1 引言
目前，许多工农业单位都需要进行液位测量。传统的液位测量基本上是人工测量。随着科学的发展，对液位测量精度的要求越来越高，测量液位的种类也越来越多。例如腐蚀性很强的液体；有毒的或有毒的液体。缺点是人工测量精度低，耗时长。当人们接触污染、有毒液体或难以接触时，人工测量会造成很多麻烦。而基于单片机的液位的污浊不会对它造成影响。2 基于51单片机的液位检测装置的总设计方案
此液位检测装置是以单片机为主控中心，外围电路由液位变送器、电位转化电路、蜂鸣器、电流电压转化模块以及液晶显示模块组成。主电路使用单片机作为液位测量装置的主控单元，测量装置采用外部晶体振荡器作为时钟源，具有手动按键复位功能。该主控单元在整个测量装置中起到了核心作用。液位测量装置选用变送器。它将水压强信号转变为的电流信号，通过电流 / 电压信号转换模将电流信号转换为的电压信号，通过 AD 转换将电压信号转变成单片机可读取的数字信号。经过处理后经液晶显示。3 硬件电路设计
硬件电路设计是液位测量装置的重要组成部分，主要包括：信号检测与处理电路设计、液位显示电路设计、电源模块、单片机最小系统模块等。3.1 电源模块
电源模块直接选择双USB数据线与电脑相连供电，可以直接满足单片机的5V电压的运行条件。3.2 A/D转换电路
A/D转换芯片ADC0804为8路模拟信号的分时采集，片内有8路模拟选通开关，以及相应的通道抵制锁存用译码电路，其转换时间为100μs左右。允许8路模拟量分时输入，共用一个A/D转换器进行转换，这是一种经济的多路数据采集方法。地址锁存与译码电路完成对A、B、C 3个地址位进行锁存和译码，其译码输出用于通道选择，其转换结果通过三态输出锁存器存放、输出，因此可以直接与系统数据总线相连。3.3 LCD液位显示电路
1602液晶是两行各16字符的字符型液晶，该液晶拥有体积小、功耗低、显示操作简单等优点，刚好满足本设计对于液晶的要求。同时还要加上一个3K电阻，用于调节液晶的电压与电流。3.4 最小系统模块
RST：复位输入。在单片机工作期间，当此引脚上出现连接2个机器周期的高电平时可实现复位操作。复位电路除了具有上电复位功能外，还可通过复位键迫使RESET为高电平。当系统通电时，RESET引脚获得高电平，随着电容的充电，RESET引脚的高电平将逐渐下降。RESET的高电平只有保持足够的时间（2个机械周期），单片机才可以进行复位操作。时钟电路采用12MHz的晶振，XTAL1:反向放大振荡器的输入及内部时钟工作电路的输入。XTAL2:来自反向振荡器的输出。XTAL1脚是内部反相放大器的输入端，而XTAL2脚是该放大器的输出端。在晶体振荡中，晶体工作于基本响应模式，它作为一个感抗与外部电容形成并联谐振，使正反馈放大器维持震荡。所选电容为瓷片电容22PF，因为22PF对于工作于1MHZ以上的晶振都能获得良好的效果。以下是最小系统模块设计图
图1 最小系统设计电路
4 软件设计
通过满程是可以计算出，该过程要通过初始化液位传感器进行初始化测试和运算。当正常开始工作时最终液位深度，这里是满程液位传感器压强信号经过转换后的数，是实际测量时液位传感器压强信号经过转换后的数字信号和分别是满程时液位传感器的深度和实际测量时液位传感器的深度。5 结论
由于本设计使用的是以单片机作为核心控制元件使液位检测系统具有功能强、性能可靠。电路简单、成本低的特点，加上经过优化的程序，使其有很高的智能化水平。液位变送器传出的信号是电流信号，通过运放集成电路芯片组成的电流电压信号转换模块将电流信号转换为电压信号，再 AD 转换模块将电压信号转变为数字信号传送到单片机中。通过公式计算液体中液位变送器处压力，由此可以推出液体的深度是 h=(P-P0)/ρgh ，将计算出的数据显示到LCD1602 液晶显示模块中，如果液体深度超出预定范围，蜂鸣器产生报警。
