任务：通过对课题的分析，设置单片机系统，键盘按键电路，电机驱动电路， 声光控制报警，51 单片机复位，晶振电路，数码管双位显示等系统。然后根据 设计的题目和任务设计出硬件电路图和程序，并且进行仿真调试。

要求：

（1）在零到八十的范围内，设置系统需要的水位，过低，正常，过高。当 水位降到设置的过低水位时，电动机正转加水；当水位升到设置的过高水位时， 电动机反转放水。

（2）设定报警的上下水位，当水位降低或升高到报警水位时，声光同时报 警，并且电动机执行相应动作解除警报。

（3）用 7 段数码管显示水位高度，从零到八十以 10 为单位调节。

1。5 本章小结

本章主要介绍了水箱液位控制系统的设计背景、发展趋势和设计意义，以及 根据任务书的设计要求，确定了主要设计内容。

2 系统的整体设计

2。1 系统的工作原理

该水位控制系统由一片 AT89C51 单片机芯片,一块两位七段共阴 LED 显示器， 一片电机驱动芯片 1298，一个电机，8 个高低排列符合物理顺序的按键，用来模 拟水位的高低，每一个按键代表 10cm 高的水位，当水位低于 30cm 时，系统会实 施报警安全提示,电机自动进行加水。当水位达到要求水位时,系统报警自动停 止，电机自动关闭。但是当水位 60cm 时，系统也会报警，电机自动打开放水， 直到水位正常，报警停止，电机自动关闭，使水位始终保持在 30cm-60cm 之间。 在此期间数码管随时对水位的刻度进行显示。论文网

2。2 系统的总框图

 系统总框图

利用晶振电路以及复位电路组成的单片机最小系统和按键电路来完成上述 工作原理，通过单片机的软硬件结合，将输出的水位通过显示电路，声光通过报 警电路和电机通过电机驱动电路来实现。

2。3 本章小结

本章主要介绍了本次设计系统的工作原理以及展示了系统总框图。

3 系统的硬件设计

3。1 单片机最小系统

3。1。1 C51 单片机功能

集成在芯片上的计算机系统称为单片机。一块小小的芯片上集合了大部分的 功能，它具有了大部分计算机所必须的部件：中央处理器、内存、外部总线系统， 现在很多单片机还会有外存，以及像通讯端接口、定时器，计时器，时钟等外围 扩展设备。有些现在更强大的单片机还可以通过网络、声音、图像、复杂的输入 输出集合在相同的一块芯片中[5]。

采用 C51 单片机作为一个 8 位的微处理器，它具有 4K 字节的 FLASH 存储器、 高性能、低电压的特点。此外能够编程又能够擦除、实现只读闪存功能的存储器 也被运用在 C51 系列中。这款可以擦除的存储器最高纪录超过 1000 次。它制造 的过程中采用工业上最先进的不容易丢失的高精度存储器，不仅管脚符合要求， 更重要的是能配合工业标准 MCS-51。由于 AT89C51 是包含在 ATMEL 中的一种高 能的微控制器可以在一个单一的芯片组合多功能 8 位 CPU 和 FLASH 存储器，但是 C051 的更为精简。C51 的产生为工业和电子领域带来了廉价又柔性的程序，特别 是嵌入式系统受益最多[6]。

在 51 单片机中含有 40 个管脚，又分为四个部分来介绍引脚的功能，其中 2 个是外接晶振管脚，2 个电源专用管脚，4 个控制与电源共用管脚和 32 个 I/O 管脚。

（1）主电源：Vcc、Vss

（2）XTAL1、XTAL2：晶振连接的管脚，它在电路中与晶振电路连接在一起， 得到系统需要的时钟频率[7]。

（3）一些其他的信号管脚 RST（9）：复位连接的管教，它通常与复位电路一起使用，当我们需要将