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1.3.2 设计的过程
前期先通过文献分析法了解51单片机C语言编程，针对基于51单片机的液位测量系统的特点,综合比较其他设计方案，以STC89C52单片机作为核心控制芯片，结合HC-SR04超声波测距传感器及LCD1602显示器，并键位控制、报警系统等进行模拟仿真，对水位进行实时监控，将测量数据传送至单片机进行处理，然后由单片机根据所检测的各种数据实现对液位进行智能控制，设计出一套液位检测系统。要顺利完成本设计必须以软件、硬件来相互协调，互相配合，并逐步的总结、修改，以完成本设计的最终目的。本系统总体设计方案过程如下图1.1所示。
图1.1 系统总体设计过程
1.4 设计研究的内容和要求
单片机智能液位检测系统工作的基本原理是：由液位传感器检测到液位信号后，经过信号处理后转换成电信号，再把信号送给单片机进行判断并进行计算处理后，发出控制指令，通过LCD 显示液位的数值并控制电机的工作，完成对液位变化的检测与跟踪。
本课题要求设计一种基于单片机的封闭环境下的储水装置的液位检测系统。该液位检测系统可以实现水位检测、按键控制、水位控制、液位显示、故障报警等基本功能。
（1）系统设计原理图。
（2）系统设计方案对比和选择。
（3）使用仿真工具对初期设计进行验证、仿真。
（4）在仿真板或面包板上具体实现某些设计要求功能。
2 系统设计方案
2.1 主控模块设计方案
方案一：采用AT89S51单片机
AT89S51是一个低功耗，高性能CMOS 8位单片机，片内含4k Bytes ISP(In-system programmable)的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术制造，兼容标准MCS-51指令系统及80C51引脚结构，芯片内集成了通用8位中央处理器和ISP Flash存储单元，AT89S51在众多嵌入式控制应用系统中得到广泛应用。
方案二：采用STC89C52单片机
STC89C52是STC公司生产的一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有 8K 在系统可编程Flash存储器。STC89C52使用经典的MCS-51内核，但做了很多的改进使得芯片具有传统51单片机不具备的功能。在单芯片上，拥有灵巧的8 位CPU 和在系统可编程Flash，使得STC89C52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。 具有以下标准功能： 8k字节Flash，512字节RAM， 32 位I/O 口线，看门狗定时器，内置4KB EEPROM，MAX810复位电路，3个16 位定时器/计数器，4个外部中断，一个7向量4级中断结构（兼容传统51的5向量2级中断结构），全双工串行口。另外 STC89X52 可降至0Hz 静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU 停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。最高运作频率35MHz，6T/12T可选。
综合比较，选用STC89C52单片机芯片作为主控单元。其芯片实物及引脚说明如下图所示。
图2.1 STC89C52单片机芯片 图2.2 STC89C52单片机引脚说明图
（1）时钟电路
STC89C52内部有一个用于构成振荡器的高增益反相放大器，引脚RXD和TXD分别是此放大器的输入端和输出端。时钟可以由内部方式产生或外部方式产生。内部方式的时钟电路如下图2.3 (a) 所示，在RXD和TXD引脚上外接定时元件，内部振荡器就产生自激振荡。定时元件通常采用石英晶体和电容组成的并联谐振回路。晶体振荡频率可以在1.2～12MHz之间选择，电容值在5～30pF之间选择，电容值的大小可对频率起微调的作用。