【液位监控系统概述】
液位监控系统是用于实时监测多个储罐或容器中液体水平的设备，确保安全和高效的操作。在本文中，我们探讨了一种采用多单片机的液位监控系统设计，这种方法适用于需要大量输入/输出(I/O)端口以及复杂功能的系统，例如实时数据记录、人机交互界面以及声音报警等。
【多单片机的选择】
当液位监控需求扩展至16路以上，并要求具备复杂的记录和显示功能时，单个单片机的I/O资源可能不足。在这种情况下，使用专用I/O扩展芯片可能会带来成本增加、灵活性降低以及实时性不佳等问题。因此，本文提出使用多个单片机作为替代方案。多单片机系统可以更好地分配任务，每个单片机专注于特定功能，提高系统效率和可靠性。
【单片机与I/O扩展芯片的比较】
1. I/O数量：单片机如89C52的I/O口数量并不逊于专用I/O扩展芯片。
2. 灵活性：单片机具有更高的灵活性，可以根据需要进行编程，而专用芯片的使用方式较为固定。
3. 智能性：单片机可以独立处理信号，而专用I/O芯片仅起到信号传递作用，缺乏监控和问题解决能力。
4. 成本和时间：熟悉单片机的工程师更常见，使用单片机可以减少学习成本，且单片机通常比专用I/O芯片价格更低。
5. 实时性：单片机直接处理I/O操作，减少了信号延迟，提高了实时性。
6. 设计模块化：多单片机系统使得软硬件设计模块化，易于调试和维护。
【硬件结构】
硬件系统主要由以下几个部分组成：
1. 单片机：89C52负责核心处理。
2. A/D转换：MC14433用于将液位模拟信号转化为数字信号。
3. 控制信号输出：通过74LS373锁存器控制输出。
4. 非易失性存储器：如AT29LV040A闪存，用于存储数据，防止断电数据丢失。
5. 按键输入：常规非编码键盘。
6. 显示部分：采用GXM12864SL大屏幕LCD，增强人机交互。
7. 打印I/O端口：根据需求配置。
8. 模拟开关：多片CD4051用于选择和转换液位信号。
单片机之间通过串行口通信进行数据交换，简化了硬件连接，减少了额外的接口芯片。
【软件结构设计】
系统采用3个单片机并行工作。1#单片机负责液位信号的采集和数字化；2#单片机处理键盘输入，向其他单片机发送指令，并更新LCD显示；3#单片机执行控制输出。所有单片机在复位后同步工作，实现高效协同。
多单片机的液位监控系统通过合理分配任务，有效解决了I/O资源不足的问题，提高了系统的灵活性、实时性和可靠性。此外，这种设计方法降低了成本，简化了硬件设计，增强了系统的可维护性。通过这种方式，可以构建出一个功能强大、适应性强的液位监控系统。
