I
基于单片机水库水位报警系统
随着世界与中国科技的日益发展进步，单片机技术和自动化早已经被广泛
应用在工作、科学研究等重要领域内，目前也扩展普及到我们的日常生活的各
个领域中，扮演着十分重要的角色，为人们的生产生活带来了许多方便。大到
可用于水库、湖泊、池塘水位的检测，小的可以用于鱼缸、锅炉水位的检测。
水库水位的检测也可以用自动化来实现（本设计要实现的操作）。
目前我国的监测仪器已具有了一定的研究能力、开发力和生产力，但是我
国的传感和检测仪器从技术、工艺、行业生产水平和专业化等方面来看，于发
达国家相比还存在一定的差距，
本设计从分析水库水位（用简易水杯模拟水库）报警器的原理和设计方法
入手，主要基于单片机 STC89C52 的硬件电路和实现电机自动运行为基础，可以
自动显示水库水位以及防护水位的过高所造成的危险。控制系统由模数转换系
统的 A/D 转换部分、单片机控制部分、数码显示部分、和光电报警部分构成。
该电路采用简单而灵敏的监测报警电路，操作简单方便，接通电源即可工作。
该系统设计新颖、简易，灵敏度高，工作稳定，能够自动检测与显示当前水位、
高低水位报警等功能。
关键词： STC89C52 单片机；模数转换器；数码显示管
II
Abstract
With the development of science and technology progress, MCU
technology and automation has been widely used in scientific research,
work, and other important areas, plays a very important role. Deep into
the various fields, for the production and living of people brought a lot of
convenience. the monitoring instrument in our country have a certain
research, development, and productivity, but won the testing instrument
from technology and technology in our country, from the level of
industry production specialization, and other aspects, domestic water
level monitoring instrument are mainly float type water level gauge,
pressure sensor level meter,
This design from the analysis of reservoir water level alarm (tank
was used to simulate reservoir), the principle and design method of main
hardware circuit and the implementation based on micro control machine
STC89C52 motor run automatically as the foundation. Control system
consists of A/D conversion part of the modulus conversion system,
single-chip microcomputer control, digital display part, and photoelectric
alarm. The circuit is simple and sensitive monitoring alarm circuit, the
operation is simple, it starts working just by turning on the power supply.
The system design is novel, simple, high sensitivity, stable work, can
automatically detect and display the current level, high and low water
level alarm, and other functions.
KEY WORD：MCU-89C52，A/D conversion ,Digital display tube
III
目 录
摘要.............................................................................................................................I
Abstract.................................................................................................................II
目录............................................................................................................................................III
1 绪论........................................................................................................................1
1.1 课题研究的背景....................................................................................1
1.2 发展现状和趋势....................................................................................1
1.3 课题内容与意义....................................................................................2
2 水库水位报警系统的系统概述 .........................2
2.1 该系统的工作原理 .................................2
2.2 系统结构图 ........................................3
2.3 控制方案说明 ......................................4
2.4 系统组成与原理 ....................................4
2.5 本章小结 .........................................4
3 硬件电路设计....................................................................................................5
3.1 设计背景 ..........................................5
3.2 电路设计 ..........................................5
3.2.1 探测电路 .....................................5
3.2.2 电源开关的设计 ................................7
3.2.3 时钟复位电路设计 ..............................7
3.2.4 光电报警电路 ..................................8
3.2.5 显示数码管与功能 ..............................9
3.2.6 继电器电路 ...................................10
3.2.7 蜂鸣器电路 ...................................10
3.3 本章小结 ........................................11
4 程序设计 .........................................................................................................12
4.1 程序设计流程图 ..................................12
4.2 水位判断函数 ....................................13
4.3 显示函数 ........................................13
4.4 本章小结 ........................................14
IV
5 系统仿真与硬件调试...................................................................................15
5.1 调试软件介绍 ....................................15
5.1.1 程序编辑软件 ................................15
5.1.2 仿真软件 ....................................15
5.2 调试与运行 ......................................15
5.3 系统仿真 ........................................16
5.4 硬件调试 ........................................18
5.5 系统仿真与硬件调试结果分析 ......................21
结论...........................................................................................................................22
参考文献.................................................................................................................23
附录 A 电路原理图 ...........................................................................................1
附录 B PCB 图 ......................................................................................................1
附录 C 系统源程序 ...........................................................................................1
1
1 绪论
1.1 课题研究的背景
我国地大物博，水资源丰富，但对于水利资源的利用层面仍然有很多的缺
陷。水库是国家的重要资产，也于人们的生活息息相关，在水的管理方面具有
着举足轻重的作用, 我国各地仍有水灾频频发生的现象，因此监测湖泊、江河与
水库等的水位及这些区域的降雨量成为不可忽视的工作。这种监测不但可以为
及时预防水灾、决策防汛提供可靠的数据和资料，同时还能够为防洪抢险救灾
和保护人民生命财产安全发挥不可忽视的作用。
水库水位监测以及报警系统是保证人们基本生活条件中不可或缺的部分，
能够为用户提供充足的用水、保证日常生活、生产的需要。但是长期以来人们
使用传统人工控制方式管理水库，这种管理方式存在着许多缺点，如：水资源
的浪费、不能及时供水、影响生产效率等。
随着应用技术的不断提高、计算机科学逐渐走向成熟，作为计算机应用的
一部分，使用计算机对水资源进行管理有着老式手工管理所无法比拟的优点。
例如：节约水资源、及时、可靠性强、效率高、成本低等，这些优点能够极大
地提高管理的效率。
目前，我国水资源已经紧缺，高效率节约用水已成为程序设计制作的焦点，
既要求蓄水池的水位保持一定高度，还要防止溢水。老式远地观测深水池水位
装置，如浮球弹簧管开关、水漂式上下水位控制开关、，只能控制一路水泵的
控制器，这些均有接触不良且不易控制多级水位和远地观测水位等缺点，而且
不同程度存在如下两个问题：一是通用性不够强，仅适用于某单位，若作他用
则另需修改；二则是功能不够齐全，无法准确应用。
1.2 发展现状和趋势
早先，国内许多水文站监测水位和降雨量仍采用人工方法。该方法不但存
在测量时人身安全问题，而且还存在数据测量难以准确、监测实时性不强以及
不能及时反馈等问题，这些都会严重影响正常的工作效力。而正常的水位监测
