抽水。再次按下K4键回到自动模式。
若要修改上下限阈值，可通过K3键进入上下限设置，光标定位修改的值，K1和K2进行加减。
还可通过串口助手进行参数修改和模式切换，指令(十六进制)如下：
加–>01
减–>02
模式–>03
确定/自手动–>04

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二、软件设计

/*
作者：嗨小易（QQ：3443792007）

*/



//系统数据获取
void sys_data_get(void)
{
	u8 ad_value=0;
	float vol=0;

	while(1)
	{
		//读取压力AD值
		ad_value=pcf8591_read_adcvalue(0);
		//计算电压
		vol=(float)ad_value*5.0/256;
		//计算液位高度VO=K*H+∮=0.038*H+1.105(V)	//H单位cm
		sys_ctrl.level=(vol-1.105)/0.038;
		if(sys_ctrl.level<=0)sys_ctrl.level=0;

		break;
	}
}

//系统数据显示
void sys_data_show(void)
{
	while(1)
	{
		//显示当前液位
		lcd1602_show_nums(5,0,sys_ctrl.level,3,0);

		//液位阈值显示
		lcd1602_show_nums(2,1,sys_ctrl.levell,3,0);
		lcd1602_show_nums(11,1,sys_ctrl.levelh,3,0);

		//自动手动模式显示
		if(sys_ctrl.auto_flag==1)lcd1602_show_string(12,0,"Manl");
		else lcd1602_show_string(12,0,"Auto");

		//阈值设置位置闪烁
	   	switch(sys_ctrl.mode)
		{
			case 1://液位下限
				lcd1602_show_string(2,1,"   ");
				delay_ms(100);
				lcd1602_show_nums(2,1,sys_ctrl.levell,3,0);
				break;
			case 2://液位上限
				lcd1602_show_string(11,1,"   ");
				delay_ms(100);
				lcd1602_show_nums(11,1,sys_ctrl.levelh,3,0);
				break;
		}

		break;			
	}
}


//系统数据设置
void sys_data_set(void)
{
	u8 key=0;
	
	key=KEY_Scan(0);
	//模式设置
	if(key==KEY3_PRESS || USART1_RX_BUF[0]==MODE_CMD)
	{
		USART1_RX_BUF[0]=0;
		//自动模式下，模式设置
		if(sys_ctrl.auto_flag==0)
		{
			sys_ctrl.mode++;
			if(sys_ctrl.mode>2)sys_ctrl.mode=1;
		}
		//手动模式下，停止开关
		else
		{
			MOTOR_JS=1;MOTOR_CS=1;	
		}
	}
	//在设置模式下，加
	else if(key==KEY1_PRESS || USART1_RX_BUF[0]==ADD_CMD)
	{
		USART1_RX_BUF[0]=0;
		switch(sys_ctrl.mode)
		{
			case 1://液位下限 
				sys_ctrl.levell++;
				if(sys_ctrl.levell>100)sys_ctrl.levell=0;
				break;
			case 2://液位上限 
				sys_ctrl.levelh++;
				if(sys_ctrl.levelh>100)sys_ctrl.levelh=0;
				break;
		}
		//手动模式，加水控制
		if(sys_ctrl.auto_flag==1)
		{
			MOTOR_JS=0;MOTOR_CS=1;
		}
	}
	//在设置模式下，减
	else if(key==KEY2_PRESS || USART1_RX_BUF[0]==MIN_CMD)
	{
		USART1_RX_BUF[0]=0;
		switch(sys_ctrl.mode)
		{
			case 1://液位下限 
				sys_ctrl.levell--;
				if(sys_ctrl.levell<0)sys_ctrl.levell=100;
				break;
			case 2://液位上限 
				sys_ctrl.levelh--;
				if(sys_ctrl.levelh<0)sys_ctrl.levelh=100;
				break;
		}
		//手动模式，抽水控制
		if(sys_ctrl.auto_flag==1)
		{
			MOTOR_JS=1;MOTOR_CS=0;	
		}
	}
	//确定/自手动
	else if(key==KEY4_PRESS || USART1_RX_BUF[0]==SWITCH_CMD) 
	{
		USART1_RX_BUF[0]=0;
		if(sys_ctrl.mode!=0)//确定
			sys_ctrl.mode=0;
		else//自动/手动切换
		{
			sys_ctrl.auto_flag=!sys_ctrl.auto_flag;
			//自动模式下，关闭加水/抽水
			if(sys_ctrl.auto_flag==0)
			{
				MOTOR_JS=1;MOTOR_CS=1;	
			}		
		}		
	}
}

//系统功能控制
void sys_fun_ctrl(void)
{
	//正常模式
	if(sys_ctrl.mode==0)
	{
		//自动模式下控制
		if(sys_ctrl.auto_flag==0)
		{
			//如果液位高于上限，声光报警，开启抽水
			if(sys_ctrl.level>sys_ctrl.levelh)
			{
				MOTOR_JS=1;MOTOR_CS=0;
				beep_alarm(100,20);
			}
			//如果液位低于下限，声光报警，开启加水
			else if(sys_ctrl.level<sys_ctrl.levell)
			{
				MOTOR_JS=0;MOTOR_CS=1;
				beep_alarm(100,20);
			}
			//正常液位，关闭加水抽水
			else
			{
				MOTOR_JS=1;MOTOR_CS=1;
			}
		}
	}	
}

//应用控制系统
void appdemo_show(void)
{
	sys_parm_init();//系统参数初始化
	KEY_Init();
	BEEP_Init();
	ctrl_pin_init();
	USART1_Init(9600);
	printf("USART1 Init OK...\r\n");
	pcf8591_init();
	lcd1602_init();//LCD1602初始化
	sys_open_show();//系统开机界面显示

	while(1)
	{
		sys_data_get();//系统数据获取
		sys_data_show();//系统数据显示
		sys_data_set();//系统数据设置
		sys_fun_ctrl();//系统功能控制		
	}
}

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三、实验现象

B站演示视频：https://space.bilibili.com/444388619

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联系作者

视频地址：https://space.bilibili.com/444388619/video
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