基于单片机的水位检测系统仿真设计

**单片机设计介绍， 基于单片机的水位检测系统仿真设计

一 概要

  基于单片机的水位检测系统仿真系统是一种用于模拟水位检测系统的工作过程，以验证设计方案的可行性和优化效果的软件系统。该系统通过仿真技术模拟水位检测过程中的各项参数变化，以便设计者能够更好地掌握整个系统的运行过程。

以下是一个基本的水位检测系统仿真系统的设计介绍：

1. 软件设计：

   • 使用仿真软件模拟水位检测系统的各个部分，包括水位传感器、单片机、液晶显示屏等。可以使用Simulink、Proteus等软件进行仿真。
   • 实现仿真模型的输入、输出和参数控制。例如，设置水位传感器的模拟信号，控制单片机程序的输入和输出，以及设置液晶显示屏的显示信息等。
   • 设计仿真算法，模拟水位变化对系统的影响。可以通过改变信号频率、幅度等模拟水位变化，进而进行系统响应的仿真实验。
   • 优化仿真模型，使其能够更真实地反映实际水位检测系统的工作过程。例如，考虑传感器的精度、采样时间等方面的影响，进一步优化控制算法等。

2. 仿真过程：

   • 将仿真模型导入仿真软件，并设置参数。
   • 开始仿真计算，观察各参数的变化情况。可以通过实时数据显示和记录，对比实验结果和仿真结果，以评估仿真系统的准确性。
   • 分析仿真结果，通过这些仿真结果，评估整个水位检测系统的性能和响应状态，以及指导优化设计。

需要注意的是，仿真系统是在实际系统设计完成之前模拟开发过程的一种软件工具，具有较高的灵活性和实验效率，但在实际应用中，为了确保系统的准确性和可靠性，还需要进行实验验证来确定系统的最终设计方案。

二、功能设计

基于单片机的水位检测系统仿真设计，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